[发明专利]正3n(n≥1)边形截面立体卷铁芯液用三相电磁感应加热方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种三相电磁感应加热方法，就是正3n(n≥1)边形截面立体卷铁芯液用三相电磁感应加热方法

背景技术：

目前用于液体加热的电磁感应加热方法，主要有高频和工斌两种。中国专利ZL200810022997.5和ZL201010113132.7是高频电磁感应加热法；欧洲专利EP0383272A2和中国专利ZL97106984.4都是工频加热法；中国专利ZL0111341874和中国专利ZL201110340219.2是三相工频电磁感应加热法；这两项专利及其开发的产品，在高效、寿命、环保和安全性能等方面优于现有的同类产品。但是这两项专利及其产品也存在以下两个严重缺陷：(1)加热装置的铁芯为EI结构，各相磁路的长度不同，无论如何设置一、二绕组和各个附件，都无法保证结构上的三相对称，都无法得到三相对称的电磁场分布，因而不能在节能、高效、寿命、安全性能等方面达到最优。(2)加热装置包围铁芯和各相一次绕组的二次绕组，既是加热装置的主发热体，又是铁芯和各相一次绕组的保护外壳及散热体。这种结构，使铁芯、一次绕组与主发热体以及被加热液体之间，存在直接的热交换，输出热液的温度就会直接影响铁芯和一次绕组的温升，甚至造成铁芯和一次绕组的加速老化。当配电网出现非全相运行或出口短路等不良工况时，这种结构可能造成某相铁芯或绕组的过热。

发明内容：

本发明公开了一种正3n边形截面立体卷铁芯液用三相电磁感应加热方法。该方法的正3n(n≥1)边形截面的立体卷铁芯结构，与ZL0111341874和ZL201110340219.2和其它电磁感应加热装置的铁芯结构构完全不同，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示。这种立体卷铁芯可采用常用的冷轧硅钢片也可以采用非晶合金，甚至可以采用磁特性更优异的非晶纳米晶软磁合金材料。

这种3n边形截面的立体卷铁芯结构保证了加热装置三相磁路完全对称，在此基础上，一次绕组的安装，铁芯和一次绕组的液内冷管线的安装和引出，全封闭二次绕组(一匝)的安装固定，圆柱筒状外壁的安装固定，甚至一次绕组电源线的引出等，都可以保证三相完全对称。因而保证了这种加热方法和装置总体电磁场的三相完全对称。这种三相完全对称的立体卷铁芯结构，在低损耗，低噪音，体积小，强过载能力等方面，与EI和其它结构的铁芯相比具有显著的优势，励磁电流甚至可降低92％，降损可达25-35％(冷轧硅钢)。

本发明的加热装置：在3n边形截面的立体卷铁芯上装配一次绕组，由包围铁芯和一次绕组的封闭不锈钢壳为加热容器的内壁，也是匝数为1的二次绕组，如图7、图8所示；双层圆柱筒状不锈钢壳为加热容器的外壁，如图1、图2、图4、图5所示。本发明的加热原理：加热容器的内壁和外壁的内层集中加热，加热容器内部的液体自身分布加热。这种加热方式与现有的高频和工频感应加热法基本相同。本发明的最大特色和技术优势，是采用了正3n边形截面立体卷铁芯，并三相对称地设置各个附件(包括各固定安装点)，保证了加热装置整体结构上的三相对称性，从而保证了整个加热装置三相电磁场完全对称分布。这也是本发明与现有的同类发明专利和产品的本质区别。这是本发明高效、节能、安全、环保、占地少等一系列优点的基石。