使用不同钢锅对电磁炉传导测试结果影响的实证研究

2022-03-21邓俊泳曾博陈钧卢栋呈钟惠霞

环境技术 2022年1期

邓俊泳，曾博，陈钧，卢栋呈，钟惠霞

（威凯检测技术有限公司, 广州 510663）

引言

笔者发现，在IEc 61000-3-2:2020中，对于电磁炉谐波电流的测试要求中使用平底钢锅作为负载锅进行测试。但在cISPR 14-1:2020中，对于电磁炉传导骚扰测试要求使用搪瓷钢锅作为负载锅测试。为什么这两个标准，对于电磁炉的负载锅有不同的要求，使用不同的负载锅测试结果有显著的不同吗？带着这个疑问，笔者首先查阅了IEc 61000-3-2和cISPR 14-1中关于电磁炉测试负载锅相关条款的历史演进情况，发现结果如表1。

从表1可知，关于电磁炉测试负载锅，cISPR 14-1一贯要求用搪瓷钢锅，而IEc 61000-3-2在2018年版本中电磁炉测试负载锅，由原来的搪瓷钢锅变更为平底钢锅，至于为什么会发生如此变更，我们查公开资料不得而知。然后对此变更，笔者持支持态度，因为一方面就测量不确定度而言，加搪瓷理论上比不加搪瓷对测量结果的影响要小，因为加了搪瓷无形中增加了不确定度的影响因素。另一方面，就实操而言，实验室获得平底钢锅比搪瓷钢锅更容易，而且国内已经有平底钢锅国家有证标准物质，使用平底钢锅国家有证标准物质作为负载锅，更有利于保持测试结果的一致性。然后，为什么cISPR 14-1一贯要求用搪瓷钢锅？是否可以采用平底钢锅作为负载锅？为此，我们开展了一系列用平底钢锅和搪瓷钢锅作为负载锅的电磁炉传导骚扰测试，并分析两者测试结果是否存在显著差异。

表1 IEC 61000-3-2/CISPR 14-1中关于电磁炉负载锅的演进汇总

1 使用平底钢锅和搪瓷钢锅作为负载锅测试电磁炉传导骚扰的实证研究

首先我们设计了使用平底钢锅和搪瓷钢锅作为负载锅测试电磁炉传导骚扰的实证研究方案，详情如下：

1）选用一批不同品牌不同型号的电磁炉作为候选样品，用标准能效锅验证并挑选符合稳定性要求的电磁炉；

2）选购一批不同品牌但相同尺寸的搪瓷钢锅作为候选，用1）中选出的同一台符合稳定性要求的电磁炉进行验证测试，并从中挑选出符合稳定性要求的搪瓷锅；

3）用同一台符合稳定性要求的电磁炉，分别对符合稳定性要求的搪瓷钢锅和平底钢锅（标准能效锅）进行测试，并对其测试结果进行数据一致性分析，判断使用搪瓷钢锅和平底钢锅（标准能效锅）进行传导骚扰测试，其结果是否有显著性差异。

详细试验验证如下：

第一步：用标准能效锅验证电磁炉的稳定性。

我们选用了一批大品牌电磁炉作为候选样品，分别在T日、T+2日、T+4日和T+8日以同一台标准能效锅作为负载进行1次端子骚扰电压测试（测试条件为电磁炉开机就进行测试），获得4个测试结果数据。对此4个数据，应用一元线性回归分析方法并结合R统计软件进行结果分析，选取符合稳定性结果的电磁炉。

这里我们选取一台经统计分析后判定为稳定的电磁炉为例来说明，测试数据如表2，测试图如图1。

表2 电磁炉在频点0.210 MHz±50 kHz的稳定性测试数据（单位：dBμV）

图1 用标准锅进行电磁炉稳定性验证的测试图

应用R统计软件，进行一元线性回归分析得到： p=0.374 6＞0.05，因此该电磁炉是稳定的。接下来进入第二步。

第二步：用稳定的电磁炉，选择出稳定的搪瓷钢锅。

用第一步中挑选出的符合稳定性要求的电磁炉，进一步挑选符合稳定性要求的搪瓷钢锅。具体做法如下：

我们从市场上购买了一批搪瓷钢锅作为候选样品，分别在T日、T+2日、T+4日和T+8日在我们第一步中选出的稳定的电磁炉上进行1次端子骚扰电压测试（测试条件为电磁炉开机就进行测试），每个搪瓷钢锅获得4个测试结果数据。对此4个数据，应用一元线性回归分析方法并结合R统计软件进行结果分析，选取符合稳定性结果的搪瓷钢锅。

这里我们选取一个经统计分析后判定为稳定的搪瓷钢锅为例来说明，测试数据如表3，测试图如图2。

图2 用稳定电磁炉进行搪瓷锅稳定性验证的测试图

表3 搪瓷钢锅在频点0.210 MHz±50 kHz的稳定性测试数据（单位：dBμV）

应用R统计软件，进行一元线性回归分析得到：p=0.701 8＞0.05，因此该搪瓷钢锅是稳定的。

采用同样的方法，我们继续刷选符合稳定性要求的搪瓷钢锅，此次一共选出3台稳定的搪瓷钢锅。于是，我们进入第三步。

第三步：同一款稳定的电磁炉，验证用不同的测试锅作为负载锅进行传导骚扰测试，其结果差异是否显著。

从第一步和第二步，我们分别筛选出了满足稳定性要求的电磁炉和搪瓷钢锅，这一步，我们来研究对于同一台稳定的电磁炉，分别使用不同搪瓷钢锅和平底钢锅作为负载，考察对测试结果是否存在显著的影响。

测试结果数据如表4，测试图如图3。

图3 用同一台稳定得电磁炉验证不同钢锅的测试图

表4 3款搪瓷钢锅和平底钢锅在频点0.210 MHz±50 kHz的测试数据（单位：dBμV）

应用R统计软件，进行一元线性回归分析得到：p=0.782 8＞0.05，因此用不同的搪瓷钢锅和平底钢锅作为负载进行传导骚扰测试，结果无显著差异。

从以上实证研究得出，在电磁炉进行传导骚扰测试时，使用平底钢锅或搪瓷钢锅作为负载锅，测试结果是无显著差异的。

鉴于此，我们建议在cISPR 14-1中对电磁炉进行测试时采用平底钢锅作为负载锅。这不仅仅是因为平底钢锅目前有国家标准物质，可以保证负载锅的一致性；也钢锅和平底钢锅作为负载，其测试结果是无显著差异的，至于辐射骚扰等测试项目，是否具有显著差异，还需要进一步的实证研究。因为平底钢锅比搪瓷钢锅结构更简单，在测试中引入的测量不确定度分量会更少；另外我们的实证研究也表明使用平底钢锅和搪瓷钢锅作为负载时，传导骚扰的测试结果是无显著差异的。