[发明专利]多线圈电磁加热系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁加热系统，尤其涉及一种多线圈电磁加热系统及方法。

背景技术

电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面具即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流，即涡流，涡流使容器底部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。电磁加热的过程中，因为是铁制容器自身发热，所以热转化率比较高，因此应用的范围也比较广，在电磁加热系统中，往往需要多个线圈甚至多个回路进行加热。

在电磁加热应用中，若需要对物体的不同部位或是对系统中不同的物体进行加热，通常做法是在各个部位或物体放置电磁加热线圈，再将各个线圈串联或并联，并在不同的电路中加上相应的继电器，从而控制加热，此方法存在很大的缺陷，就是各个线圈输出的功率比例固定，不能改变输出功率的分配比例，使用的过程中需要借助继电器来控制相应电路的电磁加热过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种无需使用继电器，通过改变电源频率，从而改变电磁加热线圈输出功率分配比例的多线圈电磁加热系统。

对此，本发明提供一种多线圈电磁加热系统，包括：用于选择提供不同频率交流电的电源，以及至少两路相互并联的工作电路；

所述工作电路分别与所述电源连接，包括：相互串接的电磁加热线圈、电容和电阻；

所述电源能够输出涵盖所述工作电路的谐振频率范围的交流电。

在线圈电磁加热的应用中，需要对物体的不同部位进行加热，现在通常的做法是在各个部位放置电磁加热线圈，再将各个线圈串联或并联，该方法有一个缺点，就是各个线圈输出的功率比例固定，不能改变输出功率的分配比例，传统的加热方式如图1和图2所示，其中图1为现有技术的串联加热方式连接示意图，图2为现有技术的并联加热方式连接示意图。

本发明包括至少两路分别并联并与所述电源连接的工作电路，所述工作电路采用电磁加热线圈、电容和电阻串联而成。

其中，所述工作电路包括至少两路分别并联并与所述电源连接的工作电路，所述的工作电路采用工作电路1……工作电路n，n为大于等于2的自然数，工作电路1……工作电路n中采用电磁加热线圈、电容和电阻串联，分别利用L1……Ln表示电磁加热线圈，C1……Cn表示与电磁加热线圈串联的电容，RL1……RLn表示电阻，所述电阻可以为等效电阻。因此，流经回路L1、RL1、C1的电流I1为：

 

 其中，ω为所述电源的角频率，ω=2πfC。

当，即电路处于谐振状态时，I1有最大值I_max=U/R1,此时R1消耗功率最大，即电磁加热线圈输出功率最大；当ω远离ω₀，即f远离f₀时，I1变小，R1消耗功率也变小，即电磁加热线圈输出功率变小。可见，只要改变所述交流电的频率f，就能改变电磁加热线圈输出功率，所述工作电路的单LC串联谐振回路“频率-输出功率”曲线如图4所示。

本发明选取不同谐振频率的电磁加热线圈L1……Ln，将它们并联在一起， V0为用于选择提供不同频率交流电的电源，本发明的连接关系示意图如图3所示。

当所述电源频率为fL，且fL约等于f1时，电磁加热线圈L1的输出功率为PL1L，电磁加热线圈Ln的输出功率为PLnL，PL1L/PLnL>>1；当所述电源频率为fH时，且fH约等于fn时，电磁加热线圈L1的输出功率为PL1H ，电磁加热线圈Ln的输出功率为PLnH , PL1H/PLnH<<1 ，本发明所述PL1L/PLnL>>1为电磁加热线圈L1与电磁加热线圈Ln的输出功率比远大于1，所述PL1H/PLnH<<1为电磁加热线圈L1与电磁加热线圈Ln的输出功率比远小于1。可见，通过改变所述电源的频率，即可改变电磁加热线圈输出功率分配比例，本发明在所述电源提供不同频率交流电的情况下，L1、Ln输出功率示意图如图5所示。

本发明提供一种多线圈电磁加热系统，本发明利用LC串联谐振电路特点，通过改变所述电源输出交流电的频率，在不使用继电器的基础上，也可以改变电磁加热线圈输出功率分配比例，从而控制所述工作电路的输出功率。本发明在所述电源提供不同频率交流电的基础上，实现不同的工作电路输出不同的功率，无需继电器，控制不同的工作电路进行多线圈电磁加热，降低生产成本，操作简易、方便。

优选地，所述的多线圈电磁加热系统包括两路分别并联并与所述电源连接的工作电路。