家用電磁灶用不同容器工作對(duì)諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)分析

【摘要】目前，市場(chǎng)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(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可使用的容器類型有具體要求，這些要求與市場(chǎng)上常見的不銹鋼鍋有所不同。因此，本文主要根據(jù)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(jìn)行諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行差異分析。

【關(guān)鍵詞】家用電磁灶；容器；諧波電流；限值；檢測(cè)；試驗(yàn)；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(jì)80年代末進(jìn)入我國(guó)。家用電磁灶是一種高度靈活且功能強(qiáng)大的烹飪?cè)O(shè)備，它使用方便，是每家標(biāo)配的廚房小家電。非官方統(tǒng)計(jì)全國(guó)家用電磁灶生產(chǎn)企業(yè)超過250家，家用電磁灶的年產(chǎn)量達(dá)3000萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值超過40億元。

根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局2023年第36號(hào)公告文，家用電磁灶在《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄描述與界定表（2023年修訂）》中屬于強(qiáng)制性產(chǎn)品范圍之內(nèi)，但其產(chǎn)品認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)中并沒有電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)（在本文中簡(jiǎn)稱EMC）。

家用電磁灶適用的EMC標(biāo)準(zhǔn)為：GB 4343.1—2018《家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求第1部分：發(fā)射》和GB 17625.1—2022《電磁兼容限值第1部分：諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流≤16 A）》，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都是國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)定，國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)必須執(zhí)行。雖然家用電磁灶強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證規(guī)則里沒有 EMC標(biāo)準(zhǔn)，但是其產(chǎn)品也應(yīng)符合EMC標(biāo)準(zhǔn)要求。而且在各類產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查方案中都有EMC標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的檢測(cè)項(xiàng)目。

在家用電磁灶的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，不同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí)要求使用的容器不同。標(biāo)準(zhǔn)GB 4343.1—2018要求使用的容器是搪瓷鋼鍋（材質(zhì)：鋼和搪瓷）；標(biāo)準(zhǔn)GB 21456—2014《家用電磁灶能效限定值及能效等級(jí)》要求使用的容器是能效鋼鍋（材質(zhì)：Q235鋼和碳）；標(biāo)準(zhǔn)GB 17625.1—2022要求使用的容器是鋼鍋。由于標(biāo)準(zhǔn)GB 17625.1—2022在諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)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(tái)不同型號(hào)的家用電磁灶使用容器為能效鋼鍋、搪瓷鋼鍋、不銹鋼鍋進(jìn)行諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行差異分析。

1諧波電流的概述

1）諧波電流：在一個(gè)非正弦波形分析中某一個(gè)諧波頻率分量。

2）諧波電流測(cè)量點(diǎn)：對(duì)電網(wǎng)和用戶的諧波進(jìn)行測(cè)量之處。

3）諧波電流次數(shù)（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(shù)倍基波頻率的諧波。②奇數(shù)諧波：指頻率為3、5、7、9、11等奇數(shù)倍基波頻率的諧波。

5）基波（分量）：對(duì)周期性交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)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(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波損耗，且3次諧波在中線疊加會(huì)導(dǎo)致線纜過熱，溫度升高，從而導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的可能性。

2）諧波電流還會(huì)影響到同一電網(wǎng)其他設(shè)備的元器件性能降低甚至正常使用。例如，引起電氣保護(hù)裝置誤動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備的可靠性及性能降低；引起無(wú)功補(bǔ)償裝置損壞、保險(xiǎn)絲燒斷、電容炸裂等情況出現(xiàn)，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)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(biāo)準(zhǔn)GB 17625.1—2022中的諧波電流項(xiàng)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(xiàng)目應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果

GB 17625.1—2022的諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果的流程圖見圖1。

5GB 17625.1—2022的諧波電流項(xiàng)目家用電磁灶試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求

1）要求烹飪?nèi)萜鳛槠降卒撳仯⑾蚱渲屑尤爰s一半容積的水。

2）烹飪?nèi)萜鞯腻伒字睆街辽僖c烹飪區(qū)的直徑相等，選擇標(biāo)準(zhǔn)的烹飪?nèi)萜鳎浣佑|面的標(biāo)稱直徑可選為110 mm、145 mm、180 mm、210 mm和300 mm中最小的一個(gè)。

3）在產(chǎn)生最高THC（總諧波電流）的工作模式下進(jìn)行檢測(cè)。

4）需要在環(huán)境溫度為（20±5）℃的條件下進(jìn)行操作。

6諧波電流項(xiàng)目家用電磁灶檢測(cè)布置

家用電磁灶測(cè)量布置因諧波的標(biāo)準(zhǔn)沒有明確規(guī)定，參考實(shí)際使用情況的布置，見圖2。

7家用電磁灶試驗(yàn)的工作條件

1）試驗(yàn)樣品11臺(tái)家用電磁灶通過預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示運(yùn)行于“最大功率”模式產(chǎn)生的THC（總諧波電流）最高，因此家用電磁灶試驗(yàn)的工作狀態(tài)為：容器盛入最大容積50%的水，通電運(yùn)行于“最大功率”模式，達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)后開始檢測(cè)。

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

3）試驗(yàn)環(huán)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(jìn)行諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行差異分析

試驗(yàn)樣品11臺(tái)家用電磁灶進(jìn)行了諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)，通過檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)每1臺(tái)的諧波電流數(shù)據(jù)都是第3次諧波分量最大，因此就用第3次諧波分量進(jìn)行差異分析，見圖4、圖5、圖6。

10結(jié)束語(yǔ)

通過以上11臺(tái)家用電磁灶諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)分析：用“搪瓷鋼鍋”容器工作檢測(cè)最差占64%（最差第3次諧波分量）；用“能效鋼鍋”容器工作檢測(cè)最差占18%（最差第3次諧波分量）；用“不銹鋼鍋”容器工作檢測(cè)最差占18%（最差第3次諧波分量）。根據(jù)本文11臺(tái)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(jìn)行諧波電流項(xiàng)目檢測(cè)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行差異分析結(jié)果是用“搪瓷鋼鍋”容器工作檢測(cè)諧波電流項(xiàng)目最差（第3次諧波分量）。

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]家用電器、電動(dòng)工具和類似器具的電磁兼容要求第1部分：發(fā)射：GB 4343.1—2018[S].

[3]家用電磁灶能效限定值及能效等級(jí)：GB 21456—2014[S].

【作者簡(jiǎn)介】

張偉康，男，1976年出生，學(xué)士，研究方向?yàn)殡姶偶嫒輽z測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)。崔博文，男，2001年出生，學(xué)士，研究方向?yàn)殡姶偶嫒輽z測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)。

（編輯：李鈺雙）