Индукционное нагревательное устройство переменного тока
Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть использовано в индукционных нагревательных устройствах. Технический результат состоит в повышении кпд индукционного нагревательного устройства посредством преобразования реактивной энергии в дополнительную тепловую энергию. Индукционное нагревательное устройство переменного тока содержит основной индуктор, соединенный с источником питания, дополнительный индуктор, установленный в магнитном поле основного индуктора с возможностью образования резонанса тока в контуре дополнительного индуктора. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть использовано в индукционных нагревательных устройствах.
Электрический ток, текущий в любом контуре, создает пронизывающий этот контур магнитный поток. При изменении тока изменяется также и магнитный поток, вследствие чего в контуре индуцируется эдс. Это явление называется самоиндукцией. (Курс общей физики. - в 5 книгах: учебное пособие для ВУЗов/ Савельев И.В. - М.: Астрель. - 2004, книга 2-ая. Электричество и магнетизм, с.224).
Именно самоиндукция приводит к появлению реактивного индуктивного тока, который компенсируют реактивным емкостным током.
Известна бесколлекторная машина переменного тока, содержащая дополнительную обмотку (патент РФ №2265271 МПК Н02Р 1/26, 9/46, Н02K 17/28, 21/00, опубл. 27.11.05, бюл. №33).
Однако в известной бесколлекторной машине переменного тока реактивная энергия преобразуется в механическую вращательную энергию.
Известно простейшее индукционное нагревательное устройство, состоящее из катушки индуктивности (индуктора), источника питания и компенсирующего конденсатора (Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1989, с.194).
Недостатком этого устройства является то, что в нем не используется реактивная энергия.
Задача изобретения - повышение кпд индукционного нагревательного устройства посредством преобразования реактивной энергии в дополнтельную тепловую энергию.
Указанная задача достигается тем, что индукционное нагревательное устройство переменного тока, содержащее индуктор и источник питания, согласно изобретению содержит дополнительный индуктор с подключенным к нему емкостным элементом.
Изобретение поясняется электрической схемой, где показано индукционное нагревательное устройство переменного тока.
Индукционное нагревательное устройство переменного тока состоит из основного индуктора 1, источника питания 2, дополнительного индуктора 3 и подключенного к нему емкостного элемента 4. Дополнительный индуктор 3 установлен в магнитном поле основного индуктора 1.
Индукционное нагревательное устройство работает следующим образом:
- при подаче переменного напряжения на основной индуктор 1, возникает эдс индукции и эдс самоиндукции. Эдс индукции создает магнитный поток, который нагревает изделие 5.
- Эдс самоиндукции намагничивает нагреваемое изделие 5 и, вследствие индуктивной связи между основным 1 и дополнительным 3 индуктором, в дополнительном индукторе 3 появляется переменное напряжение.
Известно, что
а) при включении индуктивного элемента на переменное напряжение ток в цепи отстает от напряжения на четверть периода (Паначевный Б.И. Курс электротехники: Учебник для студентов механических специальностей высших учебных заведений/Серия «Учебники, учебные пособия», - Харьков: Торсинг, Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. - С.31);
б) при включении емкостного элемента на переменное напряжение ток в цепи опережает напряжение на четверть периода (Паначевный Б.И. Курс электротехники: Учебник для студентов механических специальностей высших учебных заведений/Серия «Учебники, учебные пособия», - Харьков: Торсинг, Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. - С.32);
в) в случае, когда токи в ветвях с реактивными элементами равны и повернуты в противоположные стороны, имеет место резонанс токов (Паначевный Б.И. Курс электротехники: Учебник для студентов механических специальностей высших учебных заведений/Серия «Учебники, учебные пособия», - Харьков: Торсинг, Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. - с.44).
Таким образом, в контуре дополнительного индуктора, состоящего из индуктивного и емкостного элемента, возникает резонанс токов, усиливая магнитное поле, что приводит к дополнительному нагреву изделия, тем самым увеличивая мощность индукционного нагревательного устройства за счет реактивной энергии.
Индукционное нагревательное устройство переменного тока, содержащее основной индуктор, соединенный с источником питания, дополнительный индуктор с подключенным емкостным элементом, отличающееся тем, что дополнительный индуктор установлен в магнитном поле основного индуктора с возможностью образования резонанса тока в контуре дополнительного индуктора.
