电磁灶又称电磁烹调器、电磁感应灶或电磁感应加热器。电磁灶的加热原理如图1所示,外形图见图2,内部电路结构见图3。它的灶面是用高强度耐高温的结晶玻璃陶瓷材料制作的。电磁灶是利用电磁感应原理,使铁锅底部产生涡流而发热的。由图1可以看出,当交变电流流过灶内平面形加热线圈时,在其上下产生交变磁场。根据电磁感应原理,就会在铁锅底部产生涡流。此涡流流经本身具有电阻的铁锅时便产生焦耳热,使锅的底部发热而起到对食物的加热、烧煮作用。


电磁灶的内部电路,由于生产厂家不同而有所区别,但一般均由主电路、控制电路和保护电路三大部分组成。现就图3所示电路作一简要说明。

(1)主电路。它包括整流、滤波电路和高频变换器。50Hz市电经桥式整流和π形滤波后得到的直流电压加到高频变换器上。变换器由加热线圈L\(_{2}\)、谐振电容器C3、续流二极管D\(_{2}\)和开关元件BG构成。此处的开关元件便是电磁灶的功率输出级,早先多采用可关断的可控硅闸门GTO或门控开关GCS,近年来则更多地使用高电压、大电流和快速时间响应的大功率开关三极管。
变换器输出级的电路程式和工作原理与彩电中行输出电路相似(在众多线路中谐振电容器C\(_{3}\)多与续流二极管D2并联)。来自驱动电路的、重复频率为20~50kHz的开关脉冲加到输出管BG的基极。当输出管导通时,电流流经加热线圈与BG。输出管关断时,加热线圈L\(_{2}\)与电容器C3产生谐振充放电:L\(_{2}\)先向C3充电,而后C\(_{3}\)通过L2放电,接着L\(_{2}\)向C3反方向充电并有一电流流过二极管D\(_{2}\),故D2称为续流二极管,或者象电视机中一样称为阻尼二极管。由此可见,流过加热线圈的总电流由以下三种电流合成:①输出管的导通电流i\(_{1}\)②L2C\(_{3}\)谐振充放电电流i2③流过续流二极管的电流i\(_{3}\)。电流波形见图4。

从以上分析可知,主电路完成了将50Hz市电变换成为流过加热线圈的20~50kHz高频交变电流的作用。
需要指出的是,主电路中的滤波电路不仅仅起50Hz交流滤波作用,更重要的是,抑制后级变换器产生的20~50kHz高频电流通过电源线对其它电声设备产生的电波干扰。
(2)控制电路和保护电路。它包括驱动电路、温度设定和输出功率调节电路、过热、过流保护以及负荷检测电路等。它主要是为了提高电磁灶的实用性、安全性、保护高频变换器等关键部件。
由主电路工作原理可知,如果调节驱动电路的输出,即加到输出管基极的开关脉冲宽度,便可改变输出管的导通时间(见图4中t\(_{1}\)及t2)并改变流过加热线圈电流的大小,因而可以调节电磁灶输出功率的大小。此功能由图3中电位器W\(_{1}\)完成。
温度设定电路是,通过置于灶面下面的热敏电阻对从灶面上传导下来的负荷(铁锅)温度进行检测,而后控制输出功率调整电路,以保证电磁灶的温度恒定。本电路可以根据不同的烹调需要——“加热”、“保温”、“煎炸”所需的温度进行设定,此功能由图3中电位器W\(_{2}\)完成。过热保护则通过置于加热线圈和输出管处热敏电阻进行工作,以保护二者乃至整个电磁灶不致因温度过高而损坏。
负荷检测电路首先必须判断置于灶面上的锅是铁磁类的合适负荷,还是铜、铝非铁磁类的不合适负荷。其次须判断灶面上是否有负荷及负荷大小。判断的方法因电路不同而有很大的区别,其中一种是利用流过加热线圈电流或输出管U\(_{ce}\)电压波形的很大差异来进行工作的。图3电路只画出防止刀、叉、勺等小物件发热装置的连接图,当这类小件物品放置于灶面时,它们是不会被加热的,因为经该装置检测后会自动切断电磁灶输出。
综上所述,我们可以看出,电磁灶与目前我国城乡广泛使用的传统炉灶的加热方式不同。电磁灶具有如下四大优点:
(1)使用安全:电磁灶不用明火,故不存在因火灼伤人或引起火灾之类事件发生,当然更不存在煤炉和煤气灶时有发生的煤气中毒问题。
(2)经济实惠:与液化石油气灶和电炉相比,电磁灶的热效率较高,所需费用较低廉,所以它是一种高经济效益的新式炊具。

(3)卫生:不会产生空气污染,烹调时不消耗氧气。
(4)使用方便。只要有电的地方就可以用,而且操作简单方便。
附表列出了我国和日本几家大公司研制和生产的电磁灶的某些数据。电磁灶一般都具备以下性能:
(1)输出功率 150~1200W可谓,这时锅的温度将相应地为50~200℃,故可适应于“加热”、“保温”、“煎炸”等不同烹调需要。它可以通过调节电磁灶面板上“加热方式选择”按键和“输出功率调节”旋钮来实现。
(2)由于灶内平面形加热线圈直径约为18厘米,所以电磁灶可以使用市面上销售的10~26厘米直径,用铁、铸铁、钢和不锈钢等一类铁磁材料制成的平底锅(个别型号不锈钢除外)。当然还可以使用经过改制的铜、铝等非铁磁材料制成的锅。
(3)具有过热、过流、过压保护装置。具有负荷(使用锅)检测装置和防止小物发热装置。整个电磁灶具有可靠的电气绝缘、防水、防腐蚀性能。
电磁灶无明火是其一大特点,但却看不到锅子被加热的程度。为了使用方便,目前生产的电磁灶大都加装了LED发光二极管,以指示“火力”与温度。(倪振忠)