家用電磁灶用不同容器工作對諧波電流項目檢測分析

【摘要】目前，市場上家用電磁灶推薦的使用容器大多是不銹鋼鍋。然而，家用電磁灶的產品標準對可使用的容器類型有具體要求，這些要求與市場上常見的不銹鋼鍋有所不同。因此，本文主要根據家用電磁灶用不同容器（能效鋼鍋、搪瓷鋼鍋、不銹鋼鍋）工作下進行諧波電流項目檢測并對其結果進行差異分析。

【關鍵詞】家用電磁灶；容器；諧波電流；限值；檢測；試驗；平均值；最大值

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.022

Detection and Analysis of Harmonic Current Items in Household Electromagnetic Stoves Working in Different Containers

ZHANG Weikang， CUI Bowen

（Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision， Guangzhou 510330， China）

Abstract： At present， most of the recommended containers for household electromagnetic stoves on the market are stainless steel pots. However， the product standards for household electromagnetic stoves have specific requirements for the types of containers that can be used， which are different from the common stainless steel pots on the market.Therefore， this article mainly conducts harmonic current item detection and analyzes the differences in the results based on the operation of different containers （energy efficiency steel pot， enamel steel pot， stainless steel pot） for household electromagnetic stoves.

Keywords： household electromagnetic stove； container； harmonic current； limit value； detection； experiment； average value； maximum value

家用電磁灶起源于歐洲，20世紀80年代末進入我國。家用電磁灶是一種高度靈活且功能強大的烹飪設備，它使用方便，是每家標配的廚房小家電。非官方統計全國家用電磁灶生產企業超過250家，家用電磁灶的年產量達3000萬臺，年產值超過40億元。

根據國家市場監督管理總局2023年第36號公告文，家用電磁灶在《強制性產品認證目錄描述與界定表（2023年修訂）》中屬于強制性產品范圍之內，但其產品認證的標準中并沒有電磁兼容標準（在本文中簡稱EMC）。

家用電磁灶適用的EMC標準為：GB 4343.1—2018《家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求第1部分：發射》和GB 17625.1—2022《電磁兼容限值第1部分：諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16 A）》，這兩個標準都是國家強制性標準。根據中華人民共和國標準化法規定，國家強制性標準必須執行。雖然家用電磁灶強制性產品認證規則里沒有 EMC標準，但是其產品也應符合EMC標準要求。而且在各類產品質量國家監督抽查方案中都有EMC標準相關的檢測項目。

在家用電磁灶的產品標準中，不同標準測試時要求使用的容器不同。標準GB 4343.1—2018要求使用的容器是搪瓷鋼鍋（材質：鋼和搪瓷）；標準GB 21456—2014《家用電磁灶能效限定值及能效等級》要求使用的容器是能效鋼鍋（材質：Q235鋼和碳）；標準GB 17625.1—2022要求使用的容器是鋼鍋。由于標準GB 17625.1—2022在諧波電流項目檢測中家用電磁灶使用容器沒有明確是什么鋼鍋，因此本次用11臺不同型號的家用電磁灶使用容器為能效鋼鍋、搪瓷鋼鍋、不銹鋼鍋進行諧波電流項目檢測并對其結果進行差異分析。

1諧波電流的概述

1）諧波電流：在一個非正弦波形分析中某一個諧波頻率分量。

2）諧波電流測量點：對電網和用戶的諧波進行測量之處。

3）諧波電流次數（n）：諧波頻率與基波頻率的比值（h=fh/f1）。

4）諧波電流的種類：①偶次諧波：指頻率為2、4、6、8、10等偶數倍基波頻率的諧波。②奇數諧波：指頻率為3、5、7、9、11等奇數倍基波頻率的諧波。

5）基波（分量）：對周期性交流量進行傅里葉級數分解，得到的頻率與工頻相同的分量。

2諧波電流的危害

諧波電流是所有諧波問題的源頭，諧波電壓都是諧波電流所引起的。諧波電流的危害如下：

1）諧波電流過大時會產生諧波損耗，且3次諧波在中線疊加會導致線纜過熱，溫度升高，從而導致火災發生的可能性。

2）諧波電流還會影響到同一電網其他設備的元器件性能降低甚至正常使用。例如，引起電氣保護裝置誤動作，導致設備的可靠性及性能降低；引起無功補償裝置損壞、保險絲燒斷、電容炸裂等情況出現，導致設備無法正常工作甚至損壞。

3家用電磁灶的諧波電流限值要求

標準GB 17625.1—2022中的諧波電流項目的限值分別為A類、B類、C類、D類。

家用電磁灶的諧波電流項目應符合標準GB 17625.1—2022 A類的限值要求。具體限值見表1。

4GB 17625.1—2022的諧波電流項目檢測結果

GB 17625.1—2022的諧波電流項目檢測結果的流程圖見圖1。

5GB 17625.1—2022的諧波電流項目家用電磁灶試驗的標準要求

1）要求烹飪容器為平底鋼鍋，并向其中加入約一半容積的水。

2）烹飪容器的鍋底直徑至少要與烹飪區的直徑相等，選擇標準的烹飪容器，其接觸面的標稱直徑可選為110 mm、145 mm、180 mm、210 mm和300 mm中最小的一個。

3）在產生最高THC（總諧波電流）的工作模式下進行檢測。

4）需要在環境溫度為（20±5）℃的條件下進行操作。

6諧波電流項目家用電磁灶檢測布置

家用電磁灶測量布置因諧波的標準沒有明確規定，參考實際使用情況的布置，見圖2。

7家用電磁灶試驗的工作條件

1）試驗樣品11臺家用電磁灶通過預測，結果顯示運行于“最大功率”模式產生的THC（總諧波電流）最高，因此家用電磁灶試驗的工作狀態為：容器盛入最大容積50%的水，通電運行于“最大功率”模式，達到穩定的工作狀態后開始檢測。

2）試驗樣品11臺家用電磁灶烹飪區的直徑為（170±10）mm，因此家用電磁灶試驗使用容器的尺寸為：接觸面直徑180 mm。

3）試驗環境：溫度為23℃。

8使用容器

使用的容器尺寸為接觸面直徑180 mm，見圖3。

9家用電磁灶用不同容器（能效鋼鍋、搪瓷鋼鍋、不銹鋼鍋）工作下進行諧波電流項目檢測并對其結果進行差異分析

試驗樣品11臺家用電磁灶進行了諧波電流項目檢測，通過檢測結果數據發現每1臺的諧波電流數據都是第3次諧波分量最大，因此就用第3次諧波分量進行差異分析，見圖4、圖5、圖6。

10結束語

通過以上11臺家用電磁灶諧波電流項目檢測結果數據分析：用“搪瓷鋼鍋”容器工作檢測最差占64%（最差第3次諧波分量）；用“能效鋼鍋”容器工作檢測最差占18%（最差第3次諧波分量）；用“不銹鋼鍋”容器工作檢測最差占18%（最差第3次諧波分量）。根據本文11臺家用電磁灶用不同容器（能效鋼鍋、搪瓷鋼鍋、不銹鋼鍋）工作下進行諧波電流項目檢測并對其結果進行差異分析結果是用“搪瓷鋼鍋”容器工作檢測諧波電流項目最差（第3次諧波分量）。

【參考文獻】

[1]電磁兼容限值諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16A）：GB 17625.1—2012[S].

[2]家用電器、電動工具和類似器具的電磁兼容要求第1部分：發射：GB 4343.1—2018[S].

[3]家用電磁灶能效限定值及能效等級：GB 21456—2014[S].

【作者簡介】

張偉康，男，1976年出生，學士，研究方向為電磁兼容檢測與標準。崔博文，男，2001年出生，學士，研究方向為電磁兼容檢測與標準。

（編輯：李鈺雙）