ES2313827B1

ES2313827B1 - Hilo de litz.

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Publication number: ES2313827B1
Application number: ES200602200A
Authority: ES
Inventors: Jesus Acero Acero; Rafael Alonso Esteban; Jose Miguel Burdio Pinilla; Pablo Jesus Hernandez Blasco
Original assignee: BSH Electrodomesticos Espana SA
Current assignee: BSH Electrodomesticos Espana SA
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: ES2313827A1; CN101523977B; WO2008015172A1; EP2050313A1; CN101523977A

Abstract

Hilo de Litz, en particular para un dispositivo de calefacción por inducción (20), con al menos un juego de alambres únicos (34).

Para reducir pérdidas de potencia se propone que el hilo de Litz presente un elemento distanciador (40; 48; 58; 64) desacoplado de la corriente y previsto para mantener separados unos de otros a alambres únicos (34) próximos a una distancia de atenuación magnética (m).

Description

Hilo de Litz.

La invención parte de un hilo de Litz, en particular para un dispositivo de calefacción por inducción, con al menos un juego de alambres sueltos según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conocen hilos de Litz que presentan un juego de alambres sueltos delgados, envueltos por una funda aislante común. Dichos cables se utilizan, por ejemplo, en bobinas de inducción para la producción de campos magnéticos alternantes, en particular en dispositivos calefactores por inducción. Un efecto no deseado del campo magnético generado, variable en el tiempo, es la inducción de corrientes eléctricas, las llamadas corrientes turbulentas o corrientes Eddy, dentro del hilo de Litz, que provocan pérdidas de potencia.

El objetivo de la invención consiste especialmente en ofrecer un hilo de Litz genérico con características mejoradas en lo que respecta a una reducción de las pérdidas de potencia.

El objetivo se resuelve, según la invención, mediante las características de la reivindicación 1, mientras que algunas configuraciones ventajosas y desarrollos de la invención se pueden deducir de las subreivindicaciones.

La invención parte de un hilo de Litz, en particular para un dispositivo de calefacción por inducción, con al menos un juego de alambres sueltos.

Se propone que este hilo de Litz presente un elemento distanciador desacoplado de la corriente, previsto para mantener alejados unos de otros los alambres sueltos próximos mediante una distancia de atenuación magnética, con lo cual se pueden reducir las pérdidas de potencia provocadas, en particular, por un campo magnético alternante en el hilo de Litz.

Como "distancia de atenuación magnética" se entiende en particular la distancia a un alambre individual con la cual la intensidad del campo magnético producido por una corriente que circula en el alambre individual es sustancialmente menor que la intensidad del campo magnético en el borde de este alambre individual. La intensidad del campo en un punto alejado del alambre individual es "sustancialmente menor" que la intensidad del campo en el borde del alambre individual si la intensidad del campo en el punto alejado es, sobre todo, menor del 80%, ventajosamente menor del 70% y preferiblemente menor del 50% de la intensidad del campo existente en el borde del alambre
individual.

Como "intensidad" de un campo magnético alternante en un punto se puede entender, en este contexto, una promediación temporal de la intensidad del campo magnético dependiente del tiempo en este punto. Aquí el campo magnético dependiente del tiempo se describe mediante la densidad de flujo magnético \vec{B} o la intensidad del campo magnético \vec{H}. En este contexto un campo magnético se describe mediante la densidad de flujo magnético \vec{B}. Si el punto se señala mediante el vector \vec{x}, el tiempo mediante el parámetro t y la intensidad del campo magnético dependiente del tiempo mediante la magnitud de la densidad de flujo magnético, concretamente B(\vec{x},t) = |\vec{B}(\vec{x,}t)|, la promediación temporal de la intensidad del campo magnético dependiente del tiempo en el punto \vec{x} se podrá determinar para un periodo T, por ejemplo mediante < B^{2} (\vec{x}) >=1/ T \int\limits^{T}_{0}B^{2} (\vec{x},t)dt. Por "intensidad" del campo magnético en el punto \vec{x} se puede entender en este contexto la magnitud B(\vec{x}) =< B^{2} (\vec{x}) >^{1/2}, designada también como B.

Si una corriente alterna circula a través de un hilo de Litz convencional, un alambre único del hilo de Litz experimenta un campo magnético alternante, producido por una corriente en un alambre único que rodea al alambre único. Este campo alternante puede inducir en el alambre único corrientes de turbulencia eléctricas (llamadas también corrientes Eddy), que provocan pérdidas de potencia del hilo de Litz. Estas pérdidas de potencia, designadas aquí con P, dependen en un punto \vec{x}. del hilo de Litz de la intensidad del campo magnético alternante en este punto, con la relación P(\vec{x}) \propto B^{2} (\vec{x}). La intensidad del campo magnético producido por un alambre único circundante decrece con la distancia al borde del alambre único, en la conocida relación escalar B(r) = B_{0}r_{0}/r, donde r designa a la distancia al punto medio del alambre individual, r_{0} el radio del alambre único y B_{0} la intensidad de campo existente en el borde del alambre único. Mediante el elemento distanciador, que mantiene preferiblemente a un alambre único alejado del alambre único próximo a través de la distancia de atenuación, se pueden reducir ventajosamente los efectos del ambiente (o proximity effects) antes mencionados que provocan las pérdidas de potencia. Como "alambres únicos próximos" se puede entender en este contexto cables únicos en vecindad inmediata. Por "distancia" se entiende en este contexto, preferiblemente, las distancias en la sección transversal del hilo de Litz en perpendicular a la dirección de recorrido del hilo de Litz. Además, por distancia "a" un alambre se puede entender una distancia al punto central o al borde del alambre. Por distancia "entre" dos alambres se puede entender una distancia entre el punto medio o el borde del primer alambre y el punto medio o el borde del segundo alambre.

Por "alambre único" se puede entender en este contexto, en particular, un alambre del hilo de Litz que conduce electricidad, y en el cual, al circular una corriente en el hilo de Litz, circula una parte de dicha corriente. El juego del hilo de Litz presenta preferiblemente más de tres alambres únicos. El uso del elemento distanciador resulta apropiado en particular para hilos de Litz que presentan, ventajosamente, al menos veinte alambres únicos, preferiblemente al menos cincuenta alambres únicos y con especial preferencia al menos cien alambres únicos, con lo cual se puede conseguir una elevada reducción de las pérdidas de potencia.

Como elemento "desacoplado de la corriente" del hilo de Litz se entiende en particular un elemento del hilo de Litz que se mantiene libre de corriente mientras circula una corriente por los alambres únicos. Para impedir pérdidas de corriente debidas a corrientes inducidas en los elementos distanciadores el elemento aislante se fabrica ventajosamente en un material eléctricamente aislante.

Para conseguir una reducción especialmente eficaz de las pérdidas de potencia la distancia de atenuación magnética representa ventajosamente, como mínimo, el 20% de la extensión de la sección transversal de un alambre único. De este modo se puede conseguir una reducción de al menos el 50% de las pérdidas de potencia. Como "extensión de la sección transversal de un alambre único" entendemos en este contexto, en particular, la extensión de un alambre único en su sección transversal. Aquí la sección transversal es preferiblemente una sección imaginaria a lo largo de un plano que se orienta en perpendicular a la dirección del recorrido del cable único. Esta extensión de la sección transversal del cable único depende de la configuración de la sección transversal del alambre único. Si un alambre único presenta, por ejemplo, una sección transversal circular, la extensión de la sección transversal del cable único corresponde preferiblemente al diámetro del alambre único. Si el hilo de Litz presenta alambres únicos que a su vez presentan una extensión de la sección transversal del cable único, por extensión de la sección transversal del cable único se puede entender la extensión de la sección transversal del cable único media o máxima en el juego de alambres únicos.

Por otra parte se propone que el elemento distanciador se extienda por al menos el 20% de la zona de corriente de la sección transversal del hilo de Litz. De este modo se puede conseguir una densidad de corriente escasa, con lo cual se obtiene una intensidad escasa del campo magnético dentro del hilo de Litz. Por "zona de corriente" se puede entender en este contexto, en particular, la zona de la sección transversal del hilo de Litz prevista para los alambres únicos. Preferiblemente esta zona está limitada por una funda aislante del hilo de Litz.

En una forma de realización preferida de la invención se propone que el elemento distanciador presente al menos un juego de alambres desacoplados de la corriente. De este modo se puede conseguir un hilo de Litz especialmente flexible, que se puede doblar y/o arrollar fácilmente. Los alambres desacoplados de la corriente discurren entre los alambres únicos, discurriendo preferiblemente la mayoría en toda la longitud del hilo de Litz. En este sentido los alambres discurren en particular por el 50% al menos, preferiblemente por el 70% al menos, y con especial preferencia por el 90% al menos de la longitud del hilo de Litz. Para conseguir una adaptación mínima de una estructura convencional de un hilo de Litz, y una fabricación sencilla, los alambres pueden presentar ventajosamente la longitud de los alambres únicos.

En otra forma de realización de la invención se propone que el elemento distanciador presente un elemento de revestimiento con el cual estén revestidos los alambres únicos. De este modo se puede conseguir un proceso de fabricación sencillo y de uso corriente del hilo de Litz. Para conseguir una distancia de atenuación grande el elemento de revestimiento es extiende alrededor de un alambre único por una distancia de la sección transversal del hilo de Litz, que equivale preferiblemente al 10% como mínimo de la extensión de la sección transversal del alambre único.

En otra realización de la invención se propone que el elemento distanciador presente un elemento de alojamiento en el cual se alojen al menos una parte del juego de alambres únicos. De esta manera se puede conseguir una fabricación especialmente sencilla y un hilo de Litz resistente. La parte está formada, por ejemplo, por alambres interiores del juego de alambres únicos. Como "alambre interior" se puede entender en este contexto, en particular, un alambre único del juego de alambres únicos envuelto por el juego de alambres marginales que se disponen en el borde del hilo de Litz. Aquí el elemento de alojamiento puede rellenar completamente con material un intersticio existente entre alambres interiores próximos y/o entre alambres interiores y alambres marginales próximos de estos alambres interiores. Además el elemento de alojamiento puede rellenar completamente un intersticio existente entre los alambres marginales y una funda aislante del hilo de Litz.

Se propone además que el elemento distanciador esté fabricado en un material de goma elástica. De este modo se puede conseguir un hilo de Litz especialmente flexible y se puede utilizar un material aislante de la electricidad de bajo coste. Como material "de goma elástica" se entiende en este. contexto, en particular, un material fabricado a base de una goma natural, como por ejemplo caucho, y/o una goma de origen artificial, como por ejemplo un elastómero, o bien otro material que el especialista considere apropiado y que presente las características de la goma. Para conseguir un hilo dg Litz robusto y duradero el material distanciador está fabricado preferiblemente en un elastómero, en particular resistente a la temperatura.

Se propone además que el elemento distanciador esté fabricado en un material de silicona, con lo cual se puede conseguir un elemento distanciador de bajo coste. En particular el elemento distanciador puede estar fabricado en un elastómero de silicona, con lo cual se puede conseguir, de una forma económica, un elemento distanciador resistente a la temperatura.

En una configuración preferida de la invención se propone que los alambres únicos estén distribuidos regularmente por la sección transversal del hilo de Litz. De este modo se puede conseguir un aprovechamiento óptimo del espacio disponible en la sección transversal del hilo de Litz para los alambres únicos. Por otra parte se puede conseguir una densidad de corriente regular por una zona grande de la sección transversal del hilo de Litz, y de este modo se pueden evitar aumentos locales de la intensidad del campo magnético. Por ejemplo, los alambres únicos en la sección transversal del hilo de Litz pueden presentar una estructura de rejilla regular.

Ventajosamente el hilo de Litz está configurado como cable de bobina de inducción para un dispositivo de calefacción por inducción. En un dispositivo de calefacción por inducción de este tipo la bobina de inducción puede generar campos magnéticos intensos, capaces de llegar, por ejemplo con potencia máxima del dispositivo de calefacción por inducción, hasta 40 mT. En una aplicación de este tipo resulta especialmente ventajoso el hecho de que se utilice un hilo de Litz conforme a la invención para la bobina de inducción del dispositivo de calefacción por inducción, pues en relación con los campos magnéticos producidos se pueden evitar en especial pérdidas de potencia elevadas.

Otras ventajas se deducen de la siguiente descripción, con ayuda de las ilustraciones. En los dibujos se representan ejemplos de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones contienen numerosas características en combinación. El especialista sabrá identificar de forma conveniente cada una de las características individuales, reuniéndolas oportunamente en otras combinaciones lógicas.

Las figuras muestran:

Figura 1 una placa de cocina por inducción en una vista desde arriba con zonas de cocción y con los dispositivos de calefacción por inducción correspondientes a las zonas de cocción

Figura 2 una vista de un dispositivo de calefacción por inducción con una bobina de inducción,

Figura 3a una sección transversal de un hilo de Litz de la bobina de inducción,

Figura 3b una sección longitudinal del cable de Litz de la figura 3a,

Figura 4 el recorrido de la densidad de flujo magnético como función de la distancia radial al punto medio de un alambre conductor de corriente del hilo de Litz,

Figura 5 una sección transversal de un hilo de Litz convencional,

Figura 6 una sección transversal de un hilo de Litz conforme a la invención con alambres separados,

Figura 7 las secuencias del cuadrado de la densidad de flujo magnético a lo largo de la sección transversal de los hilos de Litz de las figuras 5 y 6,

Figura 8 la secuencia de la densidad de flujo magnético en la bobina de inducción de la figura 2 en comparación con la secuencia de la densidad de flujo magnético en una bobina de inducción convencional,

Figura 9 una forma de realización alternativa del hilo de Litz con alambres conductores alojados en un material aislante, y

Figura 10 otra configuración del hilo de Litz con alambres únicos conductores revestidos de un material aislante.

La figura 1 muestra una placa de cocina de inducción 10 en una vista desde arriba. Ésta presenta un marco de fijación 12 que se puede sujetar en una encimera, una placa calentadora 14 para colocar sobre ella un recipiente de cocina, en la cual se distinguen zonas de cocción 16 y una zona de mando 18. Por debajo de la placa calentadora 14 se encuentra un dispositivo de calefacción por inducción 20. El dispositivo de calefacción por inducción 20 incluye una electrónica de potencia y unidades de bobina de inducción 22, correspondiendo cada una de ellas a una zona de cocción 16.

En la figura 2 se representa una vista en detalle de una de las unidades de bobina de inducción 22 del dispositivo de calefacción por inducción 20. La unidad de bobina de inducción 22 presenta una bobina de inducción 24, de la cual, para una mejor visualización, sólo se representa una parte. La bobina de inducción 24 se dispone sobre una placa de apoyo 26. La bobina de inducción 24 presenta un cable de bobina de inducción arrollado, configurado como hilo de Litz 28.

La figura 3a muestra la sección transversal del hilo de Litz 28, que corresponde a una sección a lo largo de un plano perpendicular a la dirección en la que discurre el hilo de Litz 28. El hilo de Litz 28 presenta un juego de alambres envueltos por una funda aislante 30 fabricada en plástico. Como se deduce de la figura, con ayuda de los diferentes rayados, los alambres están divididos en dos juegos de naturaleza diferente. El primer juego incluye alambres únicos 34 conductores, que durante el funcionamiento de la unidad de bobina de inducción 22 conducen una corriente eléctrica. Con este funcionamiento una fracción de una corriente que circula a través del hilo de Litz 28 circula en un alambre único 34. Aquí los alambres únicos 34 se encuentran preferiblemente sometidos a la misma tensión. El segundo juego incluye otros alambres 38 desacoplados de la corriente. Durante el funcionamiento de la unidad de bobina de inducción 22 estos alambres 38 desacoplados de la corriente se mantienen libres de corriente, mientras que una corriente circula por los alambres únicos 34. En la figura estos alambres 38 están representados por medio de un rayado del plástico. Aquí este diseño de rayado debería indicar, con independencia del material de los alambres 38, el hecho de que los alambres 38, en contraposición con los alambres únicos 34, están desacoplados de la corriente. Por motivos de visualización el hilo de Litz 28 está representado en la figura con un número reducido de alambres únicos 34. El hilo de Litz 28 puede estar provisto de un número mayor de alambres únicos, como por ejemplo 30, 50 ó 100 alambres únicos como mínimo.

El juego de alambres 38 desacoplados de la corriente forma un elemento distanciador 40, mediante el cual dos alambres únicos 34 conductores contiguos mantienen entre sí una distancia de atenuación magnética. Esta distancia de atenuación m corresponde al 90% aproximadamente de una extensión d de sección transversal del alambre único, que corresponde al diámetro de los alambres únicos 34. En el ejemplo de realización representado los alambres 38 están fabricados en un elastómero de silicona. Los alambres 38 discurren entre los alambres únicos 34 por toda la longitud del hilo de Litz 28, como se deduce de la figura 3b, en la cual el hilo de Litz 28 está representado en una vista en sección a lo largo de la línea IIIb-IIIb de la figura 3a. La relación de los alambres únicos 34 con los alambres 38 viene a representar un 45% en el ejemplo de realización de la figura 3a. Así pues, el elemento distanciador 40 se extiende en la sección transversal del cable como mínimo por el 50% de una zona de corriente 42 del hilo de Litz 28, delimitada por la funda aislante 30 y prevista para los alambres únicos 34 y los alambres 38. En este ejemplo los alambres 38 y los alambres únicos 34 presentan el mismo diámetro. Cabe pensar en otras variantes de realización en las cuales los alambres 38 y los alambres únicos 34 presenten diámetros diferentes y/o el hilo de Litz 28 presente otra relación de los alambres únicos 34 con respecto a los alambres 38.

La función del elemento distanciador 40 y la noción de distancia de atenuación magnética m se describen a continuación con ayuda de la figura 4. En la figura 4 está representado un alambre único 34 del hilo de Litz 28 que se encuentra alejado del hilo de Litz 28. El alambre único 34 presenta una sección transversal circular con el radio r_{0} = d/2. Se acepta que a través del alambre único 34 circula una corriente eléctrica alterna. De este modo se produce un campo magnético alternante dentro y en las inmediaciones del alambre único 34. Como se ha explicado anteriormente, en este contexto se describe un campo magnético por medio de la densidad de flujo magnético \vec{B}. Asimismo se ha explicado anteriormente que por intensidad de campo B(\vec{x}) de un campo magnético alternante en un punto \vec{x} se puede entender la intensidad del campo alternante dependiente del tiempo \vec{B}(\vec{x},t) promediada durante el tiempo t, y en concreto \vec{B}(\vec{x}) = [< B^{2} (\vec{x},t) >_{t}]^{1/2}. En la figura 4 se representa además un diagrama del recorrido de la intensidad del campo B(r) como función de la distancia radial r al punto central del alambre único en su sección transversal. En el eje y se registra la fracción B/B_{0}, donde B_{0} = B (r_{0}) es la intensidad del campo magnético en el borde del alambre único 34. En el eje x se registra la relación r/r_{0}. Como se deduce del diagrama, a partir del borde del alambre único 34 la densidad de flujo magnético desciende al hacerlo la distancia radial r. Se acepta ahora que otro cable único 34', conductor de corriente, (representado en trazo discontinuo) se disponga en las inmediaciones del alambre único 34 representado. Por efecto del campo magnético alternante producido por el alambre único 34 se producen corrientes eléctricas en el alambre único 34'. A estas corrientes, conocidas también como corrientes Eddy, corresponde una potencia P(r), que se pierde para otra aplicación, en nuestro caso el calentamiento de una comida mediante efectos de inducción. Esta potencia a una distancia r es proporcional al cuadrado de la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético a esta distancia: P(r) \propto B^{2} (r). Con esta disposición del otro alambre único 34' a una distancia determinada con respecto al borde del alambre único 34 la pérdida de potencia se puede mantener en valores escasos. Como distancia r del otro alambre único 34' se entiende la distancia r del borde del alambre único 34' respecto del alambre único 34. Ahora resulta ventajosa, en particular en relación con una aplicación para un cable de bobina de inducción, la posibilidad de conseguir una reducción de al menos el 35% de las pérdidas de potencia. En este sentido el concepto de "reducción" se refiere a la disposición que los alambres únicos 34 y 34' adopten entre sí. La reducción deseada del 35% corresponde a la distancia r/r_{0} = 1,25, donde la pérdida de potencia en el alambre único 34' supone aproximadamente el 65% de la pérdida de potencia que resultaría si el alambre único 34' estuviese dispuesto en contacto directo con el alambre único 34. El valor r/r_{0} = 1,25, con el que la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético se sitúa en el 80% de la intensidad de campo existente en el borde del alambre único 34, se puede considerar como valor umbral por encima del cual se puede conseguir una reducción ventajosa de las pérdidas de potencia, concretamente en un 35% como mínimo, en relación con una aplicación para un cable de bobina de inducción. Además de este valor umbral, la distancia r \geq 1.25r_{0} se puede considerar como distancia de atenuación magnética m en relación a la aplicación en bobinas de inducción antes mencionada. De forma especialmente ventajosa se puede conseguir una reducción de al menos el 50% de las pérdidas de potencia si la distancia r cumple la relación r/r_{0} \geq1.4. Aquí la distancia del otro alambre único 34' al borde del alambre único 34 supone al menos el 40% del radio r_{0} y por tanto, al menos el 20% de la extensión d de la sección transversal del alambre único 34 representado, extensión configurada como diámetro.

El efecto del elemento distanciador 40 se puede comprender mejor si se observan conjuntamente las figuras 5 a 7. Por motivos de visualización, en las figuras 5 y 6 se representan hilos de Litz con un número reducido de alambres únicos 34. Esta descripción se puede generalizar para un número cualquiera de alambres únicos 34.

En la figura 5 se representa un hilo de Litz 44 con un juego de alambres únicos conductores de electricidad, donde los alambres únicos 34 están dispuestos en contacto directo entre sí. La figura 6 muestra un hilo de Litz 46 con un número igual de alambres únicos 34 conductores de electricidad, ahora separados entre sí por un elemento distanciador 48, a una distancia de atenuación magnética m que corresponde a una extensión d de la sección transversal de los alambres únicos 34, configurada como diámetro. El elemento distanciador 48 está configurado por un juego de alambres 50 desacoplados de la corriente, cuyo diámetro se corresponde con la extensión d de la sección transversal del alambre único.

La figura 7 muestra, en un diagrama, la secuencia del cuadrado de la intensidad del campo magnético dentro del hilo de Litz 44, a lo largo de una línea V-V (línea discontinua), y dentro del hilo de Litz 46, a lo largo de una línea VI-VI (línea continua). En el diagrama el eje x corresponde a la distancia x a lo largo de la línea V-V o de la línea VI-VI. Aquí el punto cero corresponde a un punto medio 52 de la disposición de los cables únicos 34 en ambas configuraciones. En el eje y se registra el cuadrado de la intensidad de campo B^{2}(x) a la distancia x en la unidad 10^{-6} kg^{2}/(s^{4} A^{2}), siendo kg un kilogramo, s un segundo y A un amperio.

Los cuadrados de las intensidades de campo que se muestran son producidos por una corriente alterna que circula en los hilos de Litz 44, 46 y que presenta una intensidad de 25 A y una frecuencia de 25.000 Hz, valores típicos de una aplicación de los hilos de Litz 44, 46 para el dispositivo de calefacción por inducción. Por efecto del elemento distanciador 48 la densidad de corriente existente en el hilo de Litz 46, con una intensidad de corriente igual en los hilos de Litz 44, 46, es menor que en el hilo de Litz 44. Por ello el valor de promedio, en la distancia x, del cuadrado de la intensidad de campo para el hilo de Litz 46 es sustancialmente menor que en la configuración sin distanciadores 48. Además, en la secuencia VI-VI aparecen valores mínimos que apuntan a reducciones locales considerables de la intensidad del campo magnético dentro del hilo de Litz 46. Visto desde una perspectiva cuantitativa, se puede constatar que el valor máximo del cuadrado de las intensidades de campo, que en ambas configuraciones se corresponde con el borde de los hilos de Litz 44, 46, se reduce en un 65% aproximadamente.

Teniendo en cuenta el ejemplo de realización de la figura 3a, el efecto del uso del hilo de Litz 28 en la bobina de inducción 24 se puede comprender por medio del diagrama de la figura 8. En el eje y se registra la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético B en la unidad 10^{-4} Tesla. La línea continua corresponde a la secuencia de la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético B a lo largo de la línea VIII-VIII en la dirección radial de la bobina de inducción 24 (véase figura 2). En el eje x se registra la distancia radial x a partir del punto medio de la bobina de inducción 24 a lo largo de la línea VIII-VIII. Aquí la distancia x se expresa en la unidad del radio de la bobina de inducción 24. La línea discontinua representa la secuencia de la densidad de flujo magnético B a lo largo de la misma línea VIII-VIII, donde la bobina de inducción 24 está provista de un hilo de Litz que presenta la estructura del hilo de Litz 44 de la figura 5. Se supone que en las dos configuraciones la bobina de inducción 24 es alimentada con una corriente alterna que presenta la misma intensidad y la misma frecuencia. Se supone además que el hilo de Litz 28 y el hilo de Litz con la estructura que se observa en la figura 5 presentan el mismo número de alambres únicos 34 conductores de corriente, de modo que el hilo Litz 28 tiene, con su elemento distanciador 40, una sección transversal mayor que el otro hilo de Litz. Por ello la bobina de inducción 24, en la configuración con el hilo de Litz 28, presenta un radio mayor que en la configuración con el otro hilo de Litz. Con el fin de comparar directamente ambas configuraciones por medio de una escala común, en el eje x se registra la distancia x respecto del punto medio de la bobina de inducción 24, que se corresponde con el punto cero del diagrama, en la unidad del diámetro de cada bobina de inducción 24, por lo cual es adimensional. Como se puede deducir de una comparación de las curvas el uso del hilo de Litz 28 conforme a la invención permite obtener una reducción de la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético dentro de la bobina de inducción 24 de hasta un 25%, en particular en la zona central de la bobina de inducción 24. Además, con el hilo de Litz 24 se pueden evitar picos locales de la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético dentro de la bobina de inducción 24. La secuencia de la intensidad de campo de la densidad de flujo magnético a partir del borde de la bobina de inducción 24 hacia fuera es básicamente idéntica en ambas configuraciones.

La figura 9 muestra una forma de realización alternativa de un hilo de Litz 54 para el dispositivo de calefacción por inducción 20 en una representación en sección transversal. Ésta presenta una funda aislante 56 de plástico, que limita una zona de corriente 57 dentro de la cual discurre un juego de alambres únicos 34 conductores de electricidad. Para una mejor visibilidad se ha representado un número escaso de alambres únicos 34. Por el efecto del elemento distanciador 58 los alambres únicos 34 próximos mantienen entre sí una distancia de atenuación magnética. Para ello el elemento distanciador 58 presenta un elemento de alojamiento 60 en el que se alojan los alambres únicos 34. La distancia de atenuación magnética m es la extensión d de sección transversal del alambre único, que corresponde al diámetro de los alambres únicos 34. El elemento de alojamiento 60, realizado como masa de silicona, forma una superficie ininterrumpida en la sección transversal del hilo de Litz, y rellena completamente con material los intersticios existentes entre los alambres únicos 34 próximos y entre los alambres únicos 34 situados en el borde de la zona de corriente 57 y la funda aislante 46. El elemento de alojamiento 60 está fabricado en un elastómero de silicona.

Otra configuración de un hilo de Litz 62 para el dispositivo de calefacción por inducción 20 se representa en la figura 10. El hilo de Litz 62 presenta la funda aislante 56 que limita la zona de corriente 57. Se puede ver un juego de alambres 34 conductores de electricidad, que con ayuda de un elemento distanciador 64 mantienen entre sí una distancia de atenuación magnética. Para ello el elemento distanciador 64 presenta elementos de revestimiento 66 con los que se recubre cada uno de los alambres únicos 34. Los alambres únicos 34 provistos de estos elementos de revestimiento 66 se encuentran unos en contacto con otros. Los elementos de revestimiento 66 presentan un grosor t que corresponde al radio de los alambres únicos 34. Así, la distancia de atenuación magnética m es la extensión d de sección transversal del alambre único, que corresponde al diámetro de los alambres únicos 34. Los distintos elementos de revestimiento 66 están configurados como una capa de elastómero de silicona.

En los ejemplos de realización de las figuras 3a, 6, 9 y 10 los alambres únicos 34 están distribuidos regularmente por la sección transversal del hilo de Litz. En particular los correspondientes juegos de alambres únicos 34 presentan una estructura regular de rejilla.

Números de referencia

10: Encimera de cocina de inducción

12: Marco de fijación

14: Placa calentadora

16: Zona de cocción

18: Zona de mando

20: Dispositivo de calefacción por inducción

22: Unidad de bobina de inducción

24: Bobina de inducción

26: Placa de apoyo

28: Hilo de Litz

30: Funda aislante

34: Alambre único

34': Alambre único

38: Alambre

40: Elemento distanciador

42: Zona de corriente

44: Hilo de Litz

46: Hilo de Litz

48: Elemento distanciador

50: Alambre

52: Punto medio

54: Hilo de Litz

56: Funda aislante

57: Zona de corriente

58: Elemento distanciador

60: Elemento de alojamiento

62: Hilo de Litz

64: Elemento distanciador

66: Elemento de revestimiento

m: Distancia de atenuación magnética

d: Extensión de la sección transversal del alambre único

t: Grosor

Claims

1. Hilo de Litz, en particular para un dispositivo de calefacción por inducción (20), con al menos un juego de alambres únicos (34), caracterizado por un elemento distanciador (40; 48; 58; 64) desacoplado de la corriente y previsto para mantener separados unos de otros los alambres únicos (34) próximos a una distancia de atenuación magnética (m).

2. Hilo de Litz según la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia de atenuación magnética (m) representa como mínimo el 20% de la extensión (d) de la sección transversal del alambre único.

3. Hilo de Litz según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento distanciador (40; 48; 58; 64) se extiende por al menos el 20% de la zona de corriente (42; 57) de la sección transversal del hilo de Litz.

4. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento distanciador (40; 48) presenta al menos un juego de alambres (38; 50) desacoplados de la corriente.

5. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento distanciador (64) presenta un elemento de revestimiento (66) con el cual están revestidos los alambres únicos (34).

6. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento distanciador (58) presenta un elemento de alojamiento (60) en el cual se aloja al menos una parte del juego de alambres únicos (34).

7. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento distanciador (40; 48; 58; 64) está fabricado en un material de goma elástica.

8. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento distanciador (40; 48; 58; 64) está fabricado en un material de silicona.

9. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los alambres únicos (34) están distribuidos regularmente por la sección transversal del hilo de Litz.

10. Hilo de Litz según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está realizado como cable de bobina de inducción para un dispositivo de calefacción por inducción (20).

11. Dispositivo de calefacción por inducción con un hilo de Litz (28; 46; 54; 62) según una de las reivindicaciones 1 a 9.