Устройство для индукционного нагрева Советский патент 1990 года по МПК H05B6/42 

Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву, может быть использовано при создании экономичных нагревательных систем, и является усовершенствованием изобретения по авт.св.№ 14577S5.

Целью изобретения является уменьшение массогабаритных показателей устройства.

На фиг. 1 показано устройство для индукционного нагрева в развернутом виде и эпюры распределения токов по проводам секций (ступенчатое изменение поперечного сечения проводников по секциям); на фиг. 2 - устройство с проводниками, имеющими постоянное поперечное сечение, горизонтальное сечение; на фиг, 3 - схема подключения устройства к источнику питания.

Отдельные секции 1,2,... ,п соединены последовательно-согласно. Провода 3 и 4 изолированы один от другого с помощью изоляции 5. Поперечное сечение первого провода уменьшается при переходе от секции 1 к секции п, а второго провода 4 увеличивается. Сумма поперечных сечений первого и второго проводов остается величиной постоянной во всех секциях. Источник питания подключается к началу 6 первого провода и концу 7 второго провода, которые имеют максимальное поперечное сечение. Конец 3 первого провода и начало 9 второго остаются разомкнутыми.

Устройство работает следующим образом,

Подключение источника питания приводит к протеканию тока, пути которого замыкаются, охватывая провода 3 и 4 через емкостную связь между ними в виде тока смещения. Ток в проводах последовательно соединенных секций не остается постоянным ввиду его orftsa

сл САЗ оо ю оо л

14)

ветвления через емкостную связь. В проводе 3 ток уменьшается при увеличении координаты X (фиг. 1), а в проводе 4 увеличивается.

Сравнительная оценка уровня потерь в предлагаемом устройстве для индукционного нагрева по сравнению с устройством, выполненным из провод15382874

ника питания iBJ( . Входное сопротивление при таком распределении токов, если сечение постоянно по длине проводника, равно

вх

1 V

где

- сопротивление проводников на единицу длины.

ников с постоянным сечением, может быть выполнена по .эквивалентному входному резистивному сопротивлению. При сравнении вариантов считаем, что параметры проводников и частота источника питания такие, что поверх- постный эффект проявляется одинаково

Последовательно соединенные секции предлагаемого устройства, выполненного из проводников с двухзаход- ной обмоткой, могут быть представлен ны условно в виде одного витка (фиг.З Подключение источника питания с напряжением Un к началу первого проводника и к концу второго проводника обеспечивает суммирование намагничи

вающих сил токов i

и

i -2 (фиг. 3) .

Вследствие протекания гоков смещения между проводниками как напряжения U1 и U7 , так и токи i,,, i2 зависят от координаты X по всей длине проводников устройства I. Математическая модель устройства в этом случае приводит к анализу цепи с распределенными параметрами,

Приведем полученные результаты. Оправдан подход, когда на первом этапе расчета распределение токов и напряжений вдоль координаты X определяется без учета потерь. При сильной магнитной связи между проводниками двухзаходной обмотки (коэффициент связи ) распределение токов и напряжений носит линейный характер. Эпюра распределения токов в проводниках приведена на фиг. 1. Токи в начале первого проводника и конце второго проводника равны току источ

водника, равно

вх

1 V

где

- сопротивление проводников на единицу длины.

При ступенчатом изменении сечения проводников (фиг. J) при наличии п ступеней сопротивление равно

п о

V -ЈL CY3 Y3 kl. 31 )}

сопротивление проводников k-й секции на единицу длины;

в с

где г,

xfc.fc-,

координаты точек подключения участка проводников с постоянным сечением. На основании указанных формул проводят анализ устройства для индукционного нагрева с постоянным и изменяемым поперечными сечениями проводников. Сравнение проводится из условия одинаковой производительности устройства и уровней потерь в нем, определяемых равенством входных

г

Вх

и г

Вх С

Преимущества предлагаемого устройства позволяют уменьшить общий объем на 10%, а массу используемых проводников на 25%.

Формула изобретения

Устройство для индукционного нагрева по авт.св. Р 1457795, отличающееся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, наружный и внутренний проводники слоев катуыки в поперечном сечении выполнены переменными, причем сечение одного проводника выполнено уменьшающимся, а другого - увеличивающимся в том же направлении.

11

w t / л

11

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - уменьшение массы габаритных показателей. Обмотка индуктора выполняется двухзаходной с изолированными проводниками. Поперечное сечение одного проводника выполнено уменьшающимся от начала его к концу, а второго - увеличивающимся пропорционально токам при условии, что сумма поперечных сечений проводников во всех секциях остается одинаковой. В результате этого при линейном изменении токов в проводниках достигается более равномерное распределение мощности потерь. 3 ил.

k

k

Фиг.1

Фиг.1

Фиг.З