Способ индукционного нагрева изделий

О П И С А Н И-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соевтских Социалистицвских Республик(4) Дата опубликования о Гааударстааннмй каьптет Савата Маннатраа СССР аа даяам нзобретанкк н аткратнй(5 З) УдК 621.З 65 52(088,8) 72) Авторм ызобретеыыя Собоеев а Ю. В Кжмык В Н. Куйбышевский политехнический институт нм, В. В, Куйбышева 71) Заявытеаь 54) СГОООБ ИНЦУКЦИОННОГО ЕВА ИЗДЕЛИ 1 Изобретение относитс ционного нагрева изделий вов.индуки сплая к способамиз металловИзвестные способы индукционного нагреване позволяют получать высокие значения коэффициента мощности при нагреве объектов, вчастности объектов в виде замкнутого витка.Известен способ индукционного нагрева металлов н сплавов, заключающийся в том, чтопеременный магнитный поток в магнитопроводе из ферромагнетика, возникающий при пропускании по первичной катушке переменноготока, индуктирует во вторичной обмотке, сов-мещенной с нагрузкой (объектом нагрева),электрический ток, который приводит: к нагрев объекта ,1),аиболее близкив из известных являетсяспособ индукционного нагрева изделий, прикотором иидуктором, выполненным в виде гибкого магнитопровода с. размещенной на немкатушкой, обвивают нагреваемый объект 2.. Недостатками этого способа являются низкий коэффициент мощности соз р большие габариты и вес усюройства, а также недостаточные возможности для согласования напряжения н внутреннего сопротивления источникаэлектромагнитной энергии с сопротивлением нагрузки,Низкий коэффициент мощности обусловленбольшим рассеянием магнитного потока, которое является следствием малой высоты вторичной и первичной обмоток по сравнению с длиной магнитопровода, а также следствием ббольшого зазора между первичной и вторичной электрическими обмотками по сравнению с поперечными размерами обмоток. Низкий соз р приводит, к увеличению габаритов и ве-.са устройства, в частности; за счет конденсаторной батареи.По конструктивным и технологическим соображениям число витков вторичной обмотки равно единице, а иамагничивающий ток дол.жен составлять лишь несколько процентов от тока на входе устройства. Согласование на пряжения и внутреннего сопротивления источника электромагнитной энергии с сопротивлением нагрузки осуществляется за счет соответствующего подбора коэффициента транс- .формации, равного отношению числа пересечений первичной и вторичной обмоток поверх. ЗФ ноети, образованной контуром магнитопровода.Недостаточные воэможности для согласо.ванна напряжения и внутреннего сопротивле.ния источника электромагнитной энергии с со-противлением нагрузки проявляются, например, в случае, когда прн выбранных из ус612424 10 Целью изобретения является увеличение коэффициента мощности, а также расширениевозможностей для согласования напряженияи внутреннего сопротивления источника электромагнитной энергии с сопротивлением нагрузки.1Это достиГается тем, что магнитопровод скатушкой обвивают по спирали с определеннымшагом по всей длине нагреваемого объекта.Это обеспечивает увеличение коэффициента мощности, уменьшение рассеяния магнитного потока,. габаритов и веса электронагре 20вательного устройства, а также расширяет воэможности для согласования напряжения и внутреннего сопротивления источника электромагнитной энергии с сопротивлением нагрузки,Иа фиг.:1 изображен замкнутый виток.изнагреваемых металлов или сплавов, имеющийформу тороида; на фиг. 2 -замкнутый виток,имеющий форму прямоугольника, в частности,квадрата.По замкнутому ферромагнитному магнитопроводу 1 идет переменный, например синусоидальный магнитный поток Ф (1); число витков магнитопровода равно %,На магнитопровод 1 намотана равномернопо всей длине первичная электрическая обмотка 2 с числом витков 1 , эта обмоткаподключена к источнику переменного. напря-жения 11,(1). Вторичная электрическая обмотка совмещена с нагрузкой 3, представляющейсобой замкнутый виток из нагреваемых металлов или сплавов,Для случая, изображенного на фиг. 2, предполагается, что, если нагрузка 3 представляетсобой составленный иэ отдельных стержней замк.нутый виток, то в мес 1 ах соединения отдельныхстержней - узлах А, В, С и Д - имеетместо надежный электрический контакт Сече-ние нагрузки. 3 может быть" произвольным; также произвольным может быть и сечение магнитопровода 1,При подключения,зажимов сь и Ь первичной электрической обмотки 2 к источникупеременного напряжения 131(Ц по магнитопроводу 1 пойдет переменный магнитный поток Ф (Ц, а по обмотке 2 - ток 1(Ц. Магнитопровод 1 и замкнутый виток 3 связанымагнитоэлектрическим способом, поэтому наличие переменного магнитного потока Ф (1)вызовет протекание в витке 3, из металловнли сплавов переменного тока 1, (1), которыйвызовет нагрев нагрузки 3, По истечении не.которого промежутка времени металлы и сплавы нагреваются до требуемой по условиям ной обмотками, что приводит к уменьшению магнитных потоков рассеяния первичнон и вто. ричной обмоток, Увеличение коэффициента .мощности приводит к. уменьшению габаритов и веса магнитопровода;ф Применение в качестве магнитопровода катушки с варьируемым числом магнитных витков % расширяет возможности для согласования напряжения и внутреннего сопротивления источника электромагнитной энергии с Мсопротивлением нагрузки 3, Действительно, ос.тавляя неизменным коэффициент трансформации равный отношению ф и обеспечивая тем самым согласование напряжения и внутреннего сопротивления источника с сопротивлением нагрузки, с помощью варьирования Жможно Зрегулировать намагничивающнй ток и обеспечивать тем самым требуемую его величину нри заданном сечении магнитопровода, Возможность такого варьировайия часто приводит к увеличению коэффициента мощности и к уменьшению габаритов и веса магнитопро вод 8; Формула изобретения ловий согласования коэффициенте трансформации и из условия заданных габаритов и веса устройства сечении магиитопровода велачина иамагничивающего тока является недопустимо большой. При обеспечении требуемой. величины намагничивающего тока недопустимо большими оказываются сечение магнитопровода и его магнитное сопротивление, габариты и вес магннтопровода и всего электронагревательногого устройства. технологии температуры или до температуры плавления. Для устранения утечки тепла на. греваемая нагрузка 3 соответствующим образом теплоиэолируется. Увеличение коэффициента мощности электронагревательного устройства осуществляется в изобретении за счет уменьшения магнитных потоков рассеяния. вторичной и первичной обмоток. Поток рассеяния вторичной обмотки существенно уменьшается эа счет того, что магнитопровод с катушкой обвивают по спирали с определенным. шагом по всей длине нагреваемого объекта. Это обеспечивает увеличение отношения высоты вторичной обмотки 3 к длине магиитопровода вплоть до единицы Поток рассеяния первичной обмотки существенно уменьшается эа счет равномерной намотки ее по длине магнитопровода катушки из магнитных витков,Применение катушки из магнитных витков и равномерная намотка первичной обмотки о длине магнитопровода дает возможность уменьшить зазор между первичной и вторичСпособ индукционного нагрева изделий, при котором индуктором, выполненным в виде гибкого магнитопровода с размещенной на нем катушкой, обвивают нагреваемый объект, отличающийся тем; что, с целью повышения коэффициента мощности,при нагреве объектов в виде замкнутого витка, указанный магнитопровод с катушкой обвивают по спирали с опре-. деленным шагом по всей длине нагреваемого объектаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР173352, М, Кл. Н 05 В 5/08, 963,2. Авторское свидетельство СССР М. Кл, Н 05 В 3/18, 19 б 8.612424 Составитель О. ЩедринТехред О. Луговая нраж 992 оррекюр С Гарасинодписное Редактор Л. НароЗаказ 3480(ЬЗ ССР НИИПИ Государственного комитета Совета Министров оо делам изобретений н открыгий 1 ЗОЗЬ, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП еПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная