Устройство для индукционного нагрева

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„3 538287 А 2 (51)5 Н 05 В 6/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (57) 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. гого с помощью изоляции 5. Попереч- С е ное сечение первого провода уменьшается при переходе от секции 1 к секции п, а второго провода. 4 увеличиЭа @ вается. Сумма поперечных сечений первого и второго проводов остается © величиной постоянной во всех секциях. М

Источник питания подключается к нача- 00 лу 6 первого провода и концу 7 второ- Я го провода, которые имеют максималь- (,ф ное поперечное сечение. Конец 3 первого провода и начало 9 второго остаются разомкнутыми.

Устройство работает следующим образом.

Подключение источника питания нри- ю@ водит к протеканию тока, пути которо- 1 ) го замыкаются, охватывая провода 3 и

4 через емкостную связь между ними д виде тока смещения, Ток в проводах последовательно соединенных секций не остается постоянным ввиду его отГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1457795

1 (21) 4097393/24-07 (22) 05.08.86 (46) 23.01.90. Бюл. 3 (71) Иосковский энергетический институт (72) М.М.Соколов, А.Б,Кувалдин, Г,Г.Гусев, В,В,Лобанов, А,Л.Ефременко, И.А.Чертков и И,В.Захаров (53) 621.365.52(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1457795, кл. Н 05 В 6/42, 28.07.86, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

НАГРЕВА

Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву, может быть использовано при создании экономичных нагревательных систем, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Ф 1457795.

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,...,n соединены последовательно-согласно, Провода 3 и 4 изолированы один от друг P

ЕНИЯ

1538287

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

Сравнительная оценка уровня потерь в предлагаемом устройстве для индукционного нагрева по сравнению с устройством, выполненным из провод ников с IIOcToHHHblM сечением, может быть выполнена по,эквивалентному входному резистивному сопротивлению.

При сравнении вариантов считаем, что параметры проводников и частота источника питания такие, что поверх- !5 постный эффект проявляется одинаково, Последовательно соединенные сек ции предлагаемого устройства, выполненного из проводников с двухзаходной обмоткой, могут быть представле 20 ны условно в виде одного витка (фиг.3).

Подключение источника питания с напряжением U к началу. первого провод;ника и к концу второго проводника ( обеспечивает суммирование намагничи- 25 вающих сил токов 1„и i (фиг. 3).

Вследствие протекания токов смещения между проводниками как напряжения и U<, так и токи i„, 1 зависят от ко— ординаты Х по всей длине проводников gp устройства 1. Иатематическая модель устройства в этом случае приводит к

J анализу цепи с распределенными пара,метрами.

Приведем полученные РезУльтаты., Оправдан подход, когда на первом эта, пе расчета распределение токов и напряжений вдоль координаты Х определяется без учета потерь ° При сильной магнитной связи между проводниками 4О двухзаходной обмотки (кбэффициент связи К =-1) распределение токов и и напряжений носит линейный характер.

Эпюра распределения токов в проводниках приведена на фиг. 1, Токи,в 4> начале первого проводника и конце второго проводника равны току источника питания i „ . Входное сопротивление при таком распределении токов, если сечение постоянно по длине проводника, равно

3 где r„ — сопротивление проводников на единицу длины.

При ступенчатом изменении сечения проводников (фиг. 1) при наличии и ступеней сопротивление равно и с- 21gg 3 3

3g (Х" Х " ) где r„„ — сопротивление проводников

k-й секции на единицу длиньц

X>,Х, — 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, определяеыих равенством входных сопротивлений r „ и г „ „.. Преимущества предлагаемого устройства позволяют уменьшить общий объем на 1ОЕ, а массу используемых проводников на 25, Формула и з обретения

Устройство для индукционного нагрева по авт.св, Р 1457795, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, наружный и внутренний проводники слоев катушки в поперечном сечении выполнены переменными, причем сечение одного проводника выполнено уменьшающимся, а другого — увеличивающимся в том же направлении.

)538287

1538287

Составитель А.Ергин

Редактор И,Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 175 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101