使用不同鋼鍋對電磁爐傳導測試結果影響的實證研究

鄧俊泳，曾博，陳鈞，盧棟呈，鐘惠霞

（威凱檢測技術有限公司, 廣州 510663）

引言

筆者發現，在IEc 61000-3-2:2020中，對于電磁爐諧波電流的測試要求中使用平底鋼鍋作為負載鍋進行測試。但在cISPR 14-1:2020中，對于電磁爐傳導騷擾測試要求使用搪瓷鋼鍋作為負載鍋測試。為什么這兩個標準，對于電磁爐的負載鍋有不同的要求，使用不同的負載鍋測試結果有顯著的不同嗎？帶著這個疑問，筆者首先查閱了IEc 61000-3-2和cISPR 14-1中關于電磁爐測試負載鍋相關條款的歷史演進情況，發現結果如表1。

從表1可知，關于電磁爐測試負載鍋，cISPR 14-1一貫要求用搪瓷鋼鍋，而IEc 61000-3-2在2018年版本中電磁爐測試負載鍋，由原來的搪瓷鋼鍋變更為平底鋼鍋，至于為什么會發生如此變更，我們查公開資料不得而知。然后對此變更，筆者持支持態度，因為一方面就測量不確定度而言，加搪瓷理論上比不加搪瓷對測量結果的影響要小，因為加了搪瓷無形中增加了不確定度的影響因素。另一方面，就實操而言，實驗室獲得平底鋼鍋比搪瓷鋼鍋更容易，而且國內已經有平底鋼鍋國家有證標準物質，使用平底鋼鍋國家有證標準物質作為負載鍋，更有利于保持測試結果的一致性。然后，為什么cISPR 14-1一貫要求用搪瓷鋼鍋？是否可以采用平底鋼鍋作為負載鍋？為此，我們開展了一系列用平底鋼鍋和搪瓷鋼鍋作為負載鍋的電磁爐傳導騷擾測試，并分析兩者測試結果是否存在顯著差異。

表1 IEC 61000-3-2/CISPR 14-1中關于電磁爐負載鍋的演進匯總

1 使用平底鋼鍋和搪瓷鋼鍋作為負載鍋測試電磁爐傳導騷擾的實證研究

首先我們設計了使用平底鋼鍋和搪瓷鋼鍋作為負載鍋測試電磁爐傳導騷擾的實證研究方案，詳情如下：

1）選用一批不同品牌不同型號的電磁爐作為候選樣品，用標準能效鍋驗證并挑選符合穩定性要求的電磁爐；

2）選購一批不同品牌但相同尺寸的搪瓷鋼鍋作為候選，用1）中選出的同一臺符合穩定性要求的電磁爐進行驗證測試，并從中挑選出符合穩定性要求的搪瓷鍋；

3）用同一臺符合穩定性要求的電磁爐，分別對符合穩定性要求的搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋（標準能效鍋）進行測試，并對其測試結果進行數據一致性分析，判斷使用搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋（標準能效鍋）進行傳導騷擾測試，其結果是否有顯著性差異。

詳細試驗驗證如下：

第一步：用標準能效鍋驗證電磁爐的穩定性。

我們選用了一批大品牌電磁爐作為候選樣品，分別在T日、T+2日、T+4日和T+8日以同一臺標準能效鍋作為負載進行1次端子騷擾電壓測試（測試條件為電磁爐開機就進行測試），獲得4個測試結果數據。對此4個數據，應用一元線性回歸分析方法并結合R統計軟件進行結果分析，選取符合穩定性結果的電磁爐。

這里我們選取一臺經統計分析后判定為穩定的電磁爐為例來說明，測試數據如表2，測試圖如圖1。

表2 電磁爐在頻點0.210 MHz±50 kHz的穩定性測試數據（單位：dBμV）

圖1 用標準鍋進行電磁爐穩定性驗證的測試圖

應用R統計軟件，進行一元線性回歸分析得到： p=0.374 6＞0.05，因此該電磁爐是穩定的。接下來進入第二步。

第二步：用穩定的電磁爐，選擇出穩定的搪瓷鋼鍋。

用第一步中挑選出的符合穩定性要求的電磁爐，進一步挑選符合穩定性要求的搪瓷鋼鍋。具體做法如下：

我們從市場上購買了一批搪瓷鋼鍋作為候選樣品，分別在T日、T+2日、T+4日和T+8日在我們第一步中選出的穩定的電磁爐上進行1次端子騷擾電壓測試（測試條件為電磁爐開機就進行測試），每個搪瓷鋼鍋獲得4個測試結果數據。對此4個數據，應用一元線性回歸分析方法并結合R統計軟件進行結果分析，選取符合穩定性結果的搪瓷鋼鍋。

這里我們選取一個經統計分析后判定為穩定的搪瓷鋼鍋為例來說明，測試數據如表3，測試圖如圖2。

圖2 用穩定電磁爐進行搪瓷鍋穩定性驗證的測試圖

表3 搪瓷鋼鍋在頻點0.210 MHz±50 kHz的穩定性測試數據（單位：dBμV）

應用R統計軟件，進行一元線性回歸分析得到：p=0.701 8＞0.05，因此該搪瓷鋼鍋是穩定的。

采用同樣的方法，我們繼續刷選符合穩定性要求的搪瓷鋼鍋，此次一共選出3臺穩定的搪瓷鋼鍋。于是，我們進入第三步。

第三步：同一款穩定的電磁爐，驗證用不同的測試鍋作為負載鍋進行傳導騷擾測試，其結果差異是否顯著。

從第一步和第二步，我們分別篩選出了滿足穩定性要求的電磁爐和搪瓷鋼鍋，這一步，我們來研究對于同一臺穩定的電磁爐，分別使用不同搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋作為負載，考察對測試結果是否存在顯著的影響。

測試結果數據如表4，測試圖如圖3。

圖3 用同一臺穩定得電磁爐驗證不同鋼鍋的測試圖

表4 3款搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋在頻點0.210 MHz±50 kHz的測試數據（單位：dBμV）

應用R統計軟件，進行一元線性回歸分析得到：p=0.782 8＞0.05，因此用不同的搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋作為負載進行傳導騷擾測試，結果無顯著差異。

從以上實證研究得出，在電磁爐進行傳導騷擾測試時，使用平底鋼鍋或搪瓷鋼鍋作為負載鍋，測試結果是無顯著差異的。

鑒于此，我們建議在cISPR 14-1中對電磁爐進行測試時采用平底鋼鍋作為負載鍋。這不僅僅是因為平底鋼鍋目前有國家標準物質，可以保證負載鍋的一致性；也鋼鍋和平底鋼鍋作為負載，其測試結果是無顯著差異的，至于輻射騷擾等測試項目，是否具有顯著差異，還需要進一步的實證研究。因為平底鋼鍋比搪瓷鋼鍋結構更簡單，在測試中引入的測量不確定度分量會更少；另外我們的實證研究也表明使用平底鋼鍋和搪瓷鋼鍋作為負載時，傳導騷擾的測試結果是無顯著差異的。

2 結論及進一步的研究

通過我們的實證研究，證實對于一臺穩定的電磁爐，使用穩定的搪瓷鋼鍋和平底鋼鍋，傳導騷擾測試結果是無顯著差異的。因此我們建議今后在cISPR 14-1以及相應的國標GB 4343.1中，電磁爐的測試用鍋為平底鋼鍋。

然而文本只是基于小樣本對此問題進行的實證研究，后續可能還需要更多的樣本量來證明該觀點，留待進一步的研究和探索。

本文僅針對傳導騷擾測試，驗證了使用穩定的搪瓷