葡京新棋牌

深圳市组创微电子有限公司
销售部:158 1687 4032采购部:0755-8299 4126行政部:0755-8299 4126
咨询电话
0755-8299 4141

厨房电器

电磁炉方案开发设计


电磁炉也叫电磁灶,是应用电磁感应原理进行加热工作的,是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它使用起来非常方便,可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点:升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务,是实现厨房现代化不可缺少的新型电子炊具。

一、电器常用的加热方式

家用电器大部分都是需要加热的,利用高频电压或电流加热通常有两种方法:电介质加热和感应加热。

1、电介质加热

这是利用高频电压加热,通常用来加热不导电材料。当高频电压加在两极板层上,就会在两极之间产生交变的电场。需要加热的介质处于交变的电场中,介质中的极分子或者离子就会随着电场做同频的旋转或振动,从而产生热量,达到加热效果。比如微波炉加热。

2、电磁感应加热

这是利用高频电流加热,通过电子线路板组成部分产生交变磁场,当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流,涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能(所以:电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮熟的目的,这就是感应加热的原理,电磁炉就是利用这中原理来工作的。

二、电磁炉方案的技术原理

1、电磁炉的电涡流理论

导体在磁场中运动,或者导体静止但有随时间变化的磁场,都可以造成磁力线与导体的相对切割。如图2所示,在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路,闭合电路中的磁通量在不断发生改变,所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流,电流的方向沿导体的圆周方向转圈就像一圈圈的漩涡,所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。导体内部的涡流会产生热量,如果导体的电阻率小,则涡流很强,产生的热量就很大。

电磁炉工作原理图

2、交变磁场的产生

电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流,使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。

3、电磁炉的结构原理

在结构上,电磁炉主要是由电子部分和结构部分组成。电子部分顾名思义,就是电磁炉内的电子元件,包括电子显示屏、主板、线圈盘。结构部分也就是电磁炉的陶瓷板、风扇、电源线和塑胶上下盖。电磁炉内部的电路板通过对线圈产生高频交变电流,从而产生封闭的交变磁场。当铁质炊具放置在该交变磁场中,因为铁的导磁性质,磁场的磁力会使得铁分子产生振动,从而形成无数涡流,使铁质炊具自身产生热量,该热量通过铁质炊具传递给炊具内的食物。

也可以把电磁炉的加热原理理解成一个高频变压器。高频变压器的初级是电磁炉中的内部线圈,次级是放置在电磁炉上的铁质炊具。当电磁炉通上电之后,交变电流通过电磁炉内部的线圈时,次级上产生了感应电流,而电流在次级上由于电阻的作用产生了热量。如果在该电磁炉上不存在次级,也就是电磁炉不放置铁质锅具,那么电磁炉无法产生一个“变压器”的作用,输出功率将会大大降低。

4、电磁炉的加热原理

那么是不是任何材质的炊具放置在电磁炉上,电磁炉都可以与其产生一个交变磁场的发热场呢?这就要分析电磁炉结构。电磁炉的上接触面是一块结晶玻璃平板,具有高强度和耐冲击的特性。接触面下就是加热线圈。电流通过加热线圈产生磁场,电磁力通过铁制品炊具或者搪瓷炊具就会产生涡流,使炊具自身高速加热,再传递给食物。因为是通过交变磁场来产生涡流,这就要求炊具需要具备导磁性。而炊具是通过自身电阻发热再传递给食物,这也要求炊具电阻不能太大,不然产生的热量不够。纯粹的不锈钢制品由于其导磁性非常低,所以并不能在电磁炉上与其磁场产生大的涡流,加热并不理想。电磁炉的炊具一般是铁磁材料金属或者铁磁材料金属复合物。另外,针对现在网上传得沸沸扬扬的辐射来说,电磁炉所产生的电磁场完全被线圈和炊具所形成的的回路吸收,所以并不存在释放对人体有害的辐射这一说。

深圳电磁炉方案商

三、电磁炉能效的影响因素

在电磁炉加热过程中,由于需要经过多个过程,因此,会导致产生的热量在加热过程中散失,从而影响电磁炉的能效。从当前的研究中来看,能量的损耗主要出现在热传导、对流、辐射和感应加热四部分,主要涉及的器件有以下几方面。

1、微晶板的导热

当烹饪器皿发热时,一部分热量会通过微晶板传导到电磁炉内,造成能量损失,这主要是热传导效应导致的热量损耗。此种原因导致的能量损耗与微晶板的隔热效果有密切联系,因此可以通过增加微晶板的隔热性能来减少热量损耗。

2、电磁炉内线圈和锅具的距离

通常情况下,烹饪锅具与电磁炉平面之间会存在一定的缝隙,这个缝隙的宽度实际上非常小,仅仅为0.5~1cm。理论上,锅具与线圈平面的距离越小,电磁炉的能效就越高。但是,当两者距离过小时,LC谐振过程中电压的最低点也就远离电压零点,导致IGBT零点的开通难以实现,从而加大IGBT开通的能量损耗。

线圈盘的主要作用是产生变化的磁场,金属器皿靠近磁场时就会切割磁场产生涡流,生成热量。从理论上来说,锅具距离线圈盘越近,切割的磁场密度就越大,产生的涡流也就越多,就能产生较大能效。但是,在实际使用中,由于线圈接近锅具后,谐振能量不足,在电磁炉使用小功率时,大部分能量损耗导致IGBT发热,能效降低。

3、线圈盘引发的能量损耗

线圈盘的主要参数有:品质因素(Q)、电感量(L)和电阻(R),其是使线圈盘加热的有效途径。其中,品质因素Q表示的是,在一定频率下,线圈盘的电抗值和电阻的比值,Q的值越大,表示的能量损耗越小、效率越高。线圈主要由铜线或者铝线组成,铜线的电阻小于铝线,所以铜制的线圈盘性能要优于铝制线圈盘。线圈盘中磁条的主要功能是增加电感量,以避免线盘受到控制器的干扰。磁条的制作材料主要是铁氧体软磁,其需要的特性主要有:起始磁导率ui高、品质因素Q高、稳定性高、截止频率fr高。所以,磁条常常选用MnZn作为主要材料。

而线圈盘导致的能量损耗主要包括线圈损耗和磁条损耗。其中,线圈损耗的原因主要是:电磁炉的线圈主要由绞合线组成,绞合线的交流电阻相对于实心的导线交流电阻要小,主要是由于当导线中通过电流的频率比较高时,电流都分布在导线最外层的导体中,而使用多条绞合线就相当于加大了导体的横截面,所以,导线的交流电阻也就相对减小。同时,由于绞合线在制作时同时占用了导体长度和横截面积,所以集肤效应和邻近效应都被减小了。

线圈功率损耗主要表现在两部分:一是电流在通过线圈时所产生的热能;二是线圈在交变磁场下产生的涡流损耗。而通常情况下,热能功耗和导线的集肤效应有关,集肤效应和邻近效应所产生的损耗可以相加。通过对其进行计算可以得出,能量损耗受到导线中导体数量、电阻和感应电阻的影响。

4、散热风扇

大功率电器在工作过程中通常会产生大量的热量,而这部分热量不能被电器利用,就相当于做无用功。电磁炉作为一种大功率电器,在运行时,炉腔内会产生大量热量,所以,需要在电磁炉内部安装一个散热风扇来降低炉内温度,保证电磁炉内各个器件正常使用。电磁炉在运行时产生的额外热量是不能被利用的。为了保证电磁炉内各个元器件的正常使用,还需要消耗一定能量,将热量排出,这就使电磁炉在运行时产生额外能耗,相当于降低了能效。

顺德电磁炉PCBA厂家

四、提升电磁炉能效的方案技术

电磁炉的能耗分析及减小能耗的方法需要从整体上进行考虑。电磁炉工作时,多个部分会相互影响,从而增加能耗。只有对各个因素进行综合分析,找到最佳的能耗和功率平衡点,才能有效提升电磁炉的运行能效。电磁炉运行时的功率和电压较大,因此,需要在保障使用安全的情况下,从锅具、平台距离、导线电阻、工作功率、线圈密度等方面进行综合分析,探寻提升电磁炉能效的方法,减少能源消耗。

1、电磁炉与锅具的间距微调

经过对线圈和锅具距离的分析可知,能量的损耗和锅具与线圈的距离存在一定关系,理论上距离越小,能耗散失的就越少,但距离过小又会对IGBT能耗产生影响,加大IGBT的能耗。所以,需要对IGBT能耗和散失能量进行综合评估。研究得出,如果高功率使用电磁炉,为了防止热量过多散失,可以适当减少锅具与线圈盘面的距离,而使用低功率进行加热时则可以适当增加二者的距离,减少IGBT能耗。由此,今后相关人员进行研究时,可以针对电磁炉与锅具之间的距离进行研究,研发微调距离的方法,达到减小能耗的目的。

2、电磁炉磁感线圈与磁条设计

根据现有资料可知,传导电阻的大小和集肤效应密切相关,通过线圈的电流频率越大,体现出的集肤效应也就越明显。因此,如果导线中的导体直径足够小时,所产生的传导电阻也就可以忽略不计。另外,磁条和感应线圈之间存在一定的距离,这段距离会导致磁阻增加。由此,在进行磁感线圈和磁条设计时,要注意两者的距离,避免能耗增加。

五、电磁炉的使用安全

(1)由于电磁炉的加热原理是加热器具的本身发热,所以在使用过程中应注意给炊具留下排气孔。密封类的器具,如罐头等,在电磁炉上直接加热可能会引起密封制品爆炸。

(2)电磁炉需要采用三孔插座,用户在购买时需要注意,用户切勿自行改装。因为两空插座不带有地线,容易产生瞬间打火,对于电磁炉这种大功率的电器非常危险。

(3)电磁炉在使用过程中注意不要将插头插在位于电磁炉正上方的插座上,避免由于电磁炉加热食物时产生的蒸汽损坏电源。

(4)电磁炉底壳上有散热的吸气口和排气口,用户在使用过程中要注意不要堵塞电磁炉的吸气口和排气口。最好将电磁炉放在硬质的桌面上,若桌面有桌布或者报纸,需要检查吸气口和排气口是否被堵住。若电磁炉不能正常散热,很可能导致电磁炉被烧坏。

(5)电磁炉完成工作依然会在内部留存一定的温度。所以在电磁炉完成工作后需要将加热的物体及时拿开,将电磁炉放置在空气流通的位置散热。这样有利于延长电磁炉的使用寿命。

(6)在使用电磁炉烹调食物时要注意炊具的选用。炊具必须是具有导磁性和电阻适中的。如纯铁的器具、含铁量较多的铁质合金器具或者搪瓷均可以。陶瓷、塑料等器具电磁炉是无法加热的。

(7)在使用电磁炉的同时切勿使用有电流发生骤变较为频繁的电器,如电焊机、冲击钻、电锤等高功率的电器。在使用电磁炉时,若同时使用这些高功率电器,容易引起电磁炉的损坏。若要同时使用这些大功率的电器,必须要选择有过流保护的装置,或者选择稳定的电源。

(8)在电磁炉使用过程中,若出现不正常的停机或者报警等异常情况,一定要停止使用电磁炉,并且与厂家联系,及时维修或者更换,千万不要自行拆卸维修。

(9)擦洗电磁炉时应该拔掉电源,并且在电磁炉冷却后开始擦洗。电磁炉的面板可以用去污粉、牙膏或则汽车车蜡摩擦后再用干净的毛巾擦洗;电磁炉其他部位只能用干净的软毛巾擦拭,可以沾水擦拭,也可以用中性洗洁精擦拭后再用湿毛巾擦去残渣;电磁炉切勿直接侵入水中清洗或者冲洗,这样会损坏电磁炉的电子元件;电磁炉的吸气罩可以拆卸下来直接用水冲洗;长时间不使用电磁炉需要将机体擦洗干净,晾干后再收藏起来,切勿将电磁炉收藏在潮湿的环境,可以在收藏空间内放置一些干燥剂和蟑螂药。

以上就是我们深圳市组创微电子有限公司为您介绍的电磁炉方案详情。如果您有电磁炉的电子功能开发需求,可以放心交给我们,我们有丰富的电子产品定制开发经验,可以尽快评估开发周期与IC价格,也可以核算电磁炉PCBA报价。我们是多家国内外芯片代理商,有MCU、语音IC、蓝牙IC与模块、wifi模块。我们的开发能力涵盖了PCB设计、单片机开发、软件定制开发、APP定制开发、微信公众号开发等软硬件设计。还可以承接智能电子产品研发、家用电器方案设计、美容仪器开发、物联网应用开发、智能家居方案设计、TWS方案开发、蓝牙音频开发、儿童玩具方案开发、电子教育产品研发。

方案用到的产品

该方案成功案例

  • 返回顶部