[发明专利]用于多区感应加热系统的串扰降低方法

说明书

相关申请数据

本申请根据35 U.S.C.§119(e)对“用于多区感应加热系统的串扰降低方法”、申请号为61/286,798、2009年12月16日提交的共同未决的申请要求优先权，其通过引用被合并于此。

技术领域

本发明一般地涉及感应加热装置，以及更特别地，涉及用于降低这种加热装置中的感应加热线圈之间的串扰的方法。

背景技术

在典型的感应加热系统中，通常需要对工作负荷的操作温度进行精确和精密的控制。此外，对于工作负荷的各部分来说可能有必要需要不同级别的加热，使得工作负荷的各个部分必须为了准确而被精密控制。

例如，Simcock的编号为5,059,762的美国专利公开了一种包括多个感应线圈部分的多区感应加热系统。每个感应线圈部分与工作负荷的相应区域相关联。来自电源的功率通过多个饱和电抗器中的相应的饱和电抗器被施加到每个线圈部分。每个饱和电抗器可操作成响应于从用于这种感应线圈部分的相应区域的操作获得的需求信号，来将一部分供电分流到其相应的感应线圈部分。由此，独立于其它区域的调节来调节每个区域中的温度。

工作负荷的温度调节中增加的精确度可能需要所调节的区域变得更小。更小的区域可能进一步需要感应线圈部分之间的更小的区域间隔，从而引起每个部分中的工作线圈更靠近邻近部分中的工作线圈。由于施加高频电流到每个工作线圈以产生用于加热工作负荷的感应场，因此由一个工作线圈所产生的这种场可能部分地穿过邻近工作线圈的磁芯，引起线圈之间的磁干扰或能量传递，从而导致线圈之间的串扰。

容易看出，当使这些工作线圈更紧密聚集时，串扰可能变得更加严重。由于串扰增加，驱动工作线圈中的每个相应的工作线圈的每个电源模块的可靠性被显著降低。由此，存在降低多区感应加热系统中的串扰的需要，以便为电源模块提供更大的可靠性。

发明内容

因此，本发明的目的是降低多区感应加热系统中的串扰，以便为电源模块提供更大的可靠性。

本发明有利地提供了降低多区感应加热系统的工作线圈之间的串扰的技术。在一个方面，本发明提供一种感应加热装置，其包括与要被加热的熔化物(melt)或工作负荷操作地相关联的感应线圈装置，其中该线圈被分成多个限定部分，每个限定部分都与使用中的工作负荷的相应区域相关联。电源生成输入到该感应线圈装置的功率。还存在控制装置，用于调节施加到工作线圈的每个所述部分的功率，以便调节相应的关联区域中的操作温度。

在另一个方面，本发明提供一种将音频或更高的频率、流过感应加热工作线圈的大功率电流进行同步，使得线圈之间的串扰被降低的方法，该串扰是磁干扰或能量传递。

在本发明的优选实施例中，线圈以相同频率被驱动并且同步它们之间的相位偏移，以便最小化线圈之间的串扰。当线圈以精确相同频率运行且线圈电流之间的相位偏移在-90和+90度之间时，线圈之间的串扰被显著地降低。当线圈精确同相时，线圈之间没有串扰。只要线圈之间的相位差不超过90度，串扰通常被降低到更加可控的水平。当线圈之间通过卷轴(roll)的串扰被降低时，这将生成缩小的加热区域宽度；从而由于区域之间不需要的发热而缩小了线圈覆盖区域(footprint)的拓宽。结果，由于相同加热量需要更少的功率，系统效率将略微改善。

当结合附图和所附的权利要求来阅读时，通过学习例性优选实施例的以下描述，本发明的这些和其它目的、优点和特征将对于本领域技术人员是容易明白的。

附图说明

图1说明了由公共信号来同步工作线圈电流。

图2说明了将工作线圈电流同步到公共输入电源。

图3说明了通过连续相位调制来同步工作线圈电流以最小化可测量的串扰。

图4说明了当感应线圈中存在未校准或其它方面的随机相位或频率时，串扰是如何存在的。

图5示出当感应线圈中存在校准的或其它方面的相同的相位和频率时，串扰如何被最小化或消除。

具体实施方式

现在参照图1，典型的感应加热装置尤其包括，电源模块10，其可以示例性地被分成五个电源模块部分10_a-e。要认识到的是，可以使用任意数量的电源模块部分，并且因此任意的这种数量都处于本发明的范围之内。