RU7266U1

RU7266U1 - ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU7266U1
Application number: RU96115616/20U
Authority: RU
Inventors: С.Н. Иванов; А.А. Скрипилев
Original assignee: Иванов Сергей Николаевич; Скрипилев Александр Александрович; Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-07-16

Abstract

Электронагреватель, содержащий каркас и охлаждаемый вентилятором нагревательный элемент, отличающийся тем, что каркас образован магнитопроводом с расположенной на нем первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока через встроенный регулятор частоты питающего первичную обмотку электронагревателя напряжения, а нагревательный элемент выполнен в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре.An electric heater containing a frame and a heating element cooled by a fan, characterized in that the frame is formed by a magnetic circuit with a primary winding located on it, connected to an alternating current network via an integrated frequency regulator supplying the primary winding of the voltage electric heater, and the heating element is made in the form of a rotating self-cooling secondary winding, consisting of short-circuited rods mounted on a movable support.

Description

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬELECTRIC HEATER

Полезная модель относится к электротехнике ж может использоваться для бытовых и промышленных нужд, а также в сельском хозяйствеThe utility model relates to electrical engineering; it can be used for domestic and industrial needs, as well as in agriculture

Известен электронагреватель в ваде электрического конвектора, у которого средняя часть металлической пластины намотана вокруг экранированного сопротивления. Свободные концы, расположенные с обеих сторон сопротивления, имеют ряд ребер. Металлическая пластина oopasyef диффузор, увеличивающий поверхность теплообмена между экранированным сопротивлением и воздухом, котор1Й циркулирует за счет естественной конвещаи через электрический конвектор (заявка $ 25I750I, Фраща. ШШ НСЖВ 3/06, опубл. 03.06.83),Known electric heater in Wada electric convector, in which the middle part of the metal plate is wound around a shielded resistance. The free ends located on both sides of the resistance have a number of ribs. The metal plate is an oopasyef diffuser that increases the heat transfer surface between the shielded resistance and the air that circulates through natural convection through an electric convector (application $ 25I750I, Frasha. ШШ НСЖВ 3/06, publ. 03.06.83),

Также известен электронагреватель, содержащий нео колъко ветвей параллельного нагрева, получающих питание от общего генератора перешнаег© т окаAn electric heater is also known, containing several branches of parallel heating, powered by a common generator

Блок фазового сшщваия выдает теки, частота которых равна частоте теща шетушщвто от генератора, катушкам. Кольцевые сердечники этих катушек размещены вокруг каждого проводника, офазуювдаг© вегаь нагрева. Блок фазовогоThe phase matching unit gives the coils, the frequency of which is equal to the frequency of the mother-in-law from the generator, to the coils. The ring cores of these coils are placed around each conductor, ofazuyvdag Vega heating. Phase block

МКИ H05B 3/06 6/06 смещения предназначен для подачи в катушки токов с фазой,MKI H05B 3/06 6/06 bias is intended for supplying currents with phase to the coils,

изменяемой относительно faan токов в ветвях нагрева в зависимости от сигналов, поступающих от блока управления. Электромагнитные поля, наведенные вокруг проводников, раздельно регулируют т0кн в каждом проводавже и разделяют тепловую мощность,и выдаваемую каждой ветви нагрева (патент Швейцарии $ 678251, ЖН Н06В 6/06, одубл. 15.08.91г.).variable relative to faan currents in the heating branches depending on the signals received from the control unit. The electromagnetic fields induced around the conductors separately regulate the voltage in each wire and separate the heat output from each heating branch (Swiss patent $ 678251, ЖН Н06В 6/06, published on 08/15/91).

Недостатком кеатрушщи этих устройств является то, что они обладают низкой эффективность®, так как теплоотдача от них в окружающую среду происходит только за счет естественного теплообмена.The disadvantage of the keratrush of these devices is that they have low efficiency®, since the heat transfer from them to the environment occurs only due to natural heat transfer.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электронагреватель, имеющий несколько пластинчатый опор, расдоложенных на окружности в плоскостях, перпендикулярных радиальным направлениям. Опоры закреплены в едшцрИ конструкцию на поддерживающих рамках и образуют каркас нагревателя. Нагревательный элемент намотан на каркас по пазам, выделенным на боковых торцах опор. Участки нагревательного элемента, расположенные над верхними сторонами опор, приподняты относительно последних. Теплоотвод осуществляется с помощью специального вентилятора, встроенного в электронагреватель (патент Япония Л 2-7518, МКИ Н05В ЗУОб).The closest in technical essence to the claimed utility model is an electric heater having several plate supports located on a circle in planes perpendicular to the radial directions. The supports are fixed in an integrated design on a supporting frame and form a heater frame. The heating element is wound on the frame along the grooves highlighted on the side ends of the supports. The sections of the heating element located above the upper sides of the supports are raised relative to the latter. The heat sink is carried out using a special fan built into the electric heater (Japan patent L 2-7518, MKI N05V ZUOb).

Недостатком этого электронагревателя является использование специального вентилятора, усложняющего и снижающего надежность конструкций.The disadvantage of this electric heater is the use of a special fan, which complicates and reduces the reliability of structures.

2 2

В процессе решеажя доставленной задачи достигается технический результат, заключающийся г повышений надежное та и обеспечении регулировочных характеристик.In the process of solving the assigned task, a technical result is achieved, consisting of r increases reliable and ensuring regulatory characteristics.

Это достигается тем, что предлагаемая полезная модель электронагревателя имеет каркас образованный магнитопроводом, преобразователем частоты питающего напряжения и пер вичной обмоткой, подключаемой к преобразователю частоты, и нагревательный эцвйвнт в виде вторичной обмотки. Вторичная обмотка выполнштея к©р©ткезамкиут©й ж состоит из стержней ж замыкающих соединений. Конструкция нагревательного элемента является «©неольной, при работе вращается относительно каркаса для чего в электронагревателе предусмотрена подвижная одора.This is achieved by the fact that the proposed utility model of an electric heater has a frame formed by a magnetic circuit, a frequency converter of the supply voltage and a primary winding connected to the frequency converter, and a heating circuit in the form of a secondary winding. The secondary winding to the terminal is composed of rods and closing connections. The design of the heating element is “© non-rotary, during operation it rotates relative to the frame, for which a movable odor is provided in the heater.

В качестве преобразователя частоты могут быть использованы автономные инверторы напряжения или тока (со звеном постоянного тока) или непосредственные преобразователи частоты.As a frequency converter, stand-alone voltage or current inverters (with a DC link) or direct frequency converters can be used.

Сущность полезной модели поясняется рисунком. На фигуре I условно показана первичная обмотка I, уложенная в пазы магнитопровода 2. Магнитопровод является основным несущим элементом конструкций Первичная обмотка соединена с выходом встроенного регулятора частоты 5, подключенного к сети Вторичная обмотка 3, состоящая из стержней и короткозамыкающих соединений, имеет в нижней части опору 4, позволяющую вторичнрй обмотке свободно вращаться относительно каркаса.The essence of the utility model is illustrated in the figure. The figure I conventionally shows the primary winding I, laid in the grooves of the magnetic circuit 2. The magnetic core is the main supporting element of the structures. The primary winding is connected to the output of the built-in frequency regulator 5, connected to the network. The secondary winding 3, consisting of rods and short-circuit connections, has a support in the lower part 4, allowing the secondary winding to rotate freely relative to the frame.

Полезная модель выглядит следующим образом. Шихтованный магнятопровод аз электротехнической стали имеет пазы, в которые уложена первичное обмотка из медных или алюминд&//№ЈA utility model is as follows. The lined magnetic core of electrical steel has grooves in which the primary winding of copper or aluminide is laid & // No. Ј

евых проводников. Обмотка соединена с выходом преобразователя частоты которые вместе с магнитопроводом и первичной обмоткой образуют каркас нагревателя Вторичная обмотка изготовляется из стержней, которые соединены между собой с помощью замыкающих соединений. В нижней части вторичной обмотки имеется опора, дозволяющая этой обмотке свободно вращаться относительно каркасаev conductors. The winding is connected to the output of the frequency converter, which together with the magnetic circuit and the primary winding form the heater frame. The secondary winding is made of rods that are interconnected by means of closing connections. In the lower part of the secondary winding there is a support allowing this winding to rotate freely relative to the frame

Устройство работает следующим образом. Первичную обмотку, расположена на магйитедроаодо, подключают к сети переменного тока. Е© o t©n$e начинает щютекать ток, созда ющий переменное вращающееся магнитное поле. Для этого должны быть выполнены общеизвестные условия получения вращающихся полей Это электромагнитное поле индуцирует во вторичной обмотке электродажущую енлу. Иоеколъку обмотка короткозамкнутал, то яра. этом по ней начинает протекать ток, нагревающий стержни Ј замыкающие соединения вторичной обмотки. Кроме нагрева, происходит взаимодействие тока вторичной обмотки с вращающимся магнитным долен. Это приводит к вращению вторичной обмотки относительно магнитопровода со скоростью, зависящей от частоты питающего напряжения и полюсности магнитоаровода с первичной оометкой. Вращающиеся стержни и замыкающие соединения отдают тепло в окружающую среду, причем интенсивность теплообмена зависит от скорости вращения электронагревательного элемента.The device operates as follows. The primary winding, located on the magneto-aodo, is connected to an AC network. E © o t © n $ e starts to tickle the current, creating an alternating rotating magnetic field. To do this, well-known conditions for obtaining rotating fields must be fulfilled. This electromagnetic field induces an electro-producing power in the secondary winding. Ioekolku winding short-circuited, then Yara. this, a current begins to flow through it, heating the rods Ј closing connections of the secondary winding. In addition to heating, there is an interaction of the secondary current with a rotating magnetic fraction. This leads to the rotation of the secondary winding relative to the magnetic circuit with a speed depending on the frequency of the supply voltage and the pole of the magnetoarot with the primary tag. Rotating rods and closing connections give off heat to the environment, and the heat transfer rate depends on the rotation speed of the electric heating element.

Регулирование скороетж вращения основано на изменении (регулировании) чаетеш аитающеге дервачную обмотку нагревателя напряжения, так как скорость вращения прямо пропорциональна частоте сета Это самый экономичный и плавный способ регулирования скорости нагревательного элемента.Regulation of the rotation speed is based on a change (regulation) of the primary winding of the voltage heater, since the rotation speed is directly proportional to the set frequency. This is the most economical and smooth way to control the speed of the heating element.

Принцип частотн©го ;рвгуларования требует наличие источника электрического тока переменное частоты в качестве которых используются нреобрааевателй частоты на управляемых полупроводниковых вентилях. В тириеторком преобразовав теле частоты, основанном на использовании автономного инвертора напряжения, преобразователь подключен к источнику постоянного тока и формирует трехфазное напряжение изменяющейся частоты. Создаваемое вращающееся магнитное поле при водит к вращению нагревательного элемента со скоростью пря ко пропорциональной частоте напряжения. В преобразователе частоты, основанном на использовании инвертора тока, схема получается более простой, нв выходные параметры питающего напряжения ухудшаются.The principle of frequency control requires the presence of a variable frequency electric current source, which are used as frequency converters on controlled semiconductor valves. In a transformer, having converted a frequency body based on the use of an autonomous voltage inverter, the converter is connected to a direct current source and generates a three-phase voltage of a changing frequency. The generated rotating magnetic field causes the heating element to rotate at a speed that is directly proportional to the voltage frequency. In a frequency converter, based on the use of a current inverter, the circuit is simpler, but the output parameters of the supply voltage deteriorate.

Преобразователь частоты с непосредственной связью не требуют промежуточного выпрямителя и узлов принудительной коммутации. Схема состоит жз двух груш вентилей в каждой фазе, включаемых между сетью в первичной обмоткой.A direct-coupled frequency converter does not require an intermediate rectifier and forced switching nodes. The circuit consists of two pear gates in each phase, connected between the network in the primary winding.

Таким образом, предполагаемая полезная модель по эффиктивности охлаждения аналогична прототипу, но в отличив от него в ней отсутетту&т специальный вентилятор и првдус« мотрена возможность регулирования скорости вращения нагревательного элемента, что позволяет говорить о повышении надежности предлагаемой конструкции по сравнению с известными конструктшмиаш решениямиThus, the proposed utility model in terms of cooling efficiency is similar to the prototype, but in contrast to it there is no special fan and no possibility to control the rotation speed of the heating element, which allows us to talk about increasing the reliability of the proposed design compared to the known design solutions

Claims

An electric heater containing a frame and a heating element cooled by a fan, characterized in that the frame is formed by a magnetic circuit with a primary winding located on it, connected to an alternating current main through an integrated frequency regulator supplying the primary winding of the voltage electric heater, and the heating element is made in the form of a rotating self-cooling secondary winding, consisting of short-circuited rods mounted on a movable support.