ES2203345A1 - Inductor con un cordón enrollado formando una bobina de inducción en espiral. - Google Patents
Inductor con un cordón enrollado formando una bobina de inducción en espiral.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un inductor 6 con un cordón 28 enrollado formando una bobina de inducción en espiral 17, que comprende un número de hilos conductores eléctricos 30 retorcidos entre sí. El cordón 28 está realizado como una banda plana 29.
Description
Inductor con un cordón enrollado formando una bobina de inducción
en espiral.
La presente invención se refiere a un inductor con un cordón
enrollado formando una bobina de inducción en espiral, que
comprende un número de hilos conductores eléctricos retorcidos
entre sí.
Un inductor de este tipo se reconoce por la patente US 5.686.006.
Allí se describe una placa de cocina por inducción con un inductor
que contiene un cordón a partir de hilos conductores eléctricos,
dividido y enrollado para formar una bobina de inducción en
espiral, teniendo el cordón una sección redonda. El inductor
comprende un soporte de bobina de un material térmicamente
conductor y eléctricamente aislante con el fin de permitir la
transmisión de calor desde la bobina de inducción a través del
soporte de bobina.
El inconveniente del inductor propuesto en la patente US
5.686.006 radica en que especialmente los inductores de pequeño
diámetro presentan una inductividad reducida, debido a la menor
área de sección del cordón y, por lo tanto, a que trabajan fuera de
la frecuencia de resonancia, con lo cual se reduce el grado de
rendimiento.
La invención tiene como objetivo facilitar un inductor económico
para un aparato de cocina por inducción, en particular una placa de
cocina, que tenga un alto grado de rendimiento.
Este objetivo se resuelve mediante un inductor que presenta las
características de la reivindicación 1.
En el inductor, con un cordón enrollado para formar una bobina de
inducción en espiral, que comprende un número de hilos
eléctricamente conductores retorcidos entre sí, el cordón está
realizado como una banda plana.
Es conveniente que el inductor presente una potencia de
calentamiento por inducción máxima que sea proporcional a su
diámetro. Es decir, los inductores de diámetro pequeño como, por
ejemplo, para calentar recipientes de cocina pequeños, deberían
facilitar una potencia calentadora por inducción máxima inferior a
la de los inductores con un diámetro mayor, con el fin de evitar el
sobrecalentamiento de los recipientes de cocina. La reducción de la
potencia calentadora por inducción se puede conseguir aumentando la
densidad de espiras de la bobina de inducción. AI realizar el
cordón como banda plana se puede enrollar la bobina de inducción de
forma más compacta que en el caso de un cordón de sección redonda.
De esta manera se puede reducir la potencia de calentamiento por
inducción máxima, a igualdad de densidad de corriente que atraviesa
el cordón, aumentando la inductividad de la bobina de inducción.
Esto tiene la ventaja de que incluso para un cordón con un área de
sección inferior, la bobina de inducción con su correspondiente
ondulador puede trabajar cerca de su frecuencia de resonancia,
obteniéndose por lo tanto un alto grado de rendimiento. Además y a
igualdad de potencia calentadora por inducción, se necesita menor
intensidad de corriente y, por lo tanto, menor flujo magnético, lo
que da lugar a una radiación electromagnética más reducida. Debido
a los hilos conductores eléctricos retorcidos entre sí, en la
bobina de inducción se produce un efecto Skin menor que en una
bobina de inducción que sea de material macizo, como por ejemplo,
una banda conductora o de hilos que no estén retorcidos entre sí. El
menor efecto Skin da lugar a que se produzca una menor pérdida de
potencia en los hilos y por lo tanto, a un menor calentamiento de
la bobina de inducción.
El espesor y la anchura de la banda están limitados por el número
y el diámetro de los hilos del cordón. En particular, la banda
tiene un espesor mínimo igual a la suma de los diámetros de dos
hilos. De esta manera, en el cordón hay por lo menos dos hilos
retorcidos entre sí.
De acuerdo con una forma de realización preferida, está previsto
que entre el espesor y la anchura de la banda exista una proporción
del orden de magnitud de uno a dos. De esta manera se asegura
durante la fabricación de la banda que no se deformarán los
distintos hilos del cordón.
En la bobina de inducción, el cordón está enrollado en particular
de tal manera que en la bobina de inducción cada dos espiras de la
banda estén enfrentadas entre sí por su cara ancha. De esta manera
se puede conseguir una densidad de enrollamiento especialmente
alta.
De acuerdo con una forma de realización preferida está previsto
que la bobina de inducción esté situada en un soporte de bobina. El
soporte de bobina presenta en particular una ranura de forma
espiral para alojar la bobina de inducción. Gracias a la ranura. se
puede fijar la bobina de inducción de forma sencilla, de manera que
conserve su forma.
La ranura está adaptada convenientemente al espesor y a la
anchura de la banda, de manera que la banda se pueda encajar en la
ranura sin sufrir deformación. En particular, la anchura de la
banda es ligeramente superior a la profundidad de la ranura. De
esta manera, la banda introducida en la ranura sobresale de la
ranura y se puede fijar de forma sencilla, por ejemplo, mediante
cintas adhesivas pegadas encima de la banda y del soporte de la
bobina.
De acuerdo con una forma de realización preferida, está previsto
que el inductor lleve por lo menos dos cordones enrollados formando
bobinas de inducción, teniendo los cordones diferentes espesores
y/o distintas anchuras. En particular, las bobinas de inducción
presentan densidades de espira diferentes. Esto tiene la ventaja de
que en el inductor se dispone de dos zonas de calentamiento cuya
potencia calentadora por inducción máxima puede ser diferente.
En un procedimiento para la fabricación del cordón, que lleva un
número de hilos conductores eléctricos retorcidos entre sí, el
cordón se fabrica a partir de una madeja redonda de hilos,
deformando la madeja redonda para formar una banda plana. En
particular, la madeja redonda se conforma prensándola o laminándola
para formar una banda plana. De esta manera, la fabricación del
cordón es especialmente económica y flexible ya que a partir de la
madeja redonda se pueden fabricar cordones de diferente
espesor.
La invención se refiere especialmente a un aparato de cocina por
inducción, en particular a una placa de cocina por inducción, que
tenga por lo menos un inductor.
La invención y sus perfeccionamientos se describen a continuación
con mayor detalle sirviéndose de los dibujos.
En éstos puede verse:
Figura 1 una representación esquemática de una placa de cocina
por inducción con un mando para regular la potencia calentadora por
inducción,
Figura 2 un croquis del sistema de mando,
Figura 3 una disposición esquemática de un inductor.
Figura 4 una vista de la placa de cocina por inducción desde
arriba, con unas zonas de cocción por inducción de distintas
formas,
Figura 5 una sección a través de una bobina de inducción de la
placa de cocina por inducción, según la invención, y
Figura 6 un dispositivo para la fabricación del cordón objeto de
la invención.
En la figura 1 está representada una placa de cocina por
inducción 1 con un mando 2 para regular la potencia calentadora por
inducción y, por lo tanto, para regular la temperatura de un
recipiente de cocina 3. La placa de cocina por inducción 1 consta
de una placa vitrocerámica 4 con cuatro zonas de cocción por
inducción 5 en cuyas posiciones, debajo de la placa vitrocerámica,
se encuentran sendos inductores 6. El recipiente de cocina 3 se
calienta por medio de uno de los inductores 6. Para ajustar la
potencia de calentamiento por inducción de los inductores 6 hay una
unidad de mando 8 dispuesta en uno de los frentes 7 de la placa
vitrocerámica, que presenta elementos de mando 8 para ajustar la
potencia de calentamiento por inducción.
Tal como está representado en la figura 2, el mando 2 comprende
el inductor 6 para el calentamiento por inducción de un elemento
calentador 3, como por ejemplo, el recipiente de cocina 3 de la
figura 1, un regulador de potencia 10 para regular la potencia
eléctrica alimentada al inductor 6 con un ondulador 11, un elemento
de mando 9 para ajustar la potencia eléctrica alimentada al
inductor 6 y, por lo tanto, la potencia de calentamiento por
inducción, así como una unidad de mando 12, como por ejemplo, un
microprocesador para el mando del regulador de potencia 10. El
mando 2 se alimenta desde una fuente de alimentación 13 con una
tensión de entrada, que es una tensión alterna. El ondulador 11 del
regulador de potencia 10 convierte la tensión de entrada, con una
frecuencia de entrada de, por ejemplo, 50 Hz, en una tensión de
salida situada en una gama de frecuencias superior, por ejemplo, de
más de 25 kHz.
En la figura 3 está representada una disposición esquemática del
inductor 6. El inductor 6 se compone de un soporte de bobina 14,
que está fabricado, por ejemplo, en plástico y en cuya superficie
15 va grabada una ranura en espiral 16. Dentro de la ranura 16 va
encajada una bobina de inducción 17. La bobina de inducción 17 va
cubierta por una capa aislante 18 que sirve para el aislamiento
térmico y eléctrico. En la parte inferior 19 del soporte de bobina
14 hay un alojamiento para medios de retorno magnéticos 20, como
por ejemplo, barras de ferrita. El inductor 6 va soportado en la
placa de cocina por inducción 1 mediante un soporte de inductores 21
y generalmente esta comprimido por debajo contra la placa
vitrocerámica 4 mediante unos elementos elásticos que no están
representados.
En la figura 4 está representada una vista de la placa de cocina
por inducción 1 con unas zonas de cocción por inducción 5 de formas
distintas, vista desde arriba. Una zona de asados 22 lleva dos
bobinas de inducción 23, 24, dispuestas una junto a la otra, de
igual diámetro y por lo tanto, de igual densidad de espiras, donde
aquí únicamente se muestra el perímetro exterior de las bobinas de
inducción 23, 24. Una zona doble de calentamiento 25 lleva una
bobina de inducción interior 26 de pequeño diámetro y una bobina de
inducción exterior 27 dispuesta en anillo alrededor de la bobina de
inducción interior 26. Con esta zona de doble calentamiento 25 se
pueden calentar recipientes de cocina 3 de diferentes diámetros.
Para recipientes de cocina 3 que tengan un diámetro pequeño se pone
en funcionamiento únicamente la bobina de inducción interior 26 y
para recipientes de cocina 3 de gran diámetro se conecta, además de
la bobina de inducción interior 26, la bobina de inducción exterior
27 dispuesta en anillo. La bobina de inducción interior 26 puede
tener una densidad de espiras mayor que la bobina de inducción
exterior 27 dispuesta en anillo. Por lo tanto, la potencia de
calentamiento por inducción máxima de la bobina de inducción
interior 26 puede ser distinta de la potencia de calentamiento por
inducción máxima de la bobina de inducción exterior 27 dispuesta en
anillo. En la figura 4 están representadas únicamente bobinas de
inducción redondas, 23, 24. 26, 27. Sin embargo, también son
posibles otras formas. En particular, la zona de asados 22 puede
estar compuesta por una única bobina de inducción que se adapte a
la forma de la zona de asados 22.
La figura 5 muestra una sección a través de una bobina de
inducción conforme a la invención de la placa de cocina por
inducción 1. En la ranura en espiral 16 situada en la cara superior
15 del soporte de bobina 14 va encajada la bobina de inducción 17.
La ranura 16 tiene una profundidad T y una anchura N. La bobina de
inducción 17 está compuesta por un cordón 28 y presenta un espesor
D y una anchura B, siendo la anchura B mayor que el espesor D. El
cordón 28 está realizado por lo tanto coma una banda plana 29. El
espesor D del cordón 28 está adaptado a la anchura N de la ranura
16. La anchura B del cordón 28 es mayor que la profundidad T de la
ranura 16, de manera que el cordón 28 sobresale de la ranura 16. El
cordón 28 se compone además de un número de hilos conductores
eléctricos 30, retorcidos entre sí, que están representados en la
figura 5, a título de ejemplo, en una de las espiras del cordón
28.
En la figura 6 esta representado un dispositivo para la
fabricación del cordón 28. Una madeja redonda 31, que lleva dos
hilos eléctricamente conductores 30 retorcidos entre sí, se hace
pasar en el sentido de la flecha entre dos cilindros 32, siendo la
separación A entre los dos cilindros 32 inferior al diámetro R de la
madeja redonda 31, e igual que el espesor D deseado para el cordón
28. De esta manera, la madeja redonda 31 se transforma en una banda
plana 29. Modificando la separación A entre los dos cilindros 32 se
pueden fabricar, a partir de la madeja redonda 31, cordones 28 con
diferentes espesores D.
- 1
- Placa de cocina por inducción
- 2
- Mando
- 3
- Recipiente de cocina
- 4
- Placa vitrocerámica
- 5
- Placa de cocina por inducción
- 6
- Inductor
- 7
- Frente de la placa vitrocerámica
- 8
- Unidad de mando
- 9
- Elemento de mando
- 10
- Regulador de potencia
- 11
- Ondulador
- 12
- Unidad da mando
- 13
- Fuente de alimentación
- 14
- Soporte de bobina
- 15
- Cara superior del soporte de bobina
- 16
- Ranura en espiral
- 17
- Bobina de inducción
- 18
- Capa aislante
- 19
- Cara inferior del soporte de bobina
- 20
- Medios de retorno magnéticos
- 21
- Soporte de inductores
- 22
- Zona de asados
- 23
- Bobina de inducción de la zona de asados
- 24
- Bobina de inducción de la zona de asados
- 25
- Zona de doble calentamiento
- 26
- Bobina de inducción interior de la zona de doble calentamiento
- 27
- Bobina de inducción exterior dispuesta en anillo de la zona de doble calentamiento
- 28
- Cordón
- 29
- Banda plana
- 30
- Hilos eléctricamente conductores retorcidos entre sí
- 31
- Madeja redonda
- 32
- Cilindros
- A
- Separación entre los cilindros
- B
- Anchura del cordón
- D
- Espesor del cordón
- N
- Anchura de la ranura
- T
- Profundidad de la ranura
Claims (13)
1. Inductor con un cordón (28) enrollado formando una bobina de
inducción en espiral (17), que comprende un número de hilos
conductores eléctricos (30) retorcidos entre sí, caracterizado
porque el cordón (28) está realizado como una banda plana (29).
2. Inductor según la reivindicación 1, caracterizado porque
la banda (28, 29) presenta un espesor mínimo (D) igual a la suma
de los diámetros de dos hilos.
3. Inductor según una de las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque entre el espesor (D) y la anchura (B) de
la banda (28, 29) hay una relación del orden de magnitud de uno a
dos.
4. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque en la bobina de inducción cada dos
espiras de la banda (28, 29) están enfrentadas entre sí por su cara
ancha.
5. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la bobina de inducción (17) está
dispuesta en un soporte de bobina (14).
6. Inductor según la reivindicación 5, caracterizado porque
el soporte de bobina (14) tiene una ranura (16) de forma espiral
para el alojamiento de la bobina de inducción (17).
7. Inductor según la reivindicación 6, caracterizado porque
la ranura (16) está adaptada al espesor (D) y a la anchura (B) de
la banda (28, 29).
8. Inductor según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado
porque la anchura (B) de la banda (28, 29) es ligeramente superior
a la profundidad (T) de la ranura (16).
9. Inductor según una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque el inductor (6) lleva por lo menos dos
cordones (28) formando bobinas de inducción (17), teniendo los
cordones (28) diferentes espesores (D) y/o diferentes anchuras
(B).
10. Inductor según la reivindicación 9, caracterizado porque
las bobinas de inducción (17) presentan diferente densidad de
espiras.
11. Procedimiento para la fabricación de un cordón (28), que
lleva un número de hilos eléctricamente conductores (30) retorcidos
entre si, para un inductor (6) según una de las reivindicaciones 1
a 10, caracterizado porque el cordón (28) se fabrica a partir
de una madeja redonda (31) de hilos (30), conformando la madeja
redonda (31) en una banda plana (29).
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado
porque la madeja redonda (31) se conforma en una banda plana (29)
mediante prensado y/o laminado.
13. Aparato de cocina por inducción, en particular una placa de
cocina por inducción (1) con por lo menos un inductor (6) según una
de las reivindicaciones 1 a 10.
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