當線圈流過高頻交變電流時會在其周圍產生交變磁場，如果該磁場靠近金屬表面，則在金屬中能感應出漩渦狀的電流，簡稱渦流。渦流的大小與金屬材料的導電性、導磁性、幾何尺寸有關。渦流本身也會產生磁場，其強度取決於渦流的大小，其方向與線圈電流磁場相反，因而抵消部分原磁場，它與線圈磁場疊加後形成線圈的交流阻抗，導致線圈的電感量發生變化（減小）。
這些渦流消耗電能，在感應加熱裝置中，利用渦流可對金屬進行加熱熱。渦流的大小與金屬的電阻率ρ、磁導率μ、厚度 h ，金屬與線圈的距離δ，激勵電流角頻率ω等引數有關。
工業上把感應加熱依頻率分為四種：工頻(50hz)；中頻(0.5hz～8khz)；超音訊(20hz～60khz)；高頻(60hz～600khz)．工頻交流電直接由配電變壓器提供；中頻交流電由三相電動機帶動中頻發電機或用可控矽逆變器產生；超音訊和高頻交流電由大功率電子管振盪器產生。
圖1 渦流加熱原理圖
電磁感應加熱如圖1所示。高頻電磁感應加熱方法是利用電磁感應在被加熱體內產生的渦流，對被加熱體進行渦流加熱。將被加熱體看成無數個同心圓狀的電流環網路，當通過被加熱體線圈的磁通增加時，就產生使它減小的方向的感生電流；當通過線圈的磁通減小時，就產生使它增加的方向的感生電流，該電流稱為渦流。
渦流的計算公式為：
1）式中：為以為半徑的圓內交變磁通在加熱體表面形成的渦流；為加熱體金屬的導電率； 為半徑r圓內的磁通。
將被加熱體和電磁感應加**圈結合在一起，中問留有2～4 mm的間隙，電磁感應加**圈通過高頻交變電流，便相當於在電磁感應加**圈和被加熱體之間形成無數個小交變磁場，這些小磁場的磁通變化，在被加熱體表面產生渦流，渦流的能量轉化為熱能，達到加熱的目的。
感應加熱是利用電流通過線圈產生交變磁場，當磁場內磁力線通過鍋區域性時，磁力線被切割而產生無數小渦流，使鍋區域性瞬間迅速發熱。由於「集膚效應」，渦流分布高度集中於鍋表面，而且隨距表面的距離增大而急劇下降。設鍋表面的感應電流強度為，沿感應透入深度方向，距離表面處的感應電流強度為，渦流的理論透入深度為
2）式中為電阻率()；為頻率(hz)；為導磁率()。實際應用中規定降至表面渦流強度的1／e處的深度為「電流透入深度」，經計算證明，86．5的熱量是發生在深度為的薄層內。
鋼鐵材料在感應加熱過程中，隨溫度的上公升而增大，的大小在材料失去磁性前基本不變，而達到居里點溫度(鐵為770 c，中碳鋼724 c)以上鋼材就失去磁性， 急劇下降為真空導磁率，即。材料在失磁前的渦流透入深度稱為「冷態的渦流透入深度」。而隨著材料溫度的上公升，會導致增大和下降，使渦流分布平緩，透入深度增大。
考慮一塊厚為，電阻率為，半徑為的金屬圓板，置於磁感應強度b、隨時間交變的磁場中，為了計算熱功率，沿著電流方向將金屬圓板分割成若干個寬度為、周長為，厚度為的金屬薄筒，任意乙個薄筒的感生電動勢為
3）薄簡的電阻為
4）所以薄筒的瞬時熱功率為
5）整塊金屬圓板的渦流的瞬時熱功率為
6）設，則，
渦流在乙個週期內的平均熱功率為
7）由上式可見，若要得到較大的熱功率輸出，必須選擇高頻交變的電磁場，產生較大的磁感應強度，且金屬的電阻率要較小。
由於感應器的工作電流很大且頻率很高，在設計和應用時，必須考慮電磁感應的三個基本效應：集膚效應、鄰近效應和圓環效應。
集膚效應—— 當變化的電流在導體中流動時，它周圍的磁場也隨著變化。這變化的磁場也要在導體中產生感應電流，因而影響導體中電流的分布，使電流趨向導體表面。也就是說，愈靠近導體的表面，電流的密度就越大。
頻率越高，集膚效應就越明顯。因此，在高頻狀態下，常採用中空導線，或用若干股並列的細導線作為輸出饋線。
鄰近效應 ——就是導體的鄰近還有其他載有變化電流的導體時，每一導體中的電流將要重新分布，和孤立時不一樣，其分布是不均勻的。不均勻的程度，則視導體的形狀、尺寸、相對位置以及交變電流的頻率而定。
圓環效應 ——是指環形導體的電流分布有集中於內表面的趨勢，而且其程度也受頻率的影響。頻率越高，圓環效應就越明顯。
採用感應加熱原理設計的高頻電磁加熱系統具有著突出的優點。它是利用電磁感應產生的交變磁場，在發熱體的表面形成渦流達到直接加熱的目的，效率高，加熱時間比相同功率的加熱器要快得多，更值得指出的是，它通過感應線圈使發熱體產生渦流達到加熱的目的，實現了發熱體和主電路之間電氣上的隔離，避免了因絕緣損壞而產生的漏電現象，在安全性上大大提高了。
感應加熱具有以下優點：
(1)加熱速度快。由於感應加熱過程主要是依靠電流感應透熱和傳導的方式實現，故在很短的時間內便能加熱到預期的溫度。
(2)熱損少、加熱效率高。在感應加熱過程中，能量的傳遞是以電磁波的形式進行的，故受外界的干擾小、能量的擴散少，提高了能量的利用率和加熱熱效率。
(3)無汙染。加熱熱源是電能，不會產生任何有害的氣體和汙染物，屬於環保型的熱源。
(4)易於實現自動控制。加工過程中熱源的引數主要是電源的功率和頻率，這兩項電引數在控制過中是很容易實現自動控制的，不需要相關的轉換模組，可以更有效地控制加工的質量。
（5）實現了發熱體和主電路之間電氣上的隔離，避免了因絕緣損壞而產生的漏電現象，在安全性上大大提高了。
1.1輸入電壓：三相380v±20%，50hz；
1.3 工作環境溫度：（-10 — +60）℃；
1.4 最大輸出功率15kw;
1.5 輸出功率連續可調；
2.1過流、過壓、欠壓、過功率保護和故障報警顯示功能；
2.2軟啟動、軟關斷功能；
2.2 停電記憶功能；
2.3 igbt高溫保護、線圈高溫保護和故障報警顯示及自動恢復功能；
2.4 igbt溫度感測器、線圈溫度感測器、調功電位器開路、短路保護和故障報警顯示功能；
2.5 關機散熱風機延時功能；
2.6 小物件檢測功能（小於80mm不加熱）。
3.1主機箱外殼尺寸
圖2 主機箱主要尺寸
主機箱尺寸圖：
3.2.3 led顯示屏控制介面定義和原理
圖3 led顯示屏
圖4 顯示板控制介面定義
三相交流電通過濾波後送入三相整流模組，得到一脈動直流電源，通過π型濾波獲得直流電壓源，其額定幅度為513v。
主電路有兩種選擇，其一是半橋，其二是全橋，半橋通過橋路電容和電感形成諧振，全橋通過電感和串聯電容形成諧振。這兩種電路均可以應用，但全橋需要四個驅動電路，需要4個igbt，但通過的電流是半橋的1半。
本設計採用半橋電路。
最大輸出功率
系統效率
則變換器最大輸入功率
輸入電壓380v±20%，最大456v，最小304v，三相全橋整流後，
最大直流電壓
最小直流電壓
因此輸入最大電流
因此主電路整流管額定電流和igbt額定電流必須大於最大電流，考慮安全係數，取額定電流為150a/1200v。
圖5 電磁灶系統框圖
電磁灶系統框圖如圖5所示。市電交流380 v經過濾波整流後變為大約510 v直流，通過半橋諧振逆變電路的振盪**圈中產生交變磁場，在發熱體中產生渦流以達到加熱的目的。把渦流效應等效到原邊，用l、r串聯表示。
當負載為rlc且滿足振盪條件時，這種負載稱為諧振負載，對於諧振負載可以通過改變頻率來改變輸出的電壓和功率。逆變式諧振負載（串聯諧振）的電路特點是：
逆變電路輸出的波形為方波（方波電壓）；
可以將逆變頻率調諧在諧振頻率附近，而正弦輸出的電流，無需通過低通濾波器消除其最低次諧波，所謂「諧振逆變」電路因此得名；
因為利用負載諧振特點電路中的元件要承受很大的電流或電壓。
串聯諧振網路的形式如圖6所示，其中是諧振電感，是諧振電容，渦流等效阻抗r。
圖6 串聯諧振電路
對圖3所示的電路圖，導納可表示為
9）它是頻率的函式，令，，則有：
10）由式（10）可以看出，在諧振時，即時，電感和電容阻抗相互抵消，，電路阻抗為純電阻負載，電路對數幅頻特性曲線如圖7所示。
圖7 對數幅頻特性曲線
令串聯諧振電路的品質因數為
11）則式（10）可改寫為
12）電路諧振時，
設電源電壓為，則電流為，電容電壓
13）當時
14）也就是說諧振時負載電壓等於電源電壓，電容上的電壓可達電源電壓的倍。
諧振時通過調整工作頻率，調整通過開關管，s1、s2的開通和關斷，感應線圈電感和半橋電路的兩個電容在各自的迴路形成諧振。
當逆變器工作在諧振頻率時，開關器件的狀態轉換總是發生在開關器件電流過零時刻，在這種情況下，所有反併聯二極體始終不通過電流。
實際上半橋輸出入電壓為幅度為的方波，只要，而且值足夠大，電流幾乎為正弦波
15）為方波電壓的基波分量幅值。
輸出功率
16）若輸出15kw，不考慮效率，等效電阻
當逆變電路的工作頻率大於諧振頻率（，且），作用相當於乙個電感
17）諧振電路的阻抗等值於電路，工作於感性負載，電流滯後於電壓
18）當逆變電路的工作頻率小於諧振頻率（，且），作用相當於乙個電感
19）諧振電路的阻抗等值於電路，工作於容性負載，電流超前於電壓
（20）
從上面分析可以看出，當沒有鍋在灶上時，沒有渦流產生，電路為純電感負載，儲存在電感中的能量和電容交換，輸入直流平均電流為零，若灶上有乙個較小的金屬物體時，渦流等效到電感原邊的電阻較大，輸入直流平均電流較小，因此可以根據輸出電流衰減的快慢判斷有無鍋，實現小於某直徑金屬不加熱功能。
當渦流發生時，渦流本身也會產生磁場，其強度取決於渦流的大小，其方向與線圈電流磁場相反，因而抵消部分原磁場，它與線圈磁場疊加後形成線圈的交流阻抗，導致線圈的電感量發生變化（減小）。
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