что значит индукционная плита импульсная

Что такое индукционная плита и как она работает

Содержание

Содержание

Приготовление на индукционной панели напоминает магию — жар готовки находится только внутри посуды, вокруг же — ни намека на тепло. О технологиях, используемых в индукционных варочных панелях для того, чтобы получить эту магию, и пойдет речь.

Индукция в деталях

Способность электрического тока возникать в проводнике при пересечении им силовых линий магнитного поля, была замечена Майклом Фарадеем в 1831 году. Открытие электромагнитной индукции дало старт золотой эре разработки электрических машин переменного тока (генераторов, электродвигателей и трансформаторов), определяющих комфортную жизнь человечества по сей день.

В ходе конструирования первых образцов электрических машин и аппаратов, изобретатели столкнулись с проблемой нагрева их «железа», что приводило к существенным потерям энергии (вследствие ее преобразования в тепловую) и общему снижению КПД агрегатов.

Несколько позже Фарадей описал природу возникновения электрического тока не только на поверхности проводника, но и в толще материала с точки зрения открытого им явления. Данные токи были названы вихревыми, поскольку возникают в перпендикулярной магнитному потоку плоскости и имеют круговую природу протекания. Позже они были названы токами Фуко, в честь ученого, посвятившего жизнь их исследованию.

В 1841 году ученые Джеймс Джоуль и Эмиль Ленц, проводя исследования независимо друг от друга, пришли к выводу, что количество тепловой энергии, выделяемой проводником при протекании по нему электрического тока, находится в прямой зависимости от плотности электрического тока и напряженности электрического поля.

Формулирование этого закона дало понимание природы нагрева металлических сердечников трансформаторов и железа статоров и роторов электрических машин, а также дало толчок в разработке методик по снижению влияния вихревых токов на работу электрических машин и аппаратов.

Вихревые токи считаются паразитными. При конструировании электрических аппаратов с ними нещадно борются, стараясь минимизировать их влияние на работу устройства. К примеру, в трансформаторах магнитопровод изготавливают из тонких металлических пластин, изолированных друг от друга. Так же поступают при производстве железа статора электрических машин переменного тока.

В случае с индукционными печами, токи Фуко — основная компонента, позволяющая получать потрясающие результаты, поэтому их всячески «культивируют» и усиливают.

Помещение металла в переменное магнитное поле позволяет получить его нагрев за счет возникновения в нем вихревых токов.

Это свойство дало жизнь целому семейству устройств — индукционным печам, используемым как в промышленности (получение сверхчистых (без примесей) сплавов, сварка, пайка и плавка металлов и т. д.), так и в быту (приготовление пищи). Причем было замечено, что с повышением частоты переменного магнитного поля, процессы возникновения вихревых токов интенсифицируются, позволяя получать более быстрый нагрев помещенного в него материала.

Устройство и принцип действия индукционной варочной панели

Работает индукционная панель следующим образом. Сетевое переменное напряжение выпрямляется и поступает на вход инвертора. В нем оно снова преобразуется в переменное, но уже со значительно большей частотой. Как правило, для работы индукционных варочных плит используется диапазон частот от 20 кГц до 120 кГц.

Нижний порог выбран неспроста: это именно то значение частоты, выше которого ухо человека не способно уловить звуковые вибрации. Чтобы не причинять пользователям дискомфорта неприятным звуком, нижний порог частоты не может быть ниже 20 кГц.

В процессе работы электронные компоненты инвертора и индукторов довольно сильно греются, поэтому плата инвертора принудительно обдувается потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Индуктором, представляющим собой катушку, намотанную из медного многожильного провода в форме конфорки, формируется переменное магнитное поле высокой частоты.

Регулирование мощности нагрева в индукционных печах может происходить двумя способами:

В недорогих моделях для регулирования мощности нагрева применяется циклический способ регулирования мощности.

В более продвинутых — изменение частоты.

Когда металлическую посуду ставят на конфорку, в толще материала возникают вихревые токи, которые и обеспечивают ее нагрев. По сути дно кастрюли или сковородки выступает в качестве вторичной обмотки трансформатора (короткозамкнутой) и является отличной средой для возникновения токов Фуко.

Здесь следует сделать одно важное отступление и рассказать о скин-эффекте, иначе именуемом поверхностным эффектом.

Любой электрический ток при протекании по проводнику создает вокруг него электромагнитное поле. Это же касается и вихревых токов. Магнитные поля, взаимодействуя друг с другом, вытесняют электроны из толщи материала на его поверхность, именуемую скин-слоем, и электрический ток проходит больше по поверхности проводника, чем в его внутренних слоях. Объемная плотность тока в скин-слое значительно выше, чем в его толще. Известно, что с увеличением глубины проникания в материал, амплитуда вихревых токов уменьшается и они гораздо хуже осуществляют нагрев. Использование материала с тонким скин-слоем позволяет получить более высокие температуры его поверхностного нагрева.

Толщина скин-слоя находится в обратной зависимости от частоты переменного магнитного поля, т. е. с ростом частоты толщина слоя уменьшается, что позволяет получить более высокую плотность тока и более эффективный нагрев поверхности проводника.

Каждый материал обладает своей структурой строения кристаллической решетки, от свойств которой зависят его проводимость и толщина скин-слоя. К примеру, в диапазоне частот 20 кГц – 120 кГц (стандартные частоты работы конфорок индукционной панели) толщина скин-слоя стали на порядок меньше толщины слоев меди или алюминия.

К чему это все? А к тому, какой материал необходимо использовать для изготовления посуды, пригодной для индукционных печей. И какую посуду использовать в принципе.

Только металлы с ферромагнитными свойствами смогут обеспечить нужные температуры нагрева дна посуды и подойдут для готовки еды, а не ее медленного разогрева.

Поэтому для индукции нужна посуда, к которой прилипает магнит. Это не прихоть производителя, а объективная необходимость!

Дальше все просто. Вихревые токи, вызванные высокочастотным магнитным полем, индуцируются на внутренней поверхности дна посуды. Именно она контактирует с продуктами и нагревает их, отдавая им тепловую энергию. Этим и объясняется высокая скорость нагрева на индукционных варочных поверхностях.

Конечно, за счет теплопроводности металла нагреется и сама посуда, и варочная поверхность, но это будут не сотни градусов. Поэтому готовить можно, даже застелив конфорку салфеткой — она не загорится, температуры просто не хватит для воспламенения.

Попавшие на поверхность продукты не пригорят к ней по той же причине.

Магия? Зная, как работает индукционная поверхность, понимаешь — это не такая уж и магия. Обычная физика!

Источник

Как выбрать индукционную плиту? Обзор важных характеристик, принцип работы, а также плюсы и минусы

Как выбрать индукционную плиту? Разберемся во всех нюансах и видах приборов, рассмотрим плюсы и минусы подобных изделий. Расскажем, в чем их особенности и как правильно подобрать индукционную плиту себе в дом.

Индукционная плита – оптимальное решение для безопасной готовки на кухне и экономии электроэнергии.

Ее выбор часто вызывает ряд вопросов, в которых следует разобраться перед походом в магазин.

Обратите внимание на рейтинги различных индукционных плит представленных на нашем сайте, там собран подробный обзор моделей с характеристиками, плюсами и минусами:

В таблице собраны модели получившие самые высокие отзывы на сервисе Яндекс.Маркет.

Навигация по странице:

Принцип работы индукционной плиты

Катушка индукционного типа расположена под стеклокерамической поверхностью, по ней протекает ток частотой от 20 до 100 кГц.

Индукционная катушка играет роль первичной обмотки, а посуда, которая ставится на поверхность – вторичной.

Когда кастрюли и сковороды ставятся на рабочую плоскость, появляются индукционные токи, которые их нагревают. Стеклокерамическая поверхность плитки тоже нагревается, но от посуды, а не от рабочей зоны.

Мощность конфорки регулируется двумя методами – импульсивным или непрерывным.

В первом случае работа устройства будет периодически останавливаться. Частота работы зависит от установленной мощности.

Участки, не задействованные в непосредственном нагреве посуды, изготовлены так, что всегда остаются холодными, поэтому возможность заработать ожог значительно уменьшается.

Нагревательные элементы рабочей зоны делятся на несколько типов:

Плюсы

Минусы

Есть ли вред для здоровья?

Использование электромагнитного поля в изделии может смутить неподготовленного пользователя.

Однако об этом не стоит волноваться.

Ученые провели множество исследований влияния работающей индукционной плиты на здоровье человека, находящегося в непосредственной близости от прибора в момент приготовления пищи.

Вот какие выводы сделаны:

Особенности готовки на плите

Параметры, на которые необходимо обращать внимание при выборе

Разберемся в основных параметрах, на которые необходимо обратить внимание перед покупкой индукционной плиты.

Габариты и тип конструкции

Количество температурных режимов

Количество температурных режимов на продвинутых моделях может достигать 20 вариантов, в обычных моделях их примерно 10-12.

Количество конфорок

Традиционно плиты оснащены 4 конфорками, но в большинстве семей такого количество поверхностей никогда не используется.

Для приготовления на семью, состоящую из 1-2 человека, 2 конфорок будет вполне достаточно. Даже для крупного семейства обычно используется не больше 3 штук.

Полезно иметь конфорки разного диаметра, чтобы хорошо прогревалась как посуда маленького диаметра, так и большого.

Материал панели

Варочные поверхности изготавливаются из двух материалов – стеклокерамики и закаленного стекла.

Внешне они почти ничем не отличаются, зато имеют разное качество. Закаленное стекло менее требовательно к уходу и его сложнее испортить.

Если все же поверхность разобьется, то не разлетится на мелкие кусочки, а покроется трещинами. За такой материал заплатить нужно будет больше, чем за стеклокерамику.

Энергопотребление

Несмотря на то, что индукционные плиты имеют большую мощность, в отличие от электрических и газовых приборов они потребляют меньше всего электроэнергии.

Чем мощнее индукционная плита, тем меньше электричества она потратит.

Электрическим и газовым плитам нужно время, чтобы нагрелись свои рабочие поверхности, затем воздух между плитой и посудой, а потом уже саму посуду.

Дополнительный функционал, на который стоит обратить внимание

Важный момент, на который следует обратить внимание при выборе прибора, это система безопасности.

Аварийное отключение, защита от детей, работа только при наличии посуды на панели, отключение в случае попадания жидкости – все это нужные детали, которые лучше предусмотреть для дальнейшей безопасной эксплуатации.

Также стоит изучить возможности и функции прибора.

Удобство в готовке обеспечат индикатор времени, функция поддержания температуры, звуковое оповещение о проходящих процессах и возможность быстрого нагрева.

Топовые фирмы настольных индукционных плит

Разберемся в лидирующих производителях на рынке кухонной техники.

Kitfort

Компания производит лучшие на рынке поверхности на 1 и 2 конфорки.

Они выполнены из качественной стеклокерамики, которая почти не нагревается при готовке.

Все изделия имеют доступную цену, понятное управление, стильный внешний вид и хороший функционал.

Наиболее популярные модели:

Gemlux

Производитель специализируется на приборах с одной конфоркой.

Все они имеют компактный размер, безопасный режим работы и экономичность.

Используются как для дома и дачи, так и для профессиональных кухонь.

Лучшие изделия производителя:

Endever

Надежные и стильные приборы по приятным ценам.

Модели оснащены понятным управлением, изготавливаются, как правило, из закаленного стекла, защищены от скачков напряжения и перегрева.

Лучшие модели:

Часто задаваемые вопросы

Как включить индукционную плиту?

Следует найти на панели кнопку «старт/стоп» и нажать на нее, после чего устройство заработает.

Перед тем как начать готовить на приборе, следует очистить его поверхность от различных веществ и следов, которые остались после производства и доставки.

Если в первые минуты работы будет чувствоваться запах резины, то в этом нет ничего страшного.

Особенности подключения

Для подключения устройства к сети потребуется отвёртка и определённое количество трёхжильного силового кабеля.

Обычно используется кабель с сечением от 4 до 6 кв. мм. Его длины должно хватить до точки подключения панели.

В комплект поставки обычно включен 4-х жильный кабель. 2 жилы, чёрная и коричневая – это фазы, синяя жила – это «0», а жёлто-зелёная – это земля.

Концы проводов нужно зачистить. На тыльной стороне прибора находится гребёнка, в которую устанавливаются зачищенные провода. Свободный конец нужно подключить в электрическую сеть.

Чем лучше чистить и как ухаживать за плитой?

Сколько электричества потребляет плита

Мощность прибора зависит от ее производителя. В среднем этот показатель составляет 2 кВт в час. Мощные модели могут достигать 10 кВт в час.

Всего же есть три деления мощности конфорок:

Что такое индукционная плита без импульсного режима?

Индукционные плиты, как правило, не могут обеспечить непрерывный нагрев конфорки при мощности меньше 1 кВт, поэтому нагрев подается импульсами.

Появилась плита, которая решает этот вопрос.

В ней реализована функция непрерывного нагрева, начиная с мощности в 0,4 кВт.

Заключение

Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:

Полезное видео

Из данного видео вы узнаете о плюсах и минусах индукционной поверхности:

Источник

Особенности регулировки мощности в индукционных варочных поверхностях

Содержание

Содержание

Индукционные варочные панели прочно вошли в нашу жизнь и «прописались» на кухнях. За счет скорости работы они существенно экономят время, просты в уходе и довольно безопасны. В отличие от обычных чугунных конфорок, индукционные панели быстро меняют мощность приготовления и «гибки» в настройке ее величины. В материале рассмотрим способы регулирования мощности, какими они бывают и чем отличаются друг от друга.

Система питания индукционной варочной поверхности

В этой статье мы рассматривали, что такое индукционная варочная панель, как она устроена и как работает. Теперь мы сместим фокус внимания в сторону регулирования мощности индукционной плиты.

Ни для кого не секрет, что режимы готовки могут меняться на разных этапах приготовления блюда. Например, максимальная мощность конфорки задействуется для обжарки мяса или быстрого кипячения воды, а минимальная мощность используется при тушении или томлении продуктов.

В отличие от классических конфорок, в которых мощность регулируется путем изменения силы тока, протекающего по их обмоткам, система питания индукционной панели устроена иначе. Главную скрипку в ней играет инвертор, который преобразует предварительно выпрямленное напряжение обратно в переменное, но со значительно большей тактовой частотой. Как правило, рабочая частота индукционной катушки находится в диапазоне 20–120 кГц.

Методы регулирования мощности

Изменение частоты магнитного поля

Металлическая посуда, помещенная в переменное магнитное поле, провоцирует возникновение в ней вихревых токов, обеспечивающих нагрев дна. Чем выше частота магнитного поля, тем большие токи индуцируются в толще материала посуды, и, следовательно, в конечном итоге можно получить больший нагрев ее поверхности.

Из этого вытекает первый метод регулирования мощности индукционной плиты, именуемый методом изменения частоты магнитного поля.

Мощность регулируется путем изменения частоты питающего напряжения индукционной катушки.

Принципиальная схема инвертора напряжения представлена на рисунке.

Переменное напряжение получают путем попарного открытия транзисторов VT1-VT4 и VT2-VT3 с нужной частотой.

Недостатком такого способа регулирования является использование управляющей платы, открывающей пары ключей с нужной частотой. Она значительно увеличивает стоимость варочной поверхности. Тем не менее, такой метод считается наиболее удобным, поскольку только он обеспечивает плавное регулирование мощности и поддержание заданной температуры, но об этом поговорим чуть позже.

Циклическое регулирование мощности

Более бюджетный вариант регулирования мощности индукционной плиты — использование инвертора без регулировки частоты. Т. е. катушка конфорки всегда работает с напряжением фиксированной частоты и индуцирует магнитное поле неизменной частоты. Как правило, частота напряжения устанавливается такой, чтобы получить на катушке максимально возможную мощность.

В случае, когда полная мощность не нужна, питающее напряжение на катушку подается импульсами, попеременно чередуя моменты включения индуктора на полную мощность и паузы в его работе. Т. е. если в пределах одного цикла время работы и время простоя индукционной катушки равны, то «снятая» с нее мощность будет составлять 50 % от максимальной.

Такой метод регулирования мощности называется циклическим. Индуктор всегда включается на полную мощность в течение строго определенных временных интервалов.

Определить индукционную панель с циклическим регулированием мощности довольно просто. При работе конфорок на малых мощностях отчетливо слышны щелчки срабатывания силового реле, подающего напряжение в цепи питания индуктора.

Циклический метод — самый простой в реализации и бюджетный, поэтому его повсеместно применяют в моделях среднего и бюджетного ценовых сегментов. Однако циклический режим таит массу неудобств при готовке, особенно при работе на малой мощности. Ни о каком равномерном тушении или томлении блюд говорить не приходится. Особенно хорошо заметен этот эффект при приготовлении небольших порций продуктов. В момент включения индукционной катушки они быстро вскипают, а затем, в моменты простоя индуктора, продукты просто остывают в посуде. Поскольку паузы между включениями инвертора достаточно малы, то по факту получается, что к продуктам прилагается избыточная мощность, что кардинально меняет технологию приготовления блюда.

К примеру, чтобы испечь блины на сковороде с тонким дном или растопить шоколад без использования водяной бани, кулинару придется сильно постараться. Тесто для блинов то будет длительное время находиться в покое, то в одночасье вскипит и пригорит к посуде. Та же участь ожидает и плитку шоколада, да и другие блюда, которые следует доводить до готовности на медленном огне. В таком кулинарном опыте результат абсолютно не гарантирован, а сам процесс наверняка отнимет уйму нервных клеток.

Выходом из ситуации может стать посуда с толстым дном. Она обладает определенной инертностью и не способна моментально нагреваться и так же быстро терять тепло.

В отличие от циклического метода, регулирование мощности конфорки частотой, не таит таких подводных камней. Оно обеспечит точное соблюдение температуры и технологии приготовления продукта.

Комбинированное регулирование мощности

Существует третий способ регулирования мощности конфорки. Он объединяет первые два метода. На средних и высоких уровнях мощности индуктора, регулирование производится путем изменения частоты магнитного поля индукционной катушки, а на малых мощностях — путем циклической подачи питающего напряжения.

Это сделано, чтобы расширить диапазон регулировки, особенно в зоне малых значений мощности. Дело в том, что нижний порог частоты регулирования ограничен значением в 20 кГц. Все, что ниже, становится слышным человеческому уху, и, чтобы не причинять дискомфорта пользователям, регулирование нижнего диапазона мощности индуктора осуществляется до этого значения, а затем в дело вступает попеременное включение и отключение индукционной катушки.

Итоги

Так уж повелось, что производитель не особо стремится посвящать пользователя в технические подробности своих решений. Получить информацию о методе регулирования мощности практически нереально. Ее нет ни на сайтах производителей техники, ни в инструкциях по эксплуатации. В качестве наглядного примера ниже представлены выдержки из инструкций бюджетной и довольно дорогой индукционных панелей, в которых даны советы по выбору уровня мощности при приготовлении различных блюд.

В них также содержатся рекомендации производителей по использованию режимов мощности плиты.

Как видим, по сути, в обоих случаях текст идентичен — в нем нет ни слова об используемом методе регулировки мощности.

Наиболее правильным будет ориентироваться на стоимость конкретной модели: чем она выше, тем более удобные и «правильные» технические решения реализованы в устройстве. И, конечно же, при выборе варочной поверхности стоит внимательно изучить обзоры понравившихся моделей и опыт их использования другими пользователями. Или довериться компетентности продавца, ведь наиболее ответственные из них указывают в фильтрах интересующий нас параметр.

Источник