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高频电磁灶用电磁加热线圈的工艺研究
冷观武
(湖南航天磁电有限公司 长沙410205)
摘要:介绍了高频电磁灶用高频电磁加热线圈的结掬、工作原理,设计、制作工艺、主要原
材料的要求及其选定.提出了改进意见和扩充应用领域的建议.
关键词:高频;高效率;电磁加热;高温;粘结
1前言
高频电磁灶(以下简称电磁灶)是利用高频磁场在铁磁物质(铁锅)中产生高频
电磁感应引起铁损热,即磁滞热和涡流热来实现烹饪食品的灶具。它与其他灶具相比,
具有热效率高、噪声低、加热快、加热温度易调控、无明火、无烟尘、重量轻、体积
小、安全可靠、使用方便等优点。作为新颖高智能型的现代家庭烹饪灶具,颇受广大
用户青睐,随着我国电力事业的发展,它的发展前景将无可估量。
电磁加热线圈是电磁灶的关键部件之一.它把高频电能转换成磁能,磁能在铁锅
中又转换成热能,因此电磁加热线圈质量的优劣.直接影响着电磁灶的质量。所以为
了保证电磁灶的质量,必须对它加以认真地研究。
电磁加热线圈成平板状,其结构如图l,其主体部分是由圆盘状空芯线圈、塑料支
架、铁氧体偏磁棒被粘结剂粘结而成。
其工作原理为,当高频大电流通过
电磁加热线圈时,电流在线圈附近就产
生了强大的高频谐振磁场,这磁场感应
到靠近线圈的铁锅内,迅速产生强大的
铁芯损耗,即铁损热,其计算公式为:
P矿Ph+Pc_KIm。n2+K2f282……(1)
式中:氏—铁损(w),氏一磁滞
损耗(w),P广涡流损耗(w=;,K,r一
与铁磁材料有关的系数,K。—与铁磁材
料的电阻率及几何尺寸有关的系数,f
一电流的工作频率(Hz),B涨磁材
料的饱和磁感应强度(T),f和Bm越
高,铁锅尺寸越厚,电阻率越惩,其产 图l 电磁加热线圈结构原理图
—-26l一
生的热量就越大、越快。
电磁灶是在高温高湿下工作,因此作为电磁灶用的电磁加热线圈.其工作环境也
就存在着高温高湿问题,作为制作电磁加热线圈的关键技术,就是如何解决其耐高温
高湿问题,所以在设计时,必须作如下考虑。.
(1)如何选用现有的既能耐高温、高湿、加工工艺简单而价格又便宜的材料及原
件;
(2)如何设计使线圈在工作时本身不发热或少发热的材料及原件。
2电磁加热线圈的设计与制作
2.1空芯线圈的设计与制作
2.1.1 线圈绞合束线横切总面积和单根铜线直径的确定
根据电工原理,载流导线的横截面的太小,与其通过的电流、电流密度和加在其
上的功率、电压的大小有关,其相关计算公式为:
s:{:黼 …………(2)
J
(A/ram2),P—加在线圈上的功率(W),v一加在线圈上的电压(v)。
由(2)式可见,在I或%一定的情况下,S取决于j,j取大,s就小;j驯、.S
就大;但j不能取得过大或过小,作为电磁灶使用的线圈的情况下,j一般取3.50.5A/mm2
就可以了。这样当P或I确定后。就可求出s。由s就可求出单根铜导线的直径和绞合
束线的根数。为了减少束线的涡流热,提高线圈的Q值,希望束线每根铜线的直径由
越小越好,但巾过细会增加绞线和绕制线圈的难度,同时还会提高成本,所以经过多
次实验。考虑多种因素,将巾选在由0.25~由0.46rnm之间。当s和由确定后,就很容
易得出根数。作为例子其选定情况见表1。·
表1 束线选定情况
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\\ 功率 电流 单根线径 束线根数 束线S
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