三相工频电磁感应加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电磁感应加热装置。本实用新型专利技术由磁钢与铁心两种不同材料构成的三相导磁体形成一闭合的三相磁回路，当围绕在铁心上的三相绕组接通三相工频电源，磁钢中通过三相交变磁通产生远大于铁心的涡流及磁滞而被快速加热，即直接由三相工频电源的电能转变成磁热能的电磁感应加热装置。本实用新型专利技术结构简单，使用时三相负荷平衡、容量大小不受限制，热效率高、具有较好的商用前景。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电磁感应加热装置，更确切地说是一种三相工频电磁感应加热装置。目前用于金属熔炼的有心或无心工频感应加热装置，它们都是单相结构。而供电电网是三相，对此，在容量较大的情况下，为使其三相负荷平衡，常采用以下四种平衡方法(1)移相法由电抗与电容组成的三相平衡装置，通称L·C平衡器；(2)分组法将三台或数台单相加热装置，按容量相同或相近的分组成三相平衡负荷；(3)工频或三倍频率法三台相同的单相变压器，将其原边绕组分接三相工频电源，原边的中心点分接零或不接零的二种，副边按一定接法，使三相功率转变为工频或三倍工频的单相负荷；(4)交直交由三相交流经整流后再逆变为单相交流的一种方法。综上所述，平衡装置结构复杂，造价昂贵，虽然采取上述技术措施后能达到三相平衡，但加热装置本身仍为单相。请参见中国专利申请CN87214703U。目前用于液体加热的工频感应加热装置，有单相及三相的两种，见日本专利JP37536/89，其工作原理是，当原边绕组接通工频电源，副边的金属管中感应产生短路大电流而被加热，然后将热量传导给液体。它的结构是，全部由硅钢片叠成铁心导磁体，在铁心的心柱上由里及外依次围绕有原边绕组及作为副边的金属管组成一体穿过存放液体的容器，在原副边间用树脂填充而消除了不利热传导的空间，以使副边的金属管表面发热均匀。由此可见，它的铁心心柱穿过容器与容器外的上下轭部铁心形成闭合的磁回路。这样，要求铁心的心柱穿过容器部位的容器材料是非金属的，若是金属的则要采取绝缘间隔，否则在这里同样会产生更强大的短路电流，从而破坏了该专利设想的副边金属管发热的均匀性；另外，从容量与安全电压而言，容量小则其副边金属管中的短路电压低，若容量增大则副边金属管中的短路电压随之增高而影响安全，即短路电流的加热方式受到容量之限制，这从如下两公式可知(1) 式中铁心的横裁面S与容量P的平方根成正比，K为常数；(2)S=E/4.44fBN，式中电动势(这里可以看作额定电压)E、频率f及磁感强度B可以看成一定值，则铁心横截面S与绕组匝数成反比，容量越大，每匝电压越高；再者，与容器组成一体的加热器还存在着体积大容量小、加热温度受树脂耐温特性的限制等一系列问题。至于现有的其它加热方法所存在的问题，在该日本专利中已有详细介绍。本技术的目的是为了解决在传统的加热方法和公开的工频感应加热方法中所存在的问题，并提供一种三相负荷平衡、容量大小不受限制、热效率高、结构简单的三相工频电磁感应加热装置，以达到将电能转换成具有商用价值的热能之目的。本技术的构思是基于三相变压器为提高效率、千方百计地降低铁损、降低温升，而本技术却相反、利用铁损发出更多的热量，两者的区别在于一是三相变压器的导磁体铁心全部由硅钢片叠成，而本技术的导磁体是由铁磁性的钢铁件(简称磁钢)与硅钢片叠成的铁心两种不同的材料构成。二是三相变压器的绕组通常由原边与副边两个部分组成，本技术只有一种绕组，其作用相当于三相变压器的原边绕组。三是三相变压器的功能是改变输电线路的电压，以达到经济输送电能的目的，本技术是将电能转变成热能。本技术的三相工频电磁感应加热装置的技术方案是，本装置由铁磁性的钢铁件即磁钢与硅钢片叠成的铁心及围绕在铁心上的三相绕组三个基本部件构成，磁钢与铁心两种不同材料构成三相导磁体而形成一闭合的三相磁回路。本装置还具有接线座及外壳，接线座固定在外壳的一侧，且接线座与绕组的引接线连接，外壳与磁钢的下端焊接形成包容铁心及绕组的密闭容器，容器中所有其它空间由绝缘的填充物充实，构成一全封闭的发热实体。本技术具有积极的效果(1)众所周知，白天峰电价高，夜间谷电价低。目前我国的峰谷电价为3比1，发达国家的峰谷电价比更大。这是因为发电厂的电能是不能直接储存之故，发多少，得用多少，用不了也只能白白地被浪费掉，这是当今电能最大浪费之一。若应用本技术将夜间电网低谷时的多余电能转换成热能(热水)，然后储存起来，白天供家用或工业应用，以替代燃油、燃煤的中小型锅炉。这不但有利环境改善，而能源资源也是双倍的节约，投资不到锅炉的一半，运行费用比燃煤便宜。应用本技术加热输油管道中的石油，这尤其在环境非常恶劣而建造锅炉有相当难度的沙漠地区，本技术完全胜任，配以电脑集中控制实现自动操作。再如，将本技术作为溴化锂空调机组的热源，它既降低了机组的体积与成本，同时又有利环境改善。(2)本技术的工作原理是由电能转化成磁热能，磁钢被加热，且磁钢不带电，安全可靠又经久耐用。(3)本技术按用热多少配置所需容量，就地安装，非常方便，它体积小，占地少或不占有效建筑面积。(4)本技术实测的热转换效率大于1.0，高效节能。综上所述，本技术对平衡大容量的峰谷用电及充分利用矿物燃料、改善环境污染、提高工作效率具有相当高的价值。所以，本技术从长远的广泛的应用来说，其经济效益和社会效益都非常好。附图说明图1为本技术的一个开启式结构的示意图。图2为本技术的一个全封闭结构的示意图。图3为单相电磁感应热水器的结构示意图。以下结合实施例和上述附图对本技术作进一步描述。实施例1图1中的正侧两视图，显示了本技术开启式结构的三相工频感应加热装置10，它由铁磁性的钢铁件即磁钢1与硅钢片叠成的铁心2两种不同材料构成三相导磁体，在铁心2的三个心柱上各围绕一只绕组3，铁心2的下轭及上端处设有夹件9，夹件9将铁心2夹紧固定，整机呈开启状。在上述图1中导磁体上轭部位的磁钢1为槽形容器的钢铁件，其横截面(除槽截面外)小于铁心2的横截面；铁心2采用低磁阻的硅钢片叠合成，它的三个心柱及下轭横截面相等；绕组3采用铜质导线或铜管，绕组3的绝缘耐温等级视其冷却方式即空气自冷、循环水冷等现有的冷却方法以及熔化金属的温度进行选择；三相绕组3的功能与通常的三相变压器中的原边绕组相同，在图1中为(Y)星形连接，中心点不接地，也可以设计成(△)三角形或符合电气原理的其它方法进行连接，然后将每一绕组上的引出线U、V、W分别引出，以备连接三相电源之用。实施例2图2中的正侧两视图，显示了本技术全封闭结构的三相工频电磁感应加热装置20，它由铁磁性的钢铁件即磁钢1与硅钢片叠成的铁心2两种不同材料构成三相导磁体，在铁心2的三个心柱上各围绕一只绕组3，接线座4固定在外壳5的一侧，外壳5与磁钢1的下端焊接形成一密闭容器，将铁心2、绕组3密封在这一容器中，容器中所有其它空间由绝缘的填充物6充实，这样，上述加热装置成为一个全封闭的发热实体。上述图2中导磁体上轭部的磁钢1为矩形体的钢铁件，材料一般取10～20号钢，或根据实测热转换效率优选不同的钢号，可由一块或数块厚钢板垂直拼合，块数尽可能的少，其横截面不小于铁心2的横截面，为防腐蚀，磁钢1的表面在整机总装后喷涂或复合一层不锈钢；铁心2采用低磁阻的硅钢片叠合而成，它的三个心柱及下轭横截面相等；绕组3采用铜质导线，绕组3及填充物6的绝缘耐热等级视被加热液体的要求加热温度进行选择，优先采用在高温状况下不产生挥发性气体、且热胀系数不大于金属的绝缘材料；三相绕组的连接方法与前述图1中的相同；接线座4是一种由良好导电性能的接线柱藉玻璃体与不锈钢座烧结绝缘的组合件；外壳5采用不锈钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相工频电磁感应加热装置，其特征在于，本装置由铁磁性的钢铁件即磁钢（１）与硅钢片叠成的铁心（２）及围绕在铁心（２）上的三相绕组（３）三个基本部件构成，磁钢（１）与铁心（２）两种不同材料构成三相导磁体而形成一闭合的三相磁回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣华，
申请(专利权)人：吴荣华，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]