电磁感应加热设备（电磁灶）

四、电磁感应加热设备（电磁灶）

早在20世纪20年代，就有将电磁感应加热方法用于烹饪的专利，但一直未付实用。目前，电磁感应加热设备应用于厨房设备的主要有电磁灶、电磁热水器以及所谓的IH电磁感应电饭煲。

电磁灶全称为电磁感应灶，又叫电磁炉。1957年，联邦德国的NEFF公司研制成家用电磁炉。1972年美国西屋公司也开始生产电磁炉。其后，日本又将单片机的功能应用到电磁炉上，从而使电磁炉技术得到更深的发展。八十年代初，电磁炉在西方已受到广泛的欢迎。很多国家在实现厨房电气化的工程中开始使用电磁灶。

电磁炉一般按照流过感应线圈的电流频率分为工频和高频两大类。工频电磁炉也叫低频电磁炉，是使工频电流（50Hz或60Hz）通过感应加热线圈，由于高频电磁炉也采用工频电源供电，但将工频电流先整流成直流电，再逆变成20KHz以上的高频震荡电流通过感应线圈。采用低频方式时，不必设置高频电力转换装置，但它有热转换率低以及其他诸如噪音、重量等方面的缺陷。为此，需要采用特殊的烹饪锅。

当采用高频方式时，转换率极高（可达90%以上），而且具有振动小、噪音低、重量轻等优点。不必用特殊设计制造的烹饪锅，但却需增添高频电力转换装置，两者各有优缺点。目前两类都有发展，相互促进。相比之下，一般电磁炉都不采用工频，所以本书仅介绍高频电磁灶。

（一）结构与工作原理

1.基本结构

电磁灶主要由加热、控制、冷却装置、功能保护和烹饪锅等几个部分组成。如图3-59所示。

图3-59　高频电磁灶结构图

1—烹调锅；2—面板；3—感应线圈

电磁炉加热部分的面板采用耐冲击、耐高温的微波玻璃制作。在面板的下方安装一个圆盘形的感应加热线圈。

线圈是电磁产热的重要部件。在金属中，纯铜的导热性和导磁性使得其在很多领域里都有广泛的应用。同样，对电磁炉来说，用纯铜绕成的线圈，其导磁性远远优于含杂质较多的其他金属线圈，相应的加热时间就会大大缩短。

IGBT是功率管的简称，它是一台电磁炉的重要核心部件。电磁炉的功率输出就是由IGBT来完成的。目前市面上较好的电磁炉，都是采用优质大功率IGBT，较常用的是FAIRCHILD（美国仙童）、INFINEON（德国英飞凌）和TOSHIBA（日本东芝）。此外，从另一个侧面也可看出IGBT的重要性，两款功能几乎相同的电磁炉产品，一般来说，功率大的产品售价较高。

电磁炉操作中温度的调节、功率的选择、时间的设定等等都是通过控制电路板来实现的。优质电磁炉通常采用进口原装电路板，有些还特别有整体防潮处理，在湿度很大的环境中，也能使电磁炉正常工作。

电磁炉外壳底部设有冷却装置，包括进气口、排气风扇、排气口等等。在电磁炉工作时，将整流电源、大功率管以及其他元件发出的大量热量，通过冷却装置排出体外，使电磁炉更好地工作。由于电磁炉在工作中会产生很大热量，如此一来，内置风扇的优劣对电磁炉的寿命长短有着重要的影响。好的电磁炉一般用优质的直流冷却风扇，散热性好、噪音小，有助于延长电磁炉的使用寿命。

电磁炉功能保护部分包括升温保护装置、负荷检测装置、防止金属小物发热装置和电源过流保护装置等。

电磁炉外壳采用阻燃性能良好的耐热工程塑料注塑而成，除了起装饰之外，更重要的使炉体密封，减少渗漏，防止底板带电。

电磁炉烹饪锅的材质选择十分重要，这是电磁灶的工作原理所决定的。即所用的烹饪锅应具有良好的导磁性能，如平底铁锅、搪瓷锅和不锈钢锅等。

2.工作原理

如图3-60所示，电磁灶接通220V电源，整流器将工频电源整流为脉冲直流，再经过变频器转变成超高频电流，然后再将超高频电流输入感应加热圈，在线圈产生交变磁场。由于磁力线穿过面板上导磁的金属烹饪锅底部，并在其底部因电磁感应产生涡流，涡流克服锅底内阻流动，即产生热能，烹饪锅由此发热，从而加热食物。

图3-60　电磁灶基本原理图

1—磁力线；2—锅；3—感应线圈；4—变频器；

5—整流回路；6—交流电源

3.控制系统

高频电磁灶有较完善的控制系统，一般包括以下四方面电路，实现安全防护的电路，调整输出功率以满足不同烹饪要求的电路，将电磁灶的工作状态告知使用者的电路，稳定高频电力转换电器工作状态的电路。

（1）灶台台面断裂检测装置　尽管电磁灶的台面用高强度陶瓷板制作，但也有可能发生裂纹使水渗入机内，从而引起短路或触电事故。为了防止这类事故的发生，在台面下（内表面）涂了一层极薄的导电膜。一旦有了裂纹，断裂探测装置便会立即切端电源。

（2）异常温度探测装置　因发生异常事故（空烧）引起感应，加热线圈会过热烧毁。一旦过热，便会通过逻辑控制电路立即切断电源，同时开动冷却风扇和闪光信号灯。

（3）负荷检测装置　为了防止不慎将汤匙、菜刀等物体放在灶台上而受热，特设负荷检测装置。通过检测输入功率的大小可探明被加热物体的大小，如果是小物件就会发出声响提醒使用者。

（4）锅体材料检测装置　因高频电磁灶仅适于铁磁锅，所以可利用永久磁铁和微动开关检测。如锅体材料不符合要求，也会发出声响告诉使用者。

（5）电气元件温度探测装置　防止冷却风扇发生故障，电气元件可能发生过热损坏，此装置可检测电气元件的温度，如超过额定值（半导体开关元件为75℃，感应加热线圈为90℃），便能迅速切断电源。

（二）电磁灶的发展趋势

1.外观设计

外观设计趋向于流线型、超薄型。随着功率器件小型化，低功率化以及安全技术成熟化的发展，未来电磁炉将越做越小，越做越薄，并有可能出现微型电磁炉。此外，嵌入式、多头式将越来越成为市场的主流。图3-61为电磁炒菜灶外形图。

图3-61　电磁炒菜灶外形图

2.锅具的多样性和适用性

目前电磁炉仅能使用有导磁性质的铁质材料，这极大地限制了电磁炉的使用范围。随着电磁炉技术的进一步发展，以及电磁炉工作频率的提高，使铝质锅具、铜质锅具甚至其他材料的锅具亦成为可能。同时电磁炉的效率、体积、噪音等诸多问题都能得到极大的改进。最近，广东某公司经过一年多的研发，实现了各种锅具在电磁炉上均能使用的创新，无论是玻璃锅、搪瓷锅还是陶瓷锅，都能在电磁炉上使用。这一技术突破了电磁炉锅具使用局限，为电磁炉的普及打下了良好基础。而且圆底锅也在部分公司产品中推出了，符合了中国人喜欢用圆底锅的习惯。

3.功率越来越大

不仅功能越来越多，而且在我国，商用电磁热设备已开始出现和投入使用，已有电磁大锅灶、电磁炒炉、电磁平头炉、电磁蒸箱、电磁煮面炉、电磁油炸炉、电磁肠粉炉等一系列厨房加热设备，其功率从220V的3kW、3.5kW、4kW到380V的5kW、6kW、8kW、10kW、12kW、16kW、18kW、25kW、30kW等应有尽有。如上海锦江拉丁餐厅有限公司使用了TS—3500单相大功率凹型电磁炉后认为炉子具有的定温功能，为一些食物的多样性烹调提供了方便，大小火力调节功能可以基本满足一般酒店烹饪要求。在我国一些火车上也开始使用了9kW的电磁灶，性能一直良好。此外，一些火锅城开始使用专用的线控专用火锅电磁炉。

（三）电磁灶的性能及特点

1.安全

这种烹调设备由于在工作时不出火焰，不易造成火灾。此外也不会发生像使用煤气灶那样的不完全燃烧、煤气中毒等危险。

2.清洁

该灶具在使用过程中由于不使用火焰，所以没有可燃性气体，也不污染空气。

3.最佳的热效率

电磁感应灶的热效率可达80%左右。而一般家用燃气灶热效率约为55%，电炉热效率52%。

4.控制方便

无级调节输出功率，电磁感应灶的滑动旋钮可以连续调节火候，也可以准确的调节温度。

5.烹调功能齐全

随着微处理器引入电磁炉的控制系统，以及微处理器功能的日趋强大，许多原先无法实现的功能都能实现，比如煮饭、煲汤等均可实现自动化、智能化，真正实现煎、炸、煮、炒、炖样样皆能。目前市面上已出现上述智能化的电磁炉。

本章小结

本章的内容较多，主要阐述了厨房热加工设备方面的知识，包括厨房热加工设备的基础知识、传统热加工设备、燃气和燃油炉灶、电加热设备。

热加工设备的基础知识中，主要介绍了传热方式、热加工设备的分类以及对厨房热加工设备的要求。

结合国家新的标准，对燃气和燃油热设备进行了重点介绍，因为这是目前最流行的厨房热加工设备，兼顾其发展和应用的情况。

电加热设备是将电能转化为热能，主要有电阻式、红外线式、微波加热式以及电磁感应方式，在了解电加热设备基础知识的基础上，结合电加热设备的最新发展情况，对各种在厨房中得到广泛应用的电热设备的结构、工作原理以及使用等方面进行了介绍。

检　测

复习思考题

1.滚烫的砂锅放在湿地上为何易破裂？

2.在烧煮汤菜时，从开始加热到锅边附近冒气泡的时间要远大于此时到锅心开始冒气泡的时间，原因何在？

3.“烙饼”、“蒸馒头”、“烤红薯”主要利用了哪一种传热方式？

4.据深圳商报2005年12月22日报道，2005年第3季度，深圳市质监局对深圳市生产的餐馆及单位食堂使用的燃气燃烧器具进行了首次监督检查，抽查结果显示，商用燃气具存在严重安全隐患，总体合格率不足六成。那么一台合格的厨房加热设备，其总体要求是怎样的呢？

6.蒸气蒸柜炉和夹层蒸气锅都是以蒸气作为热源，其在工作过程中，对应的烹饪工艺过程是一样的吗？

7.2006年10月15日沂南市给火锅店液化气瓶体检，现场检查发现，有些单位用热水加热钢瓶或将钢瓶倾斜放置使用，请问此种应用是否存在安全隐患？

8.当燃具火焰发黄时，此时应对燃具做何调整？

9.燃烧器的稳定性包括哪几个方面？

10.在选用燃气炒菜灶时应注意什么问题？

11.说明燃油灶的结构及工作原理。

12.常见电热材料有哪些？

13.简述电加热设备各类控制元件的工作原理。

14.市场上有哪些电饭锅？

15.常用电烤箱的类型及特点。

16.电灶的无极调节功率具体过程。

17.简述微波加热原理。

18.微波加热对介质有选择性吗？如何选择？以什么参数为评判依据？

19.电磁加热的基本原理。