ИНДУКТОР, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНДУКТОРА ДАННОГО ТИПА Российский патент 2019 года по МПК H05B6/06 

В соответствии с преамбулой пункта 1 формулы данное изобретение относится к индуктору, в частности, для переноса энергии методом электромагнитной индукции. Изобретение далее относится к способу использования индуктора для переноса энергии методом электромагнитной индукции. Такой индуктор предназначен, в частности, для использования в секторе бытовой техники, например, в индукционной варочной панели.

Индуктор для индукционной варочной панели, включающий держатель катушек, на котором установлена индукционная катушка, известен из европейской заявки ЕР 1560462 А2. Индуктор далее включает ряд ферритовых стержней, которые расположены радиально относительно продольной центральной оси индукционной катушки и завершают формирование магнитной цепи.

Целью изобретения является создание индуктора для гибкого и эффективного использования. Индуктор должен быть особенно полезен для переноса энергии методом электромагнитной индукции.

Данная цель достигается с помощью индуктора, имеющего признаки в соответствии с п. 1 формулы изобретения. Индуктор включает по меньшей мере две индукционные катушки, при этом первая катушка пригодна к эксплуатации или функционированию при первой рабочей частоте F₁ в первом диапазоне мощности, а вторая катушка пригодна к эксплуатации или функционированию при второй рабочей частоте F₂ во втором диапазоне мощности. Рабочие частоты F₁ и F₂ при этом неравны. Первая катушка используется для индуктивного переноса энергии в диапазоне малой мощности, а вторая катушка используется для индуктивного переноса энергии в диапазоне большой мощности. Следующее относится к переносимой мощности P₁ первой катушки в диапазоне малой мощности: 0 Вт ≤P₁≤300 Вт, в частности 0 Вт ≤Р₁≤250 Вт, и в частности 0 Вт ≤P₁≤200 Вт. В отличие от этого следующее относится к переносимой мощности Р₂ второй катушки и, в соответствующем случае, третьей катушки, в диапазоне большой мощности: 200 Вт ≤Р₂≤4,0 кВт, в частности, 250 Вт ≤Р₂≤3,3 кВт, и в частности, 300 Вт ≤P₂≤2,4 кВт. Путем 5 комбинации катушек можно обеспечивать гибкий механизм управления разнообразными процессами для различных классов мощности. Так как катушки работают независимо друг от друга, т.е. не одновременно, исключается взаимное влияние между ними, при этом достигается высокая эффективность в соответствующем диапазоне мощности. Например, первая катушка может 10 использоваться для зарядки мобильного телефона, а вторая катушка при этом может использоваться для работы устройств более высокой мощности, таких, например, как кухонные приборы или роботизированные пылесосы.

Для обеспечения различных диапазонов мощности внешний диаметр D₂ второй катушки больше внешнего диаметра D₁ первой катушки. Следующее соотношение применимо к внешнему диаметру D₁: 10 мм ≤D₁≤60 мм, в частности, 15 мм ≤D₁≤55 мм и, в частности, 20 мм ≤D₁≤50 мм. Следующее соотношение применимо к внешнему диаметру D₂: 100 мм ≤D₂≤180 мм, в частности, 110 мм ≤D₂≤55 мм и, в частности, 120 мм ≤D₂≤140 мм. Для 20 внутреннего диаметра d₂ второй катушки предпочтительно d₂>D₁.

Далее, первая катушка имеет первую индуктивность L₁, к которой относится следующее: 1 мкГн ≤L₁≤100 мкГн, в частности, 4 мкГн ≤L₁≤50 мкГн и, в частности, 5 мкГн ≤L₁≤25 мкГн. Вторая катушка, соответственно, имеет вторую индуктивность L₂, к которой относится следующее: 50 мкГн ≤L₂≤150 мкГн, в частности, 70 мкГн ≤L₂≤130 мкГн и, в частности, 90 мкГн ≤L₁≤120 мкГн.

Индуктор обеспечивает высокую эффективность. Линии магнитного поля 30 лучше направляются магнитным сердечником, при этом поле рассеяния снижается. Магнитный сердечник может быть изготовлен как одно целое, или может состоять из нескольких элементов сердечника. Предпочтительно, магнитный сердечник должен быть ферритовым сердечником. Магнитный сердечник может иметь произвольно замкнутую форму. Магнитный сердечник может иметь, например, многогранную, круглую, полукруглую, овальную или полуовальную форму в поперечном сечении.

Индуктор в соответствии с п. 2 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность. Блок управления обеспечивает независимую работу первой и второй катушек, а именно, исключительно независимо друг от друга. Это означает, в частности, что в работе находится первая или вторая катушка. Таким образом блок управления предотвращает одновременную работу первой и второй катушек.

Индуктор в соответствии с п. 3 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность работы в диапазоне малой мощности. Напряжение U₁ первой катушки имеет диапазон от 0 В до 50 В. Ток I₁, протекающий через первую катушку, имеет диапазон от 0 А до 15 А.

Индуктор в соответствии с п. 4 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность, когда работает вторая катушка в диапазоне большой мощности. Напряжение U₂ второй катушки имеет диапазон от 0 В до 240 В. Ток I₂, протекающий через вторую катушку, имеет диапазон от 0 А до 30 А.

Индуктор в соответствии с п. 5 формулы изобретения обеспечивает гибкость применения в диапазоне большой мощности. Через третью катушку расширяется или полностью используется диапазон большой мощности. Следующее соотношение предпочтительно относится к внешнему диаметру D₃: 160 мм ≤D₂≤250 мм, в частности, 170 мм ≤D₂≤240 мм и, в частности, 180 мм ≤D₂≤230 мм. Далее, третья катушка имеет третий внутренний диаметр d₃, при этом предпочтительно d₃>D₂. Далее, третья катушка имеет индуктивность L₃, к которой относится следующее соотношение: 20 мкГн ≤L₃≤100 мкГн, в частности, 30 мкГн ≤L₃≤90 мкГн и, в частности, 50 мкГн ≤L₃≤25 мкГн.

Третья катушка может работать в зависимости от второй катушки. Например, третья катушка может быть соединена последовательно или параллельно со второй катушкой для повышения мощности. Предпочтительно, третья катушка должна быть пригодной для работы исключительно вместе со второй катушкой. В отличие от этого, первая катушка пригодна к независимой работе, а именно, исключительно независимо от второй и третьей катушек. Для этой цели индуктор содержит блок управления соответствующей конструкции.

Индуктор в соответствии с п. 6 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность, так как линии силового поля направляются оптимальным образом. Сердечник предпочтительно имеет замкнутую круглую или многогранную форму, в частности многогранную. Магнитный сердечник предпочтительно изготавливается в виде кольцевой конструкции, а именно как кольцевой ферритовый сердечник.

Индуктор в соответствии с п. 7 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность, так как магнитный сердечник состоит из множества элементов сердечника, сборка формы из этих элементов может осуществляться простым и гибким способом, это технически облегчает изготовление; при необходимости сборка может быть оптимизирована. Например, элементы сердечника могут иметь форму стержней, которые можно компоновать в многогранную форму сердечника. Далее, элементы сердечника могут иметь форму дуговых сегментов, например, в виде четверти круга или полукруга, и компоноваться в кольцевой сердечник. Элементы сердечника предпочтительно изготавливаются как элементы ферритового сердечника.

Индуктор в соответствии с п. 8 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность, когда первая катушка работает в диапазоне малой мощности и когда вторая катушка работает в диапазоне большой мощности. Магнитный сердечник предпочтительно изготавливается как кольцевой сердечник, а именно как кольцевой ферритовый сердечник, при этом для внутреннего диаметра d_K кольцевого элемента применимо следующее соотношение: d_K>D₁. Кроме того, к внешнему диаметру D_K кольцевого элемента и внутреннему диаметру d₂ кольцевого элемента предпочтительно применимо следующее соотношение: d₂>D_K.

Высокую эффективность обеспечивает индуктор в соответствии с п. 9 формулы изобретения. Предпочтительно, магнитный сердечник и катушки устанавливаются на верхней стороне держателя катушки. Например, в кухонных приборах верхняя поверхность располагается непосредственно под рабочей поверхностью или входит в рабочую поверхность.

Высокую эффективность обеспечивает индуктор в соответствии с пунктом 10 формулы изобретения. Линии магнитного поля лучше направляются магнитными сердечниками, при этом поле рассеяния снижается. Предпочтительно, магнитные сердечники изготавливаются в виде ферритовых стержней. Сердечники устанавливаются симметрично относительно продольной центральной оси. Предпочтительно, индуктор содержит от 3 до 48, в частности, от 4 до 36 и, в частности, от 6 до 24 сердечников.

Высокую эффективность обеспечивает индуктор в соответствии с п. 11 формулы изобретения. Магнитное поле экранируется на второй поверхности, в частности, на нижней поверхности, путем установки магнитных сердечников. Предпочтительно, магнитные сердечники устанавливаются на нижней стороне держателя катушки. Дополнительно и как альтернатива магнитным сердечникам, вторая поверхность держателя катушек закрывается экранирующим материалом.

Индуктор в соответствии с п. 12 формулы изобретения обеспечивает высокую эффективность в диапазоне большой мощности.

Индуктор в соответствии с п. 13 формулы изобретения улучшает термическое поведение, достигая при этом высокой эффективности. Апертуры могут выполняться как отверстия и/или щели. Дополнительно индуктор может включать вентилятор, охлаждающий по меньшей мере одну катушку в комбинации с апертурами. Предпочтительно, апертуры располагаются в зоне второй катушки и/или третьей катушки.

Высокую эффективность и гибкость обеспечивает индуктор в соответствии с пунктом 14 формулы изобретения. Благодаря спиральной структуре первой катушки и/или второй катушки, а в соответствующем случае и третьей катушки, необходимое количество обмоток соответствующей катушки можно обеспечивать за счет относительно плоской конструкции соответствующей катушки. Соответствующая катушка может быть намотана спирально в одной плоскости или в нескольких плоскостях. Соответствующая катушка наматывается спирально максимум в шести плоскостях, в частности, максимум в четырех плоскостях. Соответствующая катушка имеет постоянную плотность обмоток в радиальном направлении.

Изобретение далее имеет целью создание способа эксплуатации предлагаемого индуктора, который может работать в гибком и эффективном режиме.

Эта цель достигается способом в соответствии с п. 15 формулы изобретения. В соответствии с изобретением преимущества способа соответствуют выше изложенным преимуществам индуктора. Благодаря взаимно независимой работе катушек, конкретно, вследствие исключительно неодновременной работы катушек при рабочих частотах F₁ и F₂, не происходит никакого взаимного влияния индуктивного переноса энергии, когда работает первая катушка, или когда работает вторая катушка. В результате их можно использовать в простом и гибком режиме в диапазоне малой мощности или в диапазоне большой мощности. В частности, в соответствии с изобретением можно осуществлять способ с признаками по меньшей мере одного из пунктов от 1 до 14 формулы изобретения.

Далее признаки, преимущества и подробности изобретения вытекают из нижеследующего описания примеров осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 схематически изображен индуктор в соответствии с первым примером осуществления изобретения.

На Фиг. 2 изображен вид сверху верхней поверхности индуктора с тремя катушками, установленными на держателе катушек, и одинарным сердечником.

На Фиг. 3 изображен вид сверху нижней поверхности держателя катушек со множеством магнитных сердечников.

На Фиг. 4 изображен первый разрез индуктора по линии разреза IV-IV на фиг. 3.

На Фиг. 5 изображен второй разрез индуктора по линии разреза V-V на фиг. 3.

На Фиг. 6 показан вид в перспективе держателя катушек без катушек.

На Фиг. 7 изображен вид сверху верхней поверхности индуктора в соответствии со вторым примером осуществления изобретения с сердечником, собранным из элементов сердечника.

Первый пример осуществления изобретения описан ниже со ссылками на фиг. от 1 до 6. Индуктор 1 включает держатель 2 катушек, на котором установлены катушки 3, 4, 5. Катушки 3, 4, 5 соединены с инвертором 6, на который от источника питания 7 подается напряжение питания U_N и частота сети f_N. Блок управления 8, имеющий сигнальное соединение с блоком ввода 9, управляет инвертором 6. Например, индуктор 1 является частью устройства для индуктивного переноса энергии или электропитания. Индуктор 1, в частности, используется в секторе бытовой техники, например, в индукционной варочной панели.

Держатель катушек 2 имеет продольную центральную ось М, и его конструируют в виде диска. На своей верхней поверхности S₁ держатель катушек 2 образует три приемных зоны A₁, А₂ и А₃ для катушек от 3 до 5. Первая катушка 3 устанавливается на верхней поверхности S₁ держателя катушек 2 в приемной зоне A₁. Первая катушка 3 устанавливается концентрично относительно держателя катушек 2, чтобы продольная центральная ось M₁ первой катушки 3 совпадала с продольной центральной осью М. Первая катушка 3 наматывается спирально и включает два соединительных провода 10, 11. Соединительные провода 10, 11 проходят через взаимоувязанные апертуры 12, 13 в держателе катушек 2 к его нижней поверхности S₂ и от нее к инвертору 6.

Первая катушка 3 используется для индуктивного переноса энергии в диапазоне малой мощности. Диапазон малой мощности находится, например, между 0 Вт и 200 Вт. Первая катушка 3 имеет, например, следующие характеристики:

внешний диаметр D₁=50 мм;

индуктивность L₁=6,3 мкГн;

сопротивление постоянному току R_1DC=48 мΩ.

Первая катушка 3 окружена магнитным сердечником 14. Таким образом, магнитный сердечник 14 окружает продольную центральную ось M₁ первой катушки 3. Магнитный сердечник 14 изготавливается из одного куска. Сердечник 14 изготавливается предпочтительно как кольцевой ферритовый сердечник.

Магнитный сердечник 14 устанавливается на верхней поверхности S₁ держателя катушек 2 между первой катушкой 3 и второй катушкой 4. Магнитный сердечник 14 имеет внутренний диаметр dK, к которому относится следующее: d_K>D₁.

Вторая катушка 4 устанавливается на верхней поверхности S₁ держателя катушек 2 в приемной зоне А₂ и окружает магнитный сердечник 14. Магнитный сердечник 14 имеет, например, внешний диаметр D_K 70 мм и высоту H_K 5 мм.

Вторая катушка 4 наматывается спирально и включает два соединительных провода 15, 16. Соединительные провода 15, 16 проходят через взаимоувязанные апертуры 17, 18 к нижней поверхности S₂ держателя катушек 2. Отсюда соединительные провода 15, 16 проходят к инвертору 6. Вторая катушка 4 устанавливается концентрично относительно держателя катушек 2, чтобы продольная центральная ось М₂ второй катушки 4 совпадала с продольной центральной осью М держателя катушек 2. Вторая приемная зона А₂ ограничивается кольцевым внутренним выступом 19.

Вторая катушка 4 используется для индуктивного переноса энергии в диапазоне большой мощности. Диапазон большой мощности находится, например, между 200 Вт и 4,0 кВт. Вторая катушка 4 имеет, например, следующие характеристики:

внутренний диаметр d₂=72 мм;

внешний диаметр D₂=140 мм;

индуктивность L₂=100 мкГн;

сопротивление постоянному току R_2DC=45 мΩ.

Ко второй катушке 4 применимо также следующее неравенство: d₂>D_K и таким образом

D₁<d₂<D₂.

Так как первая катушка 3 и вторая катушка 4 используются в различных диапазонах мощности, блок управления 8 проектируется таким образом, чтобы первая катушка 3 и вторая катушка 4 могли работать независимо друг от друга. Это означает, что могут работать исключительно только первая катушка 3 или только вторая катушка 4.

Третья катушка 5 устанавливается на верхней поверхности S₁ держателя катушек 2 в приемной зоне А₃, окружая вторую катушку 4 и кольцевой внутренний выступ 19. Приемная зона А₃ ограничивается кольцевым внутренним выступом 19 и кольцевым внешним выступом 20.

Третья катушка 5 наматывается спирально и включает два соединительных провода 21, 22. Соединительные провода 21, 22 проходят через взаимоувязанные апертуры 23, 24 к нижней поверхности S₂ держателя катушек 2. Отсюда соединительные провода 21, 22 проходят к инвертору 6. Третья катушка 5 устанавливается концентрично относительно держателя катушек 2, чтобы продольная центральная ось М₃ третьей катушки 5 совпадала с продольной центральной осью М держателя катушек 2.

Третья катушка 5 используется для индуктивного переноса энергии в диапазоне большой мощности. Третья катушка 5 имеет, например, следующие характеристики:

внутренний диаметр d₃=180 мм;

внешний диаметр D₃=214 мм;

индуктивность L₃=60 мкГн;

сопротивление постоянному току R_3DC=45 мΩ.

Так как третья катушка 5 окружает вторую катушку 4, можно сделать вывод, что d₃>D₂.

Катушки 3, 4, 5 могут быть намотаны спирально в одной плоскости или в нескольких плоскостях. В настоящем примере осуществления изобретения каждая из катушек 3, 4, 5 наматывается в двух плоскостях. Катушки 3, 4, 5 имеют постоянную плотность намотки в радиальном направлении.

Третья катушка 5, предпочтительно, пригодна к эксплуатации исключительно на второй катушке 4, при этом, например, третья катушка 5 соединяется, при необходимости, со второй катушкой 4 параллельно или последовательно. Например, вторая катушка 4 обеспечивает только первую часть диапазона большой мощности, чтобы за счет дополнительной работы катушки 5 обеспечивалась остальная часть диапазона большой мощности. Соответственно блок управления 8 разрабатывается таким образом, чтобы третья катушка 5 была пригодна для эксплуатации исключительно на второй катушке 4. Третья катушка 5, связанная со второй катушкой 4, может работать независимо от первой катушки 3. Иначе говоря, первая катушка 3 может работать независимо от катушек 4 и 5.

Ряд приемных гнезд 25 расположены в держателе катушек 2 на нижней поверхности S₂ под приемными зонами А₂ и А₃ радиально относительно продольной центральной оси М или M₁. Магнитные сердечники 26, изготавливаемые как ферритовые сердечники, устанавливаются в приемные гнезда 25. Сердечники 26 выступают из приемной зоны A₁ первой катушки 3 в приемные зоны А₂ и А₃ катушек 4, 5.

Для охлаждения катушек 4, 5 держатель катушек 2 содержит ряд апертур 27, 28 в приемных зонах А₂ и А₃. Апертуры 27, 28 выполнены, например, в круглой и/или щелевой форме. Апертура 28 в приемной зоне А₃ имеет, например, меньший диаметр по сравнению с апертурой 27 приемной зоны А₂.

Индуктор 1 функционирует следующим образом.

Когда индуктор 1 работает в диапазоне малой мощности, работает только первая катушка 3. С этой целью первая катушка 3 и необходимая переносимая мощность P₁ выбираются с помощью блока ввода 9 и передаются на блок управления 8. Блок управления 8 соответственно управляет инвертором 6, задавая его первую рабочую частоту F₁ и первое напряжение U₁. На основе заданной частоты сети f_N и заданного напряжения питания UN, инвертор 6 устанавливает рабочую частоту F₁ и напряжение U₁, определяемые блоком управления 8 на стороне выхода инвертора 6, т.е. на стороне катушек. Идеально к выходному напряжению U_W и выходной частоте f_W инвертора 6 применимо следующее: f_W=F₁ и U_W=U₁.

Следующее соотношение применимо к первой рабочей частоте F₁: 100 кГц ≤F1≤220 кГц, в частности, 100 кГц ≤F1≤210 Гц и, в частности, 120 кГц ≤F1≤200кГц.

Первая катушка 3 может работать в диапазоне малой мощности между 0 Вт и 200 Вт, чтобы, например, портативное устройство, такое как мобильный телефон, умные часы, браслет для занятий спортом, цифровая камера, радионяня, блок радиоуправления или блок дистанционного управления, могло индуктивно заряжаться с помощью катушки 3.

Линии поля, генерируемые первой катушкой 3, направляются через магнитный сердечник 14, и поле рассеяния снижается, при этом достигается высокая эффективность индуктивного переноса энергии. Когда работает первая катушка 3, вторая катушка 4 и/или третья катушка 5 одновременно не работают.

Когда индуктор 1 работает в диапазоне большой мощности, работают вторая катушка 4 и, в соответствующем случае, третья катушка 5. С этой целью катушка 4 и необходимая переносимая мощность Р₂ выбираются с помощью блока ввода 9 и передаются на блок управления 8. Блок управления 8 соответственно управляет инвертором 6, задавая его вторую рабочую частоту F₂ и второе напряжение U₂. Инвертор 6 устанавливает рабочую частоту F₂ и напряжение U₂, чтобы следующее условие идеально относилось к стороне выхода: f_W=F₂ и U_W=U₂. Блок управления 8 обуславливает также работу инвертора 6, определяя, может ли достигаться перенос необходимой мощности Р₂ исключительно за счет работы второй катушки 4, или необходимо использовать также третью катушку 5. Если необходимо дополнительно использовать третью катушку 5, катушки 4 и 5 соединяются параллельно или последовательно. Это демонстрируется схематически на фиг. 1. Таким образом, катушка 5 работает в связи со второй катушкой 4 с рабочей частотой F₂ и напряжением U₂.

Следующее соотношение применимо ко второй рабочей частоте F₂:40 кГц≤F2≤250 кГц, в частности, 50 кГц ≤F2≤200 Гц и, в частности, 60 кГц ≤F2≤120 кГц. Вторая рабочая частота F₂ не равна первой рабочей частоте F₁.

Магнитный сердечник 14 направляет линии магнитного поля таким образом, чтобы снижать поле рассеяния. За счет этого достигается высокая эффективность переноса энергии. Кроме того, магнитное поле, генерируемое на нижней поверхности S₂, экранируется магнитным стержнем 26, что также способствует достижению высокой эффективности. Катушки 4, 5 охлаждаются через апертуры 27, 28. Дополнительно можно использовать вентилятор (не показан).

Второй пример осуществления изобретения описан ниже со ссылками на фиг. 7. В отличие от первого примера осуществления изобретения магнитный сердечник 14 состоит из множества элементов 29 сердечника. Конструкция сердечника 14 является кольцевой, он состоит из четырех четвертей круга. Простым способом можно обеспечивать различные формы сердечника 14, выполняя его сборку из стандартных элементов 29 сердечника. Элементы 29 сердечника предпочтительно изготавливаются как ферритовые элементы. На основе изложенного выше примера осуществления изобретения возможна дальнейшая разработка индуктора 1 и режима его функционирования.

В соответствии с изобретением индуктор 1 позволяет широко варьировать его применение простым и гибким способом. Первая катушка 3 используется в диапазоне малой мощности, например, до 200 Вт, а вторая катушка 4, а также в соответствующем случае третья катушка 5 используется в диапазоне большой мощности, например, начиная с 200 Вт и выше. Первая катушка 3 используется исключительно в диапазоне малой мощности, в то время как в диапазоне большой мощности используются либо исключительно вторая катушка 4, либо вместе вторая катушка 4 и третья катушка 5. Комбинация катушек 3, 4, 5 обеспечивает различные применения с различными классами мощности. Так как первая катушка 3 в диапазоне малой мощности и вторая катушка 4 и, в соответствующем случае, дополнительно катушка 5 в диапазоне большой мощности никогда не используются одновременно, взаимного влияния не происходит при переносе энергии в диапазоне малой мощности и в диапазоне большой мощности. Путем комбинации магнитного сердечника 14 и магнитных сердечников 26 обеспечивается высокая эффективность переноса энергии индуктивным методом с малыми потерями энергии.

Соединительные провода 10, 11 первой катушки 3 могут изготавливаться как оплетенные провода и могут иметь в поперечном сечении от 0,1 мм² до 2,5 мм². Соединительные провода 10, 11 могут быть заключены в оболочку из таких материалов как, например, нейлон, шелк или фольга. Соединительные провода 15, 16, 21, 22 второй и третьей катушек 4, 5 могут изготавливаться как оплетенные провода и могут иметь в поперечном сечении от 0,5 мм² до 5 мм². Соединительные провода 15, 16, 21, 22 могут быть заключены в оболочку из таких материалов как, например, нейлон, шелк или фольга.

Для охлаждения катушек 4, 5 может использоваться вентилятор. Как альтернатива или дополнительно могут использоваться радиаторные панели. Индуктор 1 может закрываться крышкой с одной стороны или с обеих сторон.

Кроме того, индуктор 1 может быть изготовлен в литом виде.

Изобретение относится к индуктору для переноса энергии методом электромагнитной индукции, в частности, для использования в секторе бытовой техники, например в индукционной варочной панели. Индуктор (1) включает держатель катушек (2), на котором установлены первая катушка (3), вторая катушка (4) и третья катушка (5). Вторая катушка (4) имеет внешний диаметр D₂, превышающий внешний диаметр D₁ первой катушки (3), третья катушка (5) имеет внешний диаметр D₃, превышающий внешний диаметр D₂ второй катушки (4). Магнитный сердечник (14) окружает продольную центральную ось (M₁) первой катушки 3. Первая катушка (3) работает при первой рабочей частоте в первом диапазоне мощности, а вторая катушка (4) и третья катушка (5) работают независимо от первой катушки (3). В результате их можно использовать в простом и гибком режиме в диапазоне малой мощности или в диапазоне большой мощности при высокой эффективности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Индуктор, в частности, для переноса энергии методом электромагнитной индукции, включающий:

держатель катушек (2),

первую катушку (3), установленную на держателе катушек (2) для переноса энергии в первом диапазоне мощности и имеющую первый внешний диаметр D₁,

вторую катушку (4), установленную на держателе катушек (2) для переноса энергии во втором диапазоне мощности и имеющую второй внешний диаметр D₂, при этом второй внешний диаметр D₂ больше первого внешнего диаметра D₁,

третью катушку (5), установленную на держателе катушек (2) и имеющую внешний диаметр D₃, который больше внешнего диаметра D₂, магнитный сердечник (14), выполненный окружающим продольную центральную ось (М₁) первой катушки (3),

характеризующийся тем, что включает блок управления (8), выполненный с возможностью обеспечивать работу первой катушки (3) и второй катушки (4) исключительно независимо друг от друга, иными словами, не одновременно, и обеспечивать работу третьей катушки (5) исключительно совместно со второй катушкой (4).

2. Индуктор по п. 1, в котором блок управления (8) выполнен с возможностью обеспечивать работу первой катушки (3) с первой рабочей частотой F₁, при этом к первой рабочей частоте применимо следующее соотношение: 100 кГц ≤F₁≤220 кГц, в частности 110 кГц ≤F₁≤210 кГц и, в частности 120 кГц ≤F₁≤200 кГц.

3. Индуктор по любому из п. 1 или 2, в котором блок управления (8) разработан с возможностью обеспечивать работу второй катушки (4) со второй рабочей частотой F₂, при этом ко второй рабочей частоте применимо следующее соотношение: 40 кГц ≤F2≤250 кГц, в частности 50 кГц ≤F2≤200 Гц и, в частности 60 кГц ≤F2≤120 кГц.

4. Индуктор по любому из пп. 1-3, в котором магнитный сердечник (14) изготовлен из одного куска, в частности, в виде кольцевого сердечника.

5. Индуктор по любому из пп. 1-4, в котором магнитный сердечник (14) выполнен из множества элементов (29) сердечника.

6. Индуктор по любому из пп. 1-5, в котором магнитный сердечник (14) выполнен окружающим первую катушку (3), в частности установлен между первой катушкой (3) и второй катушкой (4).

7. Индуктор по любому из пп. 1-6, в котором магнитный сердечник (14) и/или катушки (3, 4, 5) установлены на первой поверхности (S₁), в частности на верхней поверхности держателя катушек (2).

8. Индуктор по любому пп. 1-7, содержащий множество магнитных сердечников (26), расположенных радиально относительно продольной центральной оси (M₁) первой катушки (3).

9. Индуктор по любому пп. 1-8, в котором множество магнитных сердечников (26) расположены на второй поверхности (S₂), в частности на нижней поверхности держателя катушек (2).

10. Индуктор по п. 8 или 9, в котором магнитные сердечники (26) выступают в приемную зону (А₂, А₃) второй катушки (4) и/или третьей катушки (5), в частности, за пределы приемной зоны (A₁) первой катушки (3).

11. Индуктор по любому из пп. 1-10, в котором держатель катушек (2) выполнен с множеством отверстий (27, 28) для охлаждения по меньшей мере одной из катушек (4, 5).

12. Индуктор по любому из пп. 1-11, в котором по меньшей мере одна из катушек (3, 4, 5) имеет спиральную конструкцию.

13. Способ использования индуктора, в частности, для переноса энергии методом электромагнитной индукции, включающий следующие операции:

обеспечение индуктора (1) по любому из пп. 1-12,

работа первой катушки (3) с первой рабочей частотой F₁ в первом диапазоне мощности, и

работа второй катушки (4) исключительно независимо от первой катушки (3), иными словами, не одновременно с первой катушкой (3), при второй рабочей частоте F₂ во втором диапазоне мощности,

работа третьей катушки (5) исключительно совместно со второй катушкой (4).