专利名称：节能感应器的利记博彩app
技术领域：
本发明属于电加热设计制造技术领域，具体涉及一种节能感应器。
背景技术：
感应加热是通过给感应器里流过的中频或高频交变电流，在感应器中产生的磁场 在金属材料中产生的涡流而加热金属。现有的感应器绝大多数采用矩形或圆形空心铜管制做，由于交流电集肤效应的存 在，电流被限定在透入深度一层。增加导体截面，电流分布并不因截面的扩大而改善，因此 用增加导体截面的方法不能降低电流的热损耗。此外，此种结构的感应器因通过的电流很 大，其平均电流密度为22 60A/mm2，且由于集肤效应，从而使感应器自身产生大量的热量， 造成能量的损失。同时，为防止感应器过热，感应器的空心铜管中需通以冷却水以实现感应 器和炉体的降温，因此需要配置大量的冷却系统。此种感应器配置的冷却系统结构庞杂，力口 工制造成本高。此外，由于电流很大，采用大量铜排，有时采用水冷铜排，造成铜以及电能的 浪费。上述结构的感应器对于单匝感应器的电效率可以表示为，
p0 2 Rlη =-i--( 1 )
p0 R2 + R10RlO—单匝系统感应器的电阻(按电流透入深度计算)。R2——单匝系统金属炉料的电阻(按电流透入深度计算)。ρ 02——单匝系统金属炉料——感应器的偶合系数，上述结构的感应器对于多匝系统如图1所示，假若线圈的匝数为n，则这时的感应 器的电阻为n2*R10，即为是单匝感应器的电阻的η2倍；又因炉料——感应线圈的偶合电感 是单匝系统的η2倍，所以金属炉料的折算电阻为n2*P 02*R2 ；电效率可以表示为
n 2 p0 2 Rl" = ~i——i-i——(2)
n p0 R2 + n MO p0 2 Rl所以T7 =——i--(3)
p0 R2 + R10因此现有的感应器的电效率与匝数多少无关，仅与线圈与炉料的电阻及偶合系数相关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能感应器，主要解决了现有的感应器结构复杂、能 耗高的技术问题。本发明针对上述技术问题的技术解决方案如下
一种节能感应器，其特殊之处在于，它包括至少两个串联或者并联或者串联与并 联组合的感应线圈，所述感应线圈由带有绝缘层的铜带盘绕而成，该感应线圈包括电流引 入端以及电流引出端。以上所述绝缘层的厚度为0. 2 1mm。以上所述铜带的厚度为电流透入深度的20% 80%。以上所述绝缘层的材料为，聚酰亚胺薄膜，导热绝缘弹性橡胶Sil-Pad 2000或T500 等。以上所述感应线圈为圆形、方形或椭圆形。本发明的优点如下1.能耗低本发明采用相互绝缘的铜带制作感应线圈的模块式的感应器，使通过 该感应线圈自身的电流密度为2 3A/mm2，从而使感应器自身能量损失降低10_20倍，为总 输入功率的2 4%。2.成本低本发明提供的感应器自身产生热量少，仅靠空气自然对流就可以达到 所需温度的热平衡，因此其无需配制大量的水冷却系统；同时，由于线圈匝数的可以任意增 多，因而可使输入电流大幅降低，从而降低制造成本。
图1为现有的多匝系统的示意图；图2为本发明的多匝系统的示意图；图3为本发明结构示意图；图4为本发明应用于中频炉的结构示意图；图5为本发明应用于高频淬火的主视图；图6为本发明应用高频淬火的俯视图。附图标记说明如下1-炉体，2-炉盖，3-感应器，4-固定架，5-导磁体，6_坩埚，11-耐火层，12-隔热 层，31-绝缘柱，32-水冷环，34-绝缘层，35-导热铜板，51-铁芯固定圈，101-感应线圈， 103-电流引入端，104-电流引出端，7-冷却套，冷却水管-71，冷却铜板-72，绝缘层-73，隔 热层-74，冷却水嘴-75，加热工件-8。
具体实施例方式本发明的工作原理在于通过给感应器通以交流电流，根据磁场偶合原理，金属炉 料中会产生相应的感应电流即涡流，致使炉料加热。以下通过简单计算对比说明这种设计 能提高加热效率。参见图2，本发明提供的感应器的加热系统电效率具体如下。设这种感应线圈的层 数为n，每层厚度为一个电流透入深度，因感应线圈每层的电阻为R10，相对于单匝系统，所 以感应线圈的总电阻为n*R10，而金属炉料的电阻没变，偶合系统没变，因匝数尺寸与第一 种设为相同，则电效率可表示为
<formula>formula see original document page 5</formula>
化简后为<formula>formula see original document page 5</formula>
因此，随η的增大，本发明的感应器的电效率大于现有的感应器的电效率。当η为 无穷大时，RlO/η的值可不计，则电效率为1。说明，这种感应器的损失功率大大降低。参见图3，本发明提供的节能感应器，包括多个串联或者并联或者串联和并联组合 的感应线圈101，该感应线圈101由带有厚度为0.2 Imm的绝缘层的铜带盘绕成圆形、方 形或椭圆形等多种形状。为了消除电流的集肤效应，需要将铜带的厚度设为电流透入深度 的20% 80%。绝缘层通常选用聚酰亚胺薄膜或导热绝缘弹性橡胶Ail-Pad 2000或T500等。以下将以该节能感应器应用于中频炉为例并结合附图对于其工作方式进行具体的阐述。参见图4，中频炉主要由炉体1和与炉体1的端口相配合的炉盖2构成。炉体1上 设有固定架4，该固定架4与炉体1的导磁体5通过螺栓固定连接。该导磁体5主要由多块 铁芯和铁芯固定圈51构成，即将多块铁芯叠加后应用铁芯固定圈51将其加固为一体。炉体1内设有由耐火材料制成的坩埚6 ；该坩埚6的外壁依次设有耐火层11和隔 热层12。坩埚6的隔热层12的外围设有绝缘柱31。为了冷却炉体1的外壁，在绝缘柱31 上固定设置有成间隔排布的多个并联的“C”形水冷环32。嵌于相邻的“C”形水冷环32之 间的感应线圈101通过串联或并联或串联和并联的组合构成节能感应器3。并且“C”形水 冷环32和感应线圈101之间填充有厚度约为1 3mm的绝缘材料，以防止层间因潮气短路 以及感应线圈101对地水冷环短路。采用相互绝缘的铜带制作感应线圈101的模块式的节 能感应器3，使通过该感应线圈101自身的电流密度仅为2 3A/mm2，从而使节能感应器3 自身能量损失仅为输入功率的2 4%。“C”形水冷环32中通以冷却水以实现炉体1的冷 却。另外，节能感应器3中的“C”形水冷环32或感应线圈101也可以根据具体情况设计成 串联或并联或串联和并联的组合。同时，“C”形水冷环32的具体结构，可以根据热场的计算，在该“C”形水冷环32的 内圈增加一个导热铜板35，以利于炉体1的热量通过导热铜板35顺利导出，以防止感应线 圈101过热。以下结合
本发明提供的节能感应器应用于高频淬火电炉的情况。参见图5、图6，高频淬火电炉用于感应加热部分主要由冷却套7、与冷却套7的冷 却铜板72固定连接的冷却水管71构成，感应线圈101固定设置于冷却套7内，且在感应线 圈101与冷却铜板72之间设置有绝缘层73以防止其对地短路，冷却铜板72的内侧设置有 设有隔热层74以进一步降低能耗。设有冷却水嘴75的冷却水管71主要用于加热工件8在被加热的过程中产生热量 的散失，以防止此种热量传到感应线圈101将其损坏。感应线圈101为被加热工件8提供 热源，此种结构的感应线圈使得淬火过程中能耗仅为输出功率的2-4%，因此不需要水冷仅 需风冷即可实现感应线圈101自身能量的散失。冷却铜板72必须设有缺口，例如该冷却铜板可设计为“C形”，以防止电流在其内形成回路.
权利要求
一种节能感应器，其特征在于，它包括至少两个串联或者并联或者串联与并联组合的感应线圈(101)，所述感应线圈(101)由带有绝缘层的铜带盘绕而成，该感应线圈(101)包括电流引入端(103)以及电流引出端(104)。
2.根据权利要求1所述的节能感应器，其特征在于所述绝缘层(4)的厚度为0.1 1mm0
3.根据权利要求1所述的节能感应器，其特征在于所述铜带的厚度为电流透入深度 的 20% 80%。
4.根据权利要求2或3所述的节能感应器，其特征在于所述绝缘层的材料为聚酰亚 胺薄膜或导热绝缘弹性橡胶Sil-Pad 2000或T500。
5.根据权利要求2或3所述的节能感应器，其特征在于所述感应线圈(1)为圆形、方 形或椭圆形。
全文摘要
本发明提供的节能感应器，属于设计制造技术领域，主要由多个串联或者并联或者串联与并联组合的感应线圈构成，所述感应线圈由带有绝缘层的铜带盘绕而成。主要解决了现有的感应器结构复杂、能耗高的技术问题。该节能感应器具有制造成本低、在电热过程中能耗低的特点，主要应用于如中频炉等的电加热过程中。
文档编号H05B6/36GK101820702SQ20101015188
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者王河洲 申请人:西安机电研究所