選修3-2第四章第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)資料教學(xué)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-04-17 12:13本頁面
【正文】 頻感應(yīng)爐就是利用渦流來熔化、溫度容易控制，而且污染少，適應(yīng)冶煉特種合金和特種鋼。電磁灶首先把50 Hz的交流電通過橋式整流裝置改換成直流電，然后通過逆變器，轉(zhuǎn)換成15 kHz ~50 kHz的高頻電流，此高頻電流通過扁平螺旋形加熱線圈（螺旋中心有圓環(huán)形磁芯）產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的磁感線穿過非金屬灶臺(tái)面板進(jìn)入烹飪鐵鍋底內(nèi)，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生電場(chǎng)，形成強(qiáng)大的渦流電流，發(fā)出大量的焦耳熱，達(dá)到對(duì)食物加熱的目的。 圖1 圖2，L1為扼流圈，D1和D2為半導(dǎo)體高速二極管，L2和C2為高頻轉(zhuǎn)換電感和電容，C2為調(diào)諧電容器，L3為加熱線圈，D1D2和L2C2組成逆變器，通過計(jì)算可知，加在D1上的直流電流通過逆變器后在C2上產(chǎn)生交流電壓，其頻率為：f=1/2π，如果改變L2和C2的值可獲得不同頻率的交變電壓，一般f在15kHz~ 50kHz之間。從圖3可知，C2兩端的電壓加到L3C3（L3有電阻R3）的串聯(lián)電路上，改變C3，使R3L3C3串聯(lián)電路振動(dòng)頻率f與C2的頻率f相等，這樣在L3中的電流振幅最大，L3中交變電流在鐵鍋底中的的振幅也最大，產(chǎn)生的渦流最強(qiáng)，電磁灶的熱功率最大。下面談?wù)勲姶旁罱o鍋加熱的情況，如圖4為放在加熱圖上的鍋底剖面圖，B是加熱圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)從圓心沿徑向分布。其磁感線分布形狀如圖5所示的傘形。，渦流方向如圖5所示，形成一些同心圓。 圖3 圖4 圖5通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，鍋底產(chǎn)生的熱功率與交流電的頻率平方成正比，與勵(lì)磁線圈（加熱線圈）的安匝數(shù)的平方成正比，所以電磁灶一般采用高頻勵(lì)磁。用16~ mm的銅絲絞合制成扁平螺旋線圈，以增加安匝數(shù)。鐵的磁導(dǎo)率大，電阻也比銅、鋁大些，在相同的頻率和匝數(shù)下，產(chǎn)生的熱功率比銅、鋁大，所以一般采用鐵鍋，不用銅鍋、故鍋底在保持機(jī)械強(qiáng)度的條件下可以做得很薄，同時(shí)為了減少空隙磁阻，鍋底做成平底。電磁灶加熱溫度在50~200 ℃范圍內(nèi)，功率在300~1200 W之間，電磁灶是通過鍋底渦流發(fā)熱，不存在熱量在傳遞過程中的損耗，故熱效率高達(dá)83%（普通電爐的熱效率為52%），電磁灶的耗電量只有電爐的63%。電磁灶是美國西屋電器公司于1971年最先研制成功的，以后經(jīng)過日本廠商的努力，到80年代初才成為技術(shù)成熟的家電產(chǎn)品，我國也開發(fā)了這種新產(chǎn)品。它是一種安全、衛(wèi)生、高效節(jié)能的炊具，是“現(xiàn)在廚房的標(biāo)志”之一。9
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