電磁爐工作原理詳細介紹

2021-03-04 05:18:53 字數 3433 閱讀 3565

電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板,交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場,磁場內的磁力線穿過鐵鍋、不鏽鋼鍋等底部時,產生渦流,令鍋底迅速發熱,達到加熱食品的目的。

電磁爐加熱原理如圖所示,灶台檯面是一塊高強度、耐衝擊的陶瓷平板(結晶玻璃),檯面下邊裝有高頻感應加**圈(即勵磁線圈)、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統,檯面的上面放有平底烹飪鍋。

其工作過程如下:電流電壓經過整流器轉換為直流電,又經高頻電力轉換裝置使直流電變為超過音訊的高頻交流電,將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加**圈上,由此產生高頻交變磁場。其磁力線穿透灶台的陶瓷台板而作用於金屬鍋。

在烹飪鍋體內因電磁感應就有強大的渦流產生。渦流克服鍋體的內阻流動時完成電能向熱能的轉換,所產生的焦耳熱就是烹調的熱源。

1、概述

電磁灶是應用電磁感應原理進行加熱工作的,是現代家庭烹飪食物的先進電子炊具。它使用起來非常方便,可用來進行煮、炸、煎、蒸、炒等各種烹調操作。特點:

效率高、體積小、重量輕、噪音小、省電節能、不汙染環境、安全衛生,烹飪時加熱均勻、能較好地保持食物的色、香、味和營養素,是實現廚房現代化不可缺少的新型電子炊具。電磁灶的功率一般在700-1800w左右。

電磁爐按感應線圈中的電流頻率分為低頻和高頻兩大類,相比較高頻電磁灶受熱效率高,比較省電。

按樣式分類,可以分以下三種。

台式電磁爐:分為單頭和雙頭兩種,具有擺放方便、可移動性強等優點。因為**低較受歡迎。

埋入式電磁爐:是將整個電磁爐放入櫥櫃麵內,然後在臺面上挖個洞,使灶面與櫥櫃檯面成乙個平面。業內專家認為這種安裝方法只求美觀,但不科學,很大一部分消費群體把電磁爐當做火鍋,埋入式炒菜並不方便。

嵌入式電磁爐:可適應不同鍋具的需要,不再對鍋具有特殊要求。

本文主要介紹利用spmc65p2404晶元來實現電磁爐的設計。spmc65p2404是凌陽推出的一款工業控制8位微控制器,具有很高的價效比,抗干擾能力強,非常適合應用於工業控制類、家電類產品的設計。使用spmc65p2404設計的電磁爐具有如下效能:

六種加熱模式:火鍋、煎炸、炒菜、燒烤、蒸煮、燒燜;

一種自動工作模式:燒水;

最大720分鐘的定時開機功能;

2小時自動關機保護功能;

小物件檢測功能,對不合適的物件不進行加熱;

系統採用過流、過壓、超溫等多種保護措施;

採用開關電源,使系統能夠在180~250v的電壓範圍內正常工作;

系統設定了故障報警功能,方便故障查詢及檢修;

系統含有自檢程式,方便生產測試。

2、電磁爐設計要求

電磁爐作為一種普遍的家用產品,除了要具有基本的加熱功能外,它的安全效能及穩定性能是設計的關鍵。

電磁爐設有多種保護裝置,包括小物件檢測、過熱自動停機保護、過壓或欠壓自動停機保護、空燒自動停止加熱保護、2小時斷電保護、1~2分鐘自動停機保護以及聲光報警顯示等。

綜合起來,電磁爐可由下述技術特性引數考核:

(1)自身保護特性。輸出開關管是電磁爐的關鍵元件,工作於高電壓、大功率狀態,受成本和器件引數限制,設計時不可能有很大的富裕量,故在工作過程中,若電源電壓過高、工作狀態切換時產生瞬間衝擊、電流增大、機內溫公升過高、鐵鍋挪離灶板或空載,開關管都可能損壞。因此,應保證過壓、過流、過溫、鍋檢測等保護裝置正常;

(2)鍋底溫度控制特徵。鍋底發熱直接傳至灶板(陶瓷玻璃),灶板是導熱材料,故一般都將熱敏元件安裝在灶板底部,探測鍋底的溫度;

(3)功率穩定性。電磁爐應具有輸出功率自動調整功能,以改善電源適應性和負載適應性;

(4)電磁相容性。該效能涉及對其餘家電的干擾和對人體的危害。電磁爐均在電源迴路中設有lc濾波電路並用金屬圍框吸收漏磁通,同時採用脈衝方式,使平均輻射功率控制在最小限度;

在實現以上電磁爐的效能規格的基礎上,我們設計的電磁爐還具有以下的功能規格:

手動控制火力,從300w~1800w 的範圍,共分為14 檔火力,每檔均有穩定的功率;

手動定溫選擇,從70 ~240℃的範圍,共分為6 檔定溫選擇,每檔都能達到精確定溫;

自動烹調功能,內部自帶1 自動烹調功能:燒水。

6 種自選功能:火鍋,炒菜,蒸煮,燉燜,煎炸,燒烤,其中火鍋,炒菜可以調節不同的火力檔位;蒸煮,燉燜,煎炸,燒烤4 種功能可以選擇不同的溫度。

可以實現1~720 分鐘預約開機功能,1~180 分鐘的定時關機功能。

系統提供2 小時自動關機的保護功能。

3、系統硬體設計

系統採用spmc65p2404 作為主控mcu,主要模式有:鍵盤掃瞄,鍋體溫度檢測,igbt

溫度檢測,電流過流檢測,超壓欠壓檢測,振盪訊號檢測,風扇控制,數碼管顯示控制,led 控制,蜂鳴器控制,系統啟動控制。

功率板電路分析

交流電220v 經過前端濾波處理,通過整流橋,變成大約310v 左右的直流電,通過mcu控制igbt 的導通和關閉,來控制加**圈的工作狀態。

開關電源部分採用ti 公司最新推出的積體電路viper12a,來實現不同電壓的輸出,ac 接入後經過半波整流,接到viper12a 的電壓輸入腳,輸出端通過穩壓變壓的方式來得到18v 和5v 直流電,為ic 和其他外圍元件提供電源。

電路中包含有電流檢測部分,通過電流互感器將總迴路的電流按比較縮小後,通過整流,變成直流,連線電阻到地,系統通過檢查電阻端的電壓來判斷迴路的電流大小。同時迴路電流若超過一定值後,通過另一端的保護訊號反饋到igbt 的控制端,將控制訊號拉低,使igbt 停止工作,同時送到mcu,讓系統停止工作,並產生報警訊號。

控制板電路分析

主控板中主要由mcu,數碼管,發光二極體,按鍵,復位電路組成,數碼管採用共陽型的,發光二極體驅動方法為動態掃瞄,按鍵與seg 線復用,控制*** 口,回讀seg 資料的i/o 來掃瞄按鍵。復位電路為低電壓復位電路,當電壓低於2.6v 時,系統產生復位。

4、系統軟體設計

主流程採用分時結構,在每個不同的時間片進行不同的工作,時間片可以對動態掃瞄的led進行定時重新整理和掃瞄,方便程式控制。

工作時採用時間輪循的方式,能有效的利用時間資源。過程中主要通過標誌的方式將資訊傳遞到其他模組。

中斷程式

電流過流中斷是整個系統唯一的中斷,當產生中斷時,系統馬上停止控制訊號,然後置電流過流標誌,讓系統在其他地方檢測過流的狀態是否持續3 秒,若是,則產生電流過流的報警訊號,系統停止工作。

功率調節模組

系統需要根據外部電壓和電流的大小,來計算是否已經達到了設定的功率值,通過比較後的功率大小關係來調整pwm 值,以輸出比較恆定的功率。

假設外部電壓為v1,

mcu 檢測到的電壓值v2,根據電路計算得:

v2=5.1*v1/(330+5.1)

得到的a/d 值data 為:

data=v2*256/5

外部電流和mcu 通過轉換的電壓的測試值的關係為:

外部電流值/轉換後的電壓=2.4

根據上述關係來換算功率值的大小:

p=v*i=0.06*ad(v)*ad(i)

推出:ad(i)=100*p/(6*ad(v))

確定ad(i)後,再通過調整pwm 值,以使ad(i)達到計算的值。

5、系統資源分配

電磁爐工作原理

電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板,交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場,磁場內的磁力線穿過鐵鍋 不鏽鋼鍋等底部時,產生渦流,令鍋底迅速發熱,達到加熱食品的目的。電磁爐加熱原理如圖所示,灶台檯面是一塊高強度 耐衝擊的陶瓷平板 結晶玻璃 檯面下邊裝有高頻感應加 圈 即勵...

電磁爐工作原理詳解

一 主振盪迴路 它由igbt1 c4 out1和out2之間所接的線盤構成。其作用是 盤中形成變化的振盪電流。當igbt1的g極有驅動電壓時,igbt1飽和導通,由300v 線圈 d級 s級形成通路,使線圈儲存電能 當igbt1的g極無驅動電壓時,igbt1完全截止,線圈上電能由out2 c4右 c...

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