电磁炉工作原理是什么,电磁炉加热原理?
电磁炉的工作原理其实并不复杂,就是将输入的220V 50HZ的交流电通过电子线路逆变成高频电流加在电磁线圈的两端,使线圈上产生垂直的磁力线,当磁力线穿过锅底时,会在锅底形成涡流效应,从而使锅底迅速发热来加温食物。
电磁炉的加热原理
电磁炉主要的工作就是实现在电磁线圈中产生高频交变磁场,当铁质的锅具放在炉面之后,磁力线穿过锅底会产生感应电动势,锅底由于是一整块导体,感应电动势会在导体内推动自由电子运动形成闭合电流,即产生涡流,涡流会使锅底发热,涡流越大,产生的热量越大,从而实现加热食物的目的。
电磁炉本身并不会产生热量,而是使铁质锅具自行发热,这种加热方式具有很高的效率,和我们用的其它炉具相比,减少了热传递的损耗,并且无明火,所以电磁炉可以得到广泛普及。
电磁炉的这种加热方式并不只用于家庭使用,在工业中也得到广泛应用,比如真空冶炼炉也是利用电磁感应产生涡流的原理冶炼金属的。
电磁炉的工作原理是什么?
最近也在重温电磁学这本书,正好看到这个问题,来答一答。
电磁炉由于具有热效率高、使用方便、无烟熏、无煤气污染、安全卫生等优点已经成为我们日常生活中不可缺少的电器,虽然看似高端,但是其工作原理其实并不难。首先我们来了解一下电磁炉的主要组成部分:第一个就是能够产生高频交变磁场电子线路系统(含电磁炉线圈盘),说白了就是电磁炉工作的核心;第二个就是用于固定和保护电子线路系统并承载锅具的外壳,通俗说就是耐腐蚀耐高温的控制面板。电磁炉的拆分后的结构如下图所示,通过下图我们可以清晰的看到电磁炉的结构构图。外壳这一部分就就不再赘述了,因为电磁炉工作的主要部件在于产生交变磁场的电子线路,首先热敏电阻部分的作用是将热量信号传递到控制电路,起到保护电路和控制电路的作用,简单说就是到了咱们设定的那个温度他就不让电磁炉继续升温了,加热线圈就是将高频交变电流转换成交变磁场的工具,也是电磁炉工作的核心元件。
接下来重点说一些电磁炉的工作原理。大家可能有个疑问,为什么有了交变磁场,电磁炉就能起到加热的效果那?这主要是由于当线圈中通以高速变化的电流,使得线圈中产生了高速变换的磁场。金属炉具底部的金属板都有磁力线穿过,由于磁场强度变化,穿过金属板的磁通量也会发生变化,由楞次定律可知,在金属炉具内部会产生闭合涡旋状的感应电流从而阻止磁通量的变化,产生的电流我们称其为涡流,因此金属器皿底部金属体内会产生无数的小涡流,电流具有热效应,使金属炉具快速发热,这种现象我称它为涡流的热效应,借助这部分热量便可完成各种食物的蒸煮,这便是电磁炉的工作原理。
从事家电行业,事实上电磁炉是利用电磁感应原理实现加热,本质其实是交变的电流产生磁场,如图,核心部分是谐振电路部分以及加热线圈部分,功率IGBT管通过PWM控制导通时间,也就是占空比时间,从而将直流电变换成频率为20-50kHz的高频交流电,加热时候导通,高频交流电通过加热线圈盘建立高频磁场,高速变化的电流流过线圈时候会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力通过铁锅底部金属体时候会产生无数的小小涡流,因为铁的电阻较小,能产生很大电流,利用热效应迅速产生能量量,食物放在锅里面时候就会被加热,这也就是为什么需要铁锅,因此IGBT是核心零部件,IGBT开关频率要很高,同时还要加散热片散热。
同时还有:
1、整流部分电路,把交流电变成直流电;
2、系统检测电路,包括过温检测,过温用热敏电阻检测,温度达到一定时候断开时输出;
3、电压电源检测电路,低压或者高压时候都会断开;
4、控制电路,这部分包括按键或者触摸电路‘
5、显示电路,这部分是用数码屏或者LED显示’
电磁炉它的工作原理,是电磁转换过程中所产生的副作用,涡流现象,而这种涡流现象,给我们的变压器电机等感性负载,会带来一定的危害,和能量的损失。
但人们巧妙的应用到这一现象,把一危害变成我们有利的应用,这就是我们今天使用的电磁炉原理。
当我们剖析变压器的时候,就会发现,它的铁芯是由许多薄薄的硒钢组成,其目的就是隔断涡流,阻止它的发热,我们用的电磁炉,不但不阻止的发热,而且千方百计的让它提高涡流效率。
电磁炉的主要元件是感应线圈,和转换成涡流的导磁材料,我们可以把感应线圈看成是初级线圈,被加热的金属将是次级线圈, 因此感应电能在次级线圈上,由于次级线圈是个闭合回路,这个次级线圈将形成很大的涡流。
而这种导磁材料效率最高的是铸铁,而人们在使用电磁炉时所用的锅,都是导磁率高的材料制成的,一般都采用钢质材料,但不谊纯度较高的不锈钢,因为不锈钢导碰率很低。
那么电磁炉是如何工作的呢?
首先我们从电源部分说起,由于电磁炉的工作电流比较大, 不论是整流模块还是整流二极管,都将有20个电流的承受力,整流后的直流电供给逆变电路,将形成2000到2500赫兹的交流电。
这个逆变电路的频率是固有的,所采用的是它激启动形式,因此启动率非常的高,可以达到百分之百的启动,而它的主要元件是一只功率较大的三极管或者模块。
当这些高频电压,输送到电磁炉的主要元件,感应线圈时,这个感应线圈由于磁通量的作用,将传到感应器的副边,也就是我们的锅底,而这种磁通量交变的频率越高,所产生的涡流就越强,我们的锅底上产生的感应电动势,和涡流就越大。
涡流在锅底上形成的涡流,又使金属当中的分子相互摩擦,产生很高的热量,而这种力量正是我们需要的。
电磁炉的工作原理还挺好玩的,运用的电磁感应和铁磁性两个物理原理。
首先,电磁炉实际上利用的是一个简单的电磁感应原理。电磁炉内部有一个感应线圈,在交流电的作用下激发交变电磁场,然后交变电磁场在电磁炒锅内激发产生交流电流产生大量热量。
如果您仔细考虑上面的回答,您现在应该已经有了一个疑问。那看起来只要是一个导电的金属锅就可以用来放在电磁炉上炒菜呀。可事实上铜锅和铝锅放在电磁炉上都不能工作,为什么?
因为,铁和其他金属材料有很大的区别。铁是具有铁磁性的!铁在外部磁场刺激下可以产生比外部磁场强得多的感应磁场,而其他金属则不会。所以这个地方铁锅就像一个电磁铁线圈中的铁芯。铁芯会极大地增强电磁铁电流激发出来的磁场。但是和电磁铁不一样的是电磁铁通过直流电,所以磁场是恒定磁场,而电磁炉这里是交流电。这意味着由炒锅引起的强磁场可以以50Hz的频率不断改变方向。强磁场不断改变的这个过程需要消耗大量的能量。
所以在相同的电流下,铁锅所消耗的能量远远大于铝锅,这意味着电磁炉线圈两端的电压比放在锅里时要大得多。这意味着大部分线圈能量被释放到铁锅上。
相比之下,铝锅,铝锅只有感应电流不会感应强磁场,所以放在锅内时,线圈两端的电压很小。 220V的恒定电压意味着炊具的线圈本身将被分配更多的电压,这意味着更多的能量消耗在线圈本身中。这将触发炊具短路保护开关,然后电流被切断导致铝锅和铜锅都不能正常工作。
磁炉的工作原理非常简单: 就是磁场感应涡流原理。
利用高频的电流通过环形线圈,产生无数封闭磁场力,当磁场磁力线通过导磁(一定要导磁的材料,比如说:铁质锅)的底部,就会产生无数小涡流,使锅体底部自行高速发热,然后再加热锅内食物。
原理简单,但是要做出一个可以方便的,正常使用的电磁炉,却并不是那么简单,正如原子弹原理就是核裂变,但是要做出原子弹并不容易。
一个正常使用的品牌电磁炉,光主板上的控制电路就有十五个单元电路:
第一,高压整流变换电路。
第二,低压电源稳压电路。
第三,LC震荡逆变电路。
第四,同步检测电路。
第五,震荡锯齿波成形电路。
第六,IGBT驱动脉宽调整电路和放大电路 第