CN216672865U - 一种谐振回路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种谐振回路结构，其特征在于：包括阻抗匹配变压器、谐振电容和感应线圈，所述阻抗匹配变压器为次级多绕组变压器，次级绕组的个数为大于等于2的偶数，每两个所述次级绕组连接一个感应线圈，所述谐振电容包括多个并联的薄膜电容，多个薄膜电容均分成两部分串联或并联设在每两个所述次级绕组和感应线圈之间形成一个谐振回路。本实用新型采用多绕组变压器与薄膜电容配合，代替在感应加热中常用的电热电容，使谐振回路的结构更加合理、杂散电感更小、安装更加便捷、成本更低。薄膜电容为圆柱式结构，电极分布在两端，内部无需通水冷却。通过矩阵的方式并联使用，解决了电容电流不均匀的问题，同时连接非常方便。

Description

一种谐振回路结构

技术领域

本实用新型涉及一种谐振回路结构，用于串联感应加热系统。

背景技术

在串联感应加热系统中，负载等效为电感(L)、电容(C)、电阻(R)的串联(图1)，由于电容(C)参与谐振，需要承受较高的电压和电流，一般使用电热电容(图2)。

电热电容的体积比较大，内部注油，再通过冷却水进行冷却。一台电热电容的内部一般有多个(4-8)容量相同的小电容并联组成(图3)，电容的外壳为铝合金，一般作为电容的公共电极，其它电极分别通过绝缘柱以螺杆的形式引出，使用时需要将其它电极通过铜排全部连在一起，作为一个电极使用(图4)。

以瞬态电流来说明电热电容内部的电流分布(图5)，以电热电容内部4个小电容为例。电流I由电极A流入，电极B流出。由于4个电容为并联，每个电容中流过的电流为I1、I2、I3、I4，总电流I＝I1+I2+I3+I4。图中可以看出，电容C1-C4离电极A、B的距离由远至近，电流I1的路径最长，I4的路径最短。路径越长电阻越大，路径越短电阻越小，这就使得电流I1-I4中，I4最大，I1最小，电流分布不均匀。

由于电流分布不均匀，在实际使用中，由于C4承受的电流过大，很容易造成过热引起的短路现象，C4一旦短路，相当于整个电容C的短路，系统将无法正常工作，甚至造成逆变电源损坏。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：串联感应加热系统谐振回路采用电热电容容易产生电流分布不均匀的问题。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是提供了一种谐振回路结构，其特征在于：包括阻抗匹配变压器、谐振电容和感应线圈，所述阻抗匹配变压器为次级多绕组变压器，次级绕组的个数为大于等于2的偶数，每两个所述次级绕组连接一个感应线圈，所述谐振电容包括多个并联的薄膜电容，多个薄膜电容均分成两部分串联或并联设在每两个所述次级绕组和感应线圈之间形成一个谐振回路。

优选地，所述薄膜电容为圆柱式结构，电极分布在圆柱式结构的两端。

优选地，多个所述薄膜电容排列成矩阵形式，矩阵排列的薄膜电容两端设有铜排电极。

优选地，每个所述谐振回路中谐振电容均分为谐振电容Ca和谐振电容Cb,次级绕组包括绕组一和绕组二；

所述谐振电容Ca和谐振电容Cb并联使用时，谐振电容Ca的一端连接绕组一的正极,谐振电容Ca的另一端分别连接绕组二的正极和感应线圈的一端，谐振电容Cb的一端连接绕组二的负极,谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和感应线圈的另一端；

所述谐振电容Ca和谐振电容Cb串联使用时，谐振电容Ca的一端分别连接绕组一的正极和绕组二的正极,谐振电容Ca的另一端通过感应线圈连接谐振电容Cb的一端，谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和绕组二的负极。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用多绕组变压器与薄膜电容配合，代替在感应加热中常用的电热电容，使谐振回路的结构更加合理、杂散电感更小、安装更加便捷、成本更低。薄膜电容为圆柱式结构，电极分布在两端，内部无需通水冷却。通过矩阵的方式并联使用，解决了电容电流不均匀的问题，通过变压器次级绕组的配合，可以将两组电容进行并联或串联，连接非常方便。

附图说明

图1为串联感应加热系统中串联谐振负载等效电路图；

图2为电热电容结构示意图；

图3为电热电容内部结构示意图；

图4为电热电容接线原理图；

图5为电热电容内部的电流分布图；

图6为薄膜电容结构示意图；

图7为薄膜电容安装方式示意图；

图8为薄膜电容电流分布图；

图9为次级多绕组变压器示意图；

图10为谐振电容并联使用时正半周期和负半周期电流方向示意图；

图11为谐振电容串联使用时正半周期和负半周期电流方向示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型一种谐振回路结构包括阻抗匹配变压器、谐振电容和感应线圈，阻抗匹配变压器为次级多绕组变压器，次级绕组的个数为大于等于2的偶数，每两个次级绕组连接一个感应线圈。谐振电容包括多个并联的薄膜电容，多个薄膜电容均分成两部分串联或并联设在每两个次级绕组和感应线圈之间形成一个谐振回路。

如图6所示，薄膜电容为圆柱式结构，电极分布在两端，内部无需通水冷却。通过矩阵的方式并联使用，解决了电容电流不均匀的问题，通过变压器次级绕组的配合，可以将两组电容进行并联或串联，连接非常方便。

如图7所示，将薄膜电容等距安装在两块铜排电极之间，铜排电极从两侧引出，以瞬态电流来说明各薄膜电容的电流分布(如图8所示)。电流I由电极A流入、电极B流出，总电流I＝I1+I2+I3。图中可以看出I1-I3的路径基本一致，回路电阻就基本一致，电流I1、I2、I3的大小也就基本一致，解决了电流分布不均匀的问题。

如图9所示，将阻抗匹配变压器的次级绕组做成多个，每个绕组的匝数一致，绕组个数必须为双数。将谐振电容C平均分为两部分谐振电容Ca和谐振电容Cb，按照图10和图11进行连接，可以对谐振电容Ca和谐振电容Cb进行并联或串联使用。

如图10所示，谐振电容Ca的一端连接绕组一的正极,谐振电容Ca的另一端分别连接绕组二的正极和感应线圈的一端，谐振电容Cb的一端连接绕组二的负极,谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和感应线圈的另一端。图中标注了谐振电容Ca和谐振电容Cb并联使用时正负半周期电流的方向，绕组1、电容Ca和感应线圈L组成了一个串联回路，形成电流I1，绕组2、电容Cb和感应线圈L组成一个串联回路，形成电流I2，I1和I2共同经过感应线圈L，两个回路相当于并联使用。

如图11所示，谐振电容Ca的一端分别连接绕组一的正极和绕组二的正极,谐振电容Ca的另一端通过感应线圈连接谐振电容Cb的一端，谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和绕组二的负极。图11是先将绕组1和绕组2并联，然后与谐振电容Ca、感应线圈L、谐振电容Cb串联形成回路，相当于谐振电容Ca和谐振电容Cb串联使用。

由于电热电容体积大、电极引出方式等原因无法采用上述使用方法，否则会导致回路更长、杂散电感更大的问题。采用薄膜电容代替电热电容后，安装使用更加方便，成本也大大降低，是感应加热系统的发展趋势。

Claims (4)

1.一种谐振回路结构，其特征在于：包括阻抗匹配变压器、谐振电容和感应线圈，所述阻抗匹配变压器为次级多绕组变压器，次级绕组的个数为大于等于2的偶数，每两个所述次级绕组连接一个感应线圈，所述谐振电容包括多个并联的薄膜电容，多个薄膜电容均分成两部分串联或并联设在每两个所述次级绕组和感应线圈之间形成一个谐振回路。

2.如权利要求1所述的一种谐振回路结构，其特征在于：所述薄膜电容为圆柱式结构，电极分布在圆柱式结构的两端。

3.如权利要求1所述的一种谐振回路结构，其特征在于：多个所述薄膜电容排列成矩阵形式，矩阵排列的薄膜电容两端设有铜排电极。

4.如权利要求1所述的一种谐振回路结构，其特征在于：每个所述谐振回路中谐振电容均分为谐振电容Ca和谐振电容Cb,次级绕组包括绕组一和绕组二；

所述谐振电容Ca和谐振电容Cb并联使用时，谐振电容Ca的一端连接绕组一的正极,谐振电容Ca的另一端分别连接绕组二的正极和感应线圈的一端，谐振电容Cb的一端连接绕组二的负极,谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和感应线圈的另一端；

所述谐振电容Ca和谐振电容Cb串联使用时，谐振电容Ca的一端分别连接绕组一的正极和绕组二的正极,谐振电容Ca的另一端通过感应线圈连接谐振电容Cb的一端，谐振电容Cb的另一端分别连接连接绕组一的负极和绕组二的负极。

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