商用電磁灶技術現狀報告

一、商用電磁灶的市場概況

電磁灶(InduetionCooker)又稱為電磁爐，它基于電磁感應原理，利用交變電流通過線圈產生交變磁場，交變磁場在鐵磁性材料的鍋體底部產生感應電流(又稱渦流)，渦流使鍋體高速發熱，用來加熱和烹飪食物。我國自從上世紀50年代工業上開始使用感應加熱技術，20世紀末至21世紀初，因為基于感應加熱技術在安全性、效率等一系列優越性能和特點，感應加熱理論和感應加熱裝置都得到了很快的發展，2kW-3kW的低頻小功率220V電磁灶在家用應用范圍越來越廣，根據SMR的分析師對電磁爐行業的觀察結果顯示，盡管我國目前電磁灶普及率僅占整個灶具市場2%的份額，但與發展初期0.07%的普及率相比，2015年的家用電磁灶在市場上的普及率已經提升了30倍。而商用電磁爐的主要市場在餐飲廚房業、企事業單位、教育等領域，未來5年內將會有600億的市場空間。

二、商用電磁灶的特點

與傳統的加熱方式相比，電磁灶具有若干明顯性的優勢：

(1)更高的安全性

電磁灶對食物進行非接觸式加熱，電路與廚具沒有電氣接觸，從原理上解決了漏電保護問題;電磁灶在使用時無有害氣體釋放、無明火，電磁灶本身熱輻射很小，有利于使用環境的防火防爆;通過對供電電路自動控制可以實現無鍋保護、過溫保護等保護功能，確保了電磁灶的使用安全。

(2)更清潔高效

電磁灶以交流電為能源，只要將其并入電網即可使用，無需另外布設復雜的管道;熱效率高，據有關資料顯示，煤的熱效率約為12%-20%，液體燃料的熱效率約為20%-40%、氣體燃料的熱效率約為50%-60%，而電磁爐利用電磁感應加熱原理，熱效應直接作用于鍋底發熱，其熱效率高達80%-90%，可以有效地節約能源;電磁灶供電系統與廚房作業面相對獨立，且電磁灶表面一般較規整光潔，便于清潔，使用時無氣體、煙塵釋放，易于保持環境的整潔。

除了以上1、2項優點外與傳統電熱灶，燃氣灶等傳統加熱灶具相比，電磁灶具有加熱速度快、加熱均勻等特點，更重要的是，電磁灶還通過智能化控制手段，可以精確掌控電磁灶的加熱時間和加熱溫度，甚至可以在某種條件下實現自動烹飪。

三、商用電磁灶的技術現狀

盡管家用電磁灶的普及率增速迅猛，但相比而言，商用電磁爐在實際中的應用還是比較少的。究其原因，主要是由于不成熟的市場帶來的無序競爭，國內電磁灶技術逐漸陷入外觀上百花齊放，技術上停滯不前的怪圈，研究方向也主要集中于2kW-3kW的低頻家用小功率電磁灶上，而中高頻380V大功率感應加熱技術的研究由于受市場的關注度不夠及國內電力電子器件發展水平等條件的制約，尚處于起步階段，與國際先進水平還有很大差距，在技術上存在著諸多問題：如電磁感應加熱系統恒功率控制不完善，功率受負載和電網電壓影響較大;系統保護功能不完善，缺乏負載的安全檢測與保護，容易發生危險;系統電磁兼容性不好，對電網和周圍電器會產生干擾;系統可靠性低，故障率高等。隨著電力電子學及半導體器件的發展以及中高功率感應加熱在工業、部隊等領域的更廣泛的應用，以電磁灶為代表的感應加熱技術必將向感應線圈頻率更高、單機功率更大、操作更簡單、智能化程度更高，功率因數更理想、體積功率比更小等方面發展。

四、商用電磁灶的技術對策與措施

作為國內商用電器的領導者，華磁商用電器制造(連云港)有限公司(簡稱“華磁企業”)于十多年前率先引進國外先進的電磁灶技術，并與國內大專院校和相關科研機構進行技術合作，共同開發適合中國中餐烹飪制作的5kW-30kW大功率電磁灶，由此成為研制國內商用電磁爐行業的“奠基人”。為了實現對產品的持續不斷的升級創新，華磁企業還撤巨資自建商用電磁爐檢測中心，通過大量充分的實驗數據報告為研發工作做支撐。經過不斷的探索實踐，華磁企業研發出了能夠比肩歐美的、安全性和技術性更高的電磁灶產品，且已經成功的應用于民用、船舶軍工、航空航天等各種復雜的操作環境。

基于電磁感應加熱原理，對電磁灶其進行技術研究的目的集中在如何安全高效地在感應圈中產生一定頻率的交流磁通，即提供具有一定的輸出頻率、能夠在各種擾動下維持和調整功率輸出、高效的感應加熱電源。在現代電力電子半導體應用于感應加熱裝置以前，有很多實現的方法，如磁性靜止變頻器，旋轉發電機組，電子管振蕩器等，但這些方法都有其相應的不足。電力電子元器件的發展及現代控制理論的成熟開闊了新型電磁感應加熱電源的研究方向，經過企業技術層進行多次論證研究，華磁企業進行了CMG(JMG)系列商用電磁灶的研制，其結構方案如下圖所示：

如圖所示，系統由整流濾波、AC/DC逆變、驅動與監控及負載感應線圈等環節組成，工作時，三相工頻交流電經整流器整流并經濾波器濾波后成為平滑的直流電，送入逆變器環節，逆變環節采用電力半導體器件作為開關器件，把直流變為所需頻率的交流電供給負載。感應加熱電源的負載是感應線圈，可等效為電阻和電感的串聯，因此功率因數很低，為了提高功率因數，采用聯接電容器法以補償無功功率。采用單片機對系統拓撲進行數字控制，解決了傳統模擬電路控制中硬件成本偏高，系統的可靠性低，升級換代困難等缺點，同時系統一致性增強、易于標準化和拓展豐富的監控功能。

華磁企業檢測中心不僅為企業研發提供可靠的實驗數據，也成為所出廠的每一件產品提供有力的品質保障，檢測范圍包括對頻率、波形、諧率、抗干擾等。出廠前的老化檢驗技術，分別經過欠壓330V，正常電壓380V，過壓410V，共計不小于8小時的老化檢驗，確保了各零部件之間的高效能、高穩定運行，可連續加熱10萬個小時。

五、商用電磁灶的未來技術展望

當然，國內由于商用電磁灶的應用渠道特性，行業非標定制化程度較高，基本的技術研究也是停滯在單爐的開發和應用這個較低的水平上，整個產業的供應鏈在技術研究上未形成專業化和集中化，而國外先進的技術在進行轉化時，又面臨著成本高，技術轉化過程緩慢等因素，所以市場仍處于培育期。但是相信，隨著電磁加熱技術的快速發展和在商業領域的繼續廣泛使用、低碳環保政策的推廣以及無火煮食概念的普及，將會涌現更多的踐行者在商用電磁灶領域進行更多的研發創新及更合理的升級設計，電磁灶也必將在商用廚房的整體化保障上發揮更重要的作用。