电磁炉的设计

辽宁工业大学

电力电子技术课程设计（论文）题目：1.5KW电磁炉电路初步设计

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起止时间：2014-12-29至2015-1-9

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：教研室：电气

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

本文所研究的题目是初步设计1.5KW电磁炉的电路。在本次电磁炉设计中主要包括整流电路、逆变电路和驱动电路，整流采用单相桥式整流电路，逆变电路采用电压型逆变电路，驱动采用光隔离，通过计算得到所需要的与元器件的具体参数和具体的电路图等等。经计算和multisim仿真选择了基本的元器件。将交流电经由变压与整流电路，在控制电路的信号下变成直流电，再将直流电通过逆变电路变成高频交流电，驱动电磁线圈。产生高频交变磁场，在铁制的厨具底部产生磁滞损耗和涡流损耗，产生热量而加热食品。

关键词：电磁炉；整流电路；逆变电路；驱动电路

目录

第1章绪论 (1)

1.1 电力电子技术概况 (1)

1.2 本文设计内容 (2)

第2章电磁炉电路设计 (3)

2.1 电磁炉电路整体方案设计 (3)

2.2 整流电路设计 (3)

2.3过流保护电路的设计 (4)

2.4 逆变电路的设计 (5)

2.5驱动电路的设计 (5)

第3章参数的计算与元器件的选择 (7)

3.1系统的整体电路图设计 (7)

3.2 变压器的选择 (7)

3.3 二极管的选择 (8)

3.4 IGBT的选择 (8)

3.5 滤波电容的选择 (9)

第4章系统的仿真与调试 (10)

4.1仿真软件介绍 (10)

4.2仿真波形 (10)

第5章设计总结 (13)

参考文献 (14)

第1章绪论

1.1 电力电子技术概况

电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。它分为信息电子技术和电力电子技术两大分支。电力电子技术中所变换的“电力”和“电力系统”所指的“电力”是有一定差别的。二者都指的是“电能”但后者更具体，特指电力网的“电力”，前者则更一般些。

通常所用的电力有交流和直流两种。从公用网络和蓄电池、干电池中的得到的电力往往不能满足要求，需要电力变换。电力变换通常可以分为四大类，即交流变交流，直流变交流，直流变直流和交流变交流。依次可称为整流，逆变，直流斩波与交流电力控制，变频，变相。本设计中的整流电路，逆变电路就是其中两项的简单应用。

电力电子技术的应用主要有以下几个方面：一般工业、交通运输、电力系统（高压直流输电）、电子装置电源家用电器、新型绿色能源等。电力电子技术的作用主要来说有：优化电能使用，改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业，电力电子技术高频化和变频技术的发展（变频空调），电力电子智能化。这些作用具体可以表现在这些方面：可以取代非常大一部分一次性能源的使用，减缓了地球能源枯竭的压力；其次精密的电子器件的应用亦使得我们的电力系统能够高效的运作，将能源的耗费降到最低；推动信息与功率的结合，从而在工业设备、电网等地方进行改革，从而推动工业的进一步发展。

电力以其不可比拟的优越性，而为大家所广泛利用。主要有三个方面的特点：它便于转换、便于输送、便于控制。便于转换：任何的能源都能够通过一定的方式转换成电能；便于输送：高压输电减少耗能且易于分配，同样还可以以电磁波等方式传输；便于控制：数控方式，能精确反应电能需要，从而合理地调配电源，控制稳定。

电路是对电力电子技术的重要基础。电路具有以下几个作用：实现能量转换和传输，信号的传递和处理，测量和储存信息。电路是有三部分组成：电源，中间环节（很多电路的构成都是在这个环节确定的）和负载。正弦交流电是现代电路输电的主要代表。其电动势随时间呈正弦变化，包含电动势最大值、角频率和初相位三个要素。电路主要由三种元件构成，分别为电阻元件、电感元件和电容元件。电感元件中电流不会突变而电压可以发生突变，且不消耗有功功率，与电

源之间存在能量交换即具有储能作用（磁场能），应用于电磁炉等；电容元件由两片金属板组成来存储电荷，使得电路中的电流可以发生突变并遏制电压的突变，它具有“通交流，隔直流”的作用，同样，电容不消耗功率，与电源之间存在着能量交换即具有储能作用（电场能），应用于静电喷雾等技术上。

三相交流输电成为了最广泛的现代输电方式，在于它省材料，性能好，效益高。另外在电能输电方面高压直流输电与高压交流输电的对比中，我们又看到了原本被否认的直流输电又比交流输电有了更多的优越性，不排除将来仍有走直流输电的可能性。

1.2 本文设计内容

本文设计的电磁炉电路只是简单的将电磁炉的工作原理表述出来，其电路包括单相桥式整流电路、电压型逆变电路、采用光隔离的驱动电路和简单的直流保护电路。将交流电经过整流电路之后变成直流电，再经过逆变之后变为20KHZ以上的交流电驱动电磁线圈产生交变电磁场，从而加热铁质锅底产生热量加热食物。

电磁炉又称为电磁灶，它起源于德国。在西方发达国家，电磁炉的普及率达到了60%-70%。在我国，电磁炉也开始步入千家万户。

电磁炉与其他厨房电器和传统灶具相比，电磁炉除在加热时间上稍逊于煤气炉之外，无论在安全、节能、高效、简便等方面都具有很大的优越性，尤其在环保方面的有点更为突出。不会想电路那样产生明火，不会造成视觉污染或者电路短路等问题；不会燃烧时产生废气，以及诸如液化气泄露造成的中毒甚至是爆炸的安全隐患。同时磁炉方便收藏、易于清洁、体积小巧，无论不是煎、炒、蒸、炸都不至于使室温上升，在省电、省钱以及安全有保障的情况下将食物料理过程轻松完成。

电磁炉是运用高频电磁感应原理加热。它将市电整流滤波后得到的脉动直流转换成高频电流，通过加热人线圈建立高频磁场，磁力线经线圈与锅底构成的磁回路穿透灶面作用于锅底，在锅底形成涡流而发热，起到加热锅中食物的作用。

国外有许多的服务行业和家庭已习惯使用这类智能化程度高、环保、高效的微电脑电磁炉，而且产品的更新速度很快。对该产品的需求，国内的市场容量和潜力巨大，国际市场只要质量和技术档次能跟上，出口前景同样看好。在这样的市场和需求背景下，我们开发出智能化、宽电压范围，具有各种保护功能的新型电磁炉更具有现实意义和经济意义。