电磁感应式电磁炉加热技术研究

２０１１年第２５期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０机械与电子０　科技信息　电磁感应式电磁炉加热技术研究　刘祝山　（淄博张店钢铁总厂轧钢厂　山东淄博２５５００７）　【摘要】电磁炉是我们日常生活中常用的一种烹煮食物的电磁炊具，本文主要介绍了电磁感应原理和电磁式电磁炉的工作原理．　．【关键词】电磁感应；涡流；电磁炉　０引言　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　３电磁炉的原理　３．１涡流的产生　导体在磁场中运动．或者导体静止但有随时间变化的磁场．都町　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．并让线圈通人交变电流，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　１法拉第电磁感应原理　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　如果导体的电阻率小．则涡流很　英国物理学家法拉第发现了电磁感应．电磁感应（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　流现象　导体内部的涡流会产生热量．、　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）又称磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体．会产生　强．产生的热量就很大　电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成　回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流（感生电流）。　法拉第电磁感应定律的数学表达式为：　一一　ｄｆ　一　（１）、　　它表示沿闭合回路的感应电动势等于闭合回路所包围面积内穿　过磁通的变化率。在闭合回路的导体内维持电流，必须在导体内存在　电场，因此，可以用导体内的感应电场强度来定义感应电动势：　图２电涡流原理图绝缘栅双极型晶体管　ｅ＝　Ｅ－ｄｆ　（２）　３．２电磁炉的原理　式中积分路径ｃ是沿着假想路径为导电时的感应电流方向．围线　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　ｃ所包围的总磁通为：　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　；　（３）　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　则公式（２）可表示为　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。　（４）　＝　ｄ　：一鲁　ｄ；　的方向由围线ｃ和右手定则来确定。如果考虑面在空间是固定　的．以及为了显示仅仅是对时间的微分．因而将它用偏导数来表示：　｛』　　．ｄｊ—ｆ堕．Ｊ　　（５）　上式是静止环位于时变磁场中法拉第电磁感应定律所定义的积　分形式。　２常用的加热方式　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。　电介质加热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。　图１电磁炉工作示意图　３．３电磁炉主电路图　电磁感应加热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。　图３为电磁炉主电路图．２２０Ｖ、５０Ｈｚ的交流电经大功率全桥整　流．整流后为脉动直流电．脉动直流电通过扼流圈Ｌ，和ｃ　的平滑滤　波，将相对平稳的直流电供向下级电磁线盘ｋ，ｋ线盘与ｃ　振荡电容　组成ｋｃ　振荡回路．从而在线盘上产生交变磁场。ＩＧＢＴ是绝缘栅双极　晶体管的简称．绝缘栅双极型晶体管，是由ＢＪＴ（双极型三极管）和ＭＯＳ　ｆ绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，　兼有ＭＯＳＦＥＴ的高输入阻抗和ＧＴＲ的低导通压降两方面的优点。有　三个电极．分别称为栅极Ｇ、集电极ｃ及发射极Ｅ。电磁线盘的后级为　高压保护二极管ＶＤ．作用为防止反向高压击穿ＩＧＢＴ。当ＩＧＢＴ的ｃ　极电压为Ｏｖ时．ＩＧＢＴ导通，此时的励磁线圈进行储能，当ＩＧＢＴ由导　通到截止时．此时由于线圈的作用．电流还会沿着先前的方向流动，由　于ＩＧＢＴ关断　电感只能对电容Ｃ　充电，从而引起ｃ极电压升高，随充　电电流变小直至为零时．Ｃ极电压最高。从这个时候（下转第１０６页）　１００　２０１１年第２５期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　０高校讲坛０　科技信息　第一．二首诗是赠送给日本僧侣的诗．后两首是赠送给日本使节　的诗。这些诗的共同特征在于：第一，远距离和饱含真心的依依惜别之　情是共同的主题　在这些诗中都极端的夸大了中日间的距离　距离的　远近与感情的深厚成正比，距离成了衡量感情的一种方式　他们都深　知，隔着如此远的距离，一旦分别，是再也没法相见了。诗人们想象着　友人归国途中的危险．担心友人的安全。第二．四首诗全部以扶桑．祖　州以及神仙作为描写的内容加以体现．充溢着浓浓的仙境气息　诗人　们通过对仙境的描写比喻与日本的相隔之远　人类是不能到达仙境　的．因此友人一旦归国．再也不能取得联系了。表达了诗人对即将离去　的友人不舍的感情。第三，通过这些诗，我们可以深深体会到通过频繁　的交流，诗人们与这些遣唐使（僧）之间结下的深厚的情谊。　下面是被誉为“诗仙”的李白的名作．与上面的诗歌不同的是．这　是一首追悼诗　哭晁卿衡　日本晁卿辞帝都．征帆一片绕蓬壶　明月不归沉碧海．白云愁色满苍梧　除了工艺品，在日本向唐朝朝贡的物品中，也有像琥珀，玛瑙等自　然产物。在《旧唐书》中记载道：“十二月癸丑，倭国献琥珀，玛瑙　琥珀　大如斗．玛瑙大如五斗器”。“斗”是计算体积的单位．一斗相当于十升　可见从宝石类来讲．如此巨大体积的琥珀和玛瑙确实是非常常见和珍　贵的　而且传说这样巨大的琥珀石从海里自然涌上来的　这就更加加　强了日本是个“宝物之岛”的映象　唐朝文学作品中出现的日本器物形象是日本形象的一个重要组　成部分．从某种程度上来说．精美的器物正是体现了古代日本技术的　高超　而技术是人类智慧的产物．因此可以说这些器物所代表的技术　水平．也是日本民族文明的象征。　综上所述．回顾唐朝中日交流史．为我们呈现了一幅友好往来．互　通有无的繁荣景象　而通过文学作品中的相关记载．能够让我们窥见　唐朝时鲜明的日本形象．也展现了那时候日本观的特色。“以史为鉴”，　在历史上中日两国曾有过长期友好往来的“蜜月时期”．虽然现在中日　关系时好时坏．但回顾历史．让我们能相信中日两国是能够和平相处　的。只要两国人民共同努力，互相理解与宽容，中目关系必将迎来更加　诗中的晁卿衡指的正是前文中提到的阿倍仲麻吕　仅学识渊博．　才华超人，而且感情丰富，性格豪爽，是一位天才诗人，与李白，王维等　都有密切的交往。天宝ｌ２年（７５３年），仲麻。吕归国时，传闻他在海上遇　难　李白听了十分悲痛，挥泪写下了以上的著名诗篇：诗人把仲麻吕比　作洁白如碧的明月，把他的死，比作明月沉碧海　因为是明月沉碧海所　以天愁人哭，万里长空的白云，刹时间也变得灰暗阴沉，一片愁色笼罩　着天地人间。诗中感情充沛，深刻表达了两人的诚挚友谊，成为中日友　谊史上传诵千年的不朽名作　美好的未来！●　【参考文献１　日文文献　『１１栗原益男．隋唐帝ｒｅ［Ｍ］．耩裟社，２００３．　ｆ２］橘本雄＿唐代日本：中国文化交流研究０新展髑ｆＭ］．三造堂，２０００．　［３］吉田璺．中国古典百言百　ｆＭ１．集英社，２００１．　『４１西同弘．中国古典０民俗ｔ文化ｆＭ１．平凡社，２００２．　ｆ５］金子修一．隋唐０国隙秩序ｔ柬７　ｆＭ１．割文社，２００１．　３唐朝作品中有关日本器物的描写　从唐朝开始．日本的工艺品取代了以往未加工的自然宝物．开始　流人中国　遣唐使们在积极吸收大陆文化的同时．也积极搬出岛国的　器物。不能否认的是．这些通过朝贡贸易输出的器物．对这个时期日本　形象的建立．起了非常正面的影响。其中也不乏有很多勾起中国人兴　趣的物品．在其文学作品中也有展现，例如在唐代大诗人杜甫的《奉和　严中丞西城晚眺十韵》中，就有这样的描述“花罗封蛱蝶，瑞锦送麒　麟”。蛱蝶和麒麟皆是罗锦上的刺绣。在汉武帝时期．西域进贡了刺有　蛱蝶的罗缎，而日本国朝贡了刺有麒麟的锦缎。锦缎异常华丽，炫目得　仿佛要刺伤人的眼睛。在唐朝中国人的眼里．早已深深刻下了日本人　能够制作精致锦缎的印象　、　在日本的邪马台国时代．由于绢的制造技术非常发达．也开始输　入大陆。到了唐朝　众多的绢类作为朝贡的物品也被遣唐使带到了中　国。那么唐朝的诗人又是如何评价这些绢类的呢？李白在《送王屋山人　魏万还王屋》中写到：“身着日本裘，昂蒇出风尘”。其中的“昂蒇”形容　仪貌堂堂，气宇轩昂的样子。穿上了日本裘，就好像是气质脱俗的仙人　般　充分说明了当时日本绢物的精美　一『６］杉本直治郎埘倍仲麻吕亿研究ｆＭ１．育芳社，１９９０．　ｆ７］小川瑕树．唐莆概　ｆＭ１岩波耆店，１９９７．　中文文献　［１］王铁钧．日本学研究史实ｆＭ１．江西高校出版社．２００４　［２］沈松勤．唐诗研究【Ｍ】．浙江大学出版社，２００６．　［３］李从军．唐代文学演变史ｆＭ１．人民文学出版社，２００６　［４］张天健．唐诗答疑录『Ｍ１．中国文联出版社，２００３　『５］宋再新．千年唐诗缘『Ｍ１．宁夏人民出版社．２００５．　［６］许总唐诗史ｆＭ１．江苏教育出版社，１９９９．　『７］陈新璋＿唐诗宋词概ｉ￣ｆＭ］广东人民出版社，１９９８．　［８］罗宗强．中国古代文学作品选隋唐卷『Ｍ】ｌ高等教育出版社，１９９７．　［９］王勇、半天晴久．唐代中日交流的新史料：延历僧录校续记ｌＪ１．河南师范大学　学报哲学社会科学版，２００４，３１（２）：９１—９４．　［１０］张哲俊．中国古代文学中的日本形象研究ｆＭ１．北京大学出版社，２００５．　ｆ１１１周一良－中日文化关系史论ｆＭ１舡西人民出版社，１９９０．　ｆ１２］Ｉ金林．汉唐文化与古代日本『Ｍ１．天津人民出版社，１９９６．　ｆ１３］王勇．中日汉籍交流史论『Ｍ１．杭州大学出版社，】９９２．　［责任编辑：汤静］　（上接第１００页）开始，电容Ｃ　开始经线圈放电，此时Ｃ极电压变低，　４结论　当ｃ极电压降低到ＯＶ时．控制电路就会检测到到这个数值．此时　随着科技的不断进步和人民生活水平的不断提高．电磁炉已经走　ＩＢＧＴ再次打开，从而形成振荡。　进千家万户。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称　工　为涡流）的加热原理来加热和烹饪食物，被称为”绿色炉具”。实际上电　磁炉的工作原理非常的简单．我们期望更多更新的电子产品能走进我　们的家庭，更好的为我们的工作和生活服务。　【参考文献】　［１］王来元．电磁炉工作原理及应用．物理通报，２００７（９）．　［２］沈庆通，张宗杰强力感应器与导磁体的发展．金属热处理２００１（８）　［３］高吉祥．高频电子线路　电子工业出版社，２００７　［４］顾海远．模拟电子技术科学出版社，２００６．　［责任编辑：王爽］　图３电磁炉主电路图　１０６