一种电磁炉的一体化磁芯骨架及其加工工艺的制作方法

本发明属于家用电器领域，具体涉及一种一体化磁芯骨架的电磁炉。

背景技术：

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具，它打破了传统的明火烹调方式，采用磁场感应电流(涡流)进行加热，具有升温快、热效率高、无烟尘、无有害气体、体积小巧、安全性好等优点。电磁炉是通过电子线路和线圈盘之间形成的谐振产生交变磁场；当铁质锅具底部放置在炉面上时，锅具即切割交变磁力线从而在锅具表面产生交变的电流(即涡流)。传统电磁炉的磁路主要由铁氧体材料的磁芯和铁质的锅具组成，电磁炉的磁场泄漏和加热效果主要决定于磁芯的材料和磁路结构的优化设计。

在传统电磁炉感应加热装置的设计中，感应加热线圈一般安装在工程塑料骨架的表面形成线圈盘，磁芯为多个分离式的矩形单体，安装于工程塑料骨架的凹槽内。线圈盘和磁芯使用硅胶或树脂固定，同时用绝缘胶带加固隔离。这种结构设计和材料制作，使得电磁炉的生产制造一直存在着线盘和磁芯安装比较麻烦，工艺流程复杂等问题。这不仅使得生产效率下降，也带来了人工成本、设备成本和材料成本的增加。同时，对电磁炉磁路的优化设计也受到磁芯形状的限制，感应加热的均匀性不好，磁场泄漏比较大，锅体底部中心到外侧边缘的一半距离处区域的温度比较高，锅体底部中心和外侧边缘处区域的温度比较低。

因此，有必要提供一种电磁炉的一体化磁芯骨架解决以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种将磁芯和线盘骨架合二为一的电磁炉的一体化磁芯骨架，其结构紧凑、加热均匀，能量转换效率高。

本发明提供一种电磁炉的一体化磁芯骨架及其加工工艺。一体化磁芯骨架由微晶合金磁芯整体压铸成型，采用环氧树脂封装，其包括中心圆柱及沿所述中心柱外侧面呈圆周均布的多个扇形部，所述扇形部为由内向外上升的阶梯型结构，该阶梯的台阶面沿中心柱的底面分三级逐级向外向上延伸；所述中心柱的直径尺寸为20mm～25mm，扇形部的长度为55mm～70mm。

优选的，所述中心柱的直径为22mm，高度尺寸为15mm。

优选的，所述扇形部连接中心柱一侧(即扇形部内侧面)的宽度为5mm，其远离中心柱一侧(即扇形部外侧面)的宽度为11mm。

优选的，所述扇形部为三级台阶结构，其厚度均为5mm，所述扇形部沿中心柱向外水平延伸的第一级台阶底面长度为38mm，再弯折竖直向上的台阶高度为5mm，再向外水平延伸的第二级台阶底面长度为20mm，最后弯折竖直向上的台阶高度为5mm。

优选的，所述扇形部的投影为扇形结构，即其远离中心柱的外侧面圆弧与中心柱同心。

优选的，所述扇形部的数量为六个。

优选的，安装在电磁炉一体化磁芯骨架表面的感应加热线圈盘由围绕中心柱的两部分圆环状线圈盘组成：第一部分线圈盘约有9匝，均匀安置在一体化磁芯骨架扇形部由内向外的第一个台阶面上；第二部分线圈盘约有5匝，均匀安置在一体化磁芯骨架扇形部由内向外的第二个台阶面上。所述线圈盘每一匝的直径约为2毫米，相邻单匝线圈之间的间隙约为1毫米，两部分线圈盘中间间隔大约10毫米，串联连接。

优选的，所述一体化磁芯骨架由微晶合金磁芯材料整体压铸成型，磁芯外面采用环氧树脂封装；磁芯的制造采用半固态压铸工艺，主要工艺过程为：用高压将半熔融的固液混合态微晶合金粉末注射进模具内，高速充填钢制模具的型腔，一直保持高压到铸件快速冷却凝固，然后落砂脱模；最后将磁芯外表面使用环氧树脂封装成骨架。

与相关技术相比，本发明提供的一种电磁炉的一体化磁芯骨架将磁芯和线盘骨架合二为一，采用微晶合金磁芯材料整体压铸成型，环氧树脂封装。一是可以提高电磁炉生产制造时的效率，减少磁条和线盘的安装工序；二是加强了磁芯和线盘同锅具之间的磁场耦合，改善了磁通密度分布的均匀性。一体化的电磁炉磁芯骨架具有结构紧凑，加热均匀，便于磁路的优化设计和安装维护等特点，其在结构、材料及制造工艺上的突破，使磁芯与线盘的形状和位置不再受限制，线圈盘和锅体之间的磁路耦合加强，最终减少电磁炉的损耗和磁泄漏。

附图说明

图1为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的立体结构示意图；

图2为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的正视图；

图3为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的侧视剖面图和分布式线圈盘位置布置的剖面图。

附图中：

1-中心部；2-扇形部；3-线圈盘。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的具体实施方式。

请同时参阅图1、图2和图3，其中，图1为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的立体结构示意图；图2为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的正视图；图3为本发明提供的电磁炉的一体化磁芯骨架的侧视剖面图和分布式线圈盘位置布置的剖面图。

实施例1

传统电磁炉感应加热的磁路中，磁芯为多个分离式的矩形单体，安装于工程塑料骨架的凹槽内，其安装和维护的工艺复杂，承受机械冲击的强度较差，线圈盘和锅体之间的磁路耦合不够紧密。受磁芯结构和形状的限制，传统电磁炉磁路的优化设计比较困难。

本实施例选用微晶合金磁芯材料，采用整体压铸成型的工艺制造出磁芯和骨架合二为一的一体化电磁炉磁芯骨架，磁芯外面采用环氧树脂封装。

所述微晶合金是利用超急冷凝固技术，使合金凝固时原子来不及有序排列结晶，没有晶态合金的晶粒晶界结构，从而具有优异的软磁性能。微晶合金的饱和磁密远高于传统电磁炉采用的普通铁氧体磁芯，其导磁率高，温度特性好，磁损耗低，具有良好的韧性、耐磨性、耐蚀性和较低的价格。

所述电磁炉的一体化磁芯骨架采用最新式的半固态压铸工艺制造，主要工艺过程为：用高压将半熔融的固液混合态微晶合金粉末注射进模具内，高速充填钢制模具的型腔，一直保持高压到铸件快速冷却凝固，然后落砂脱模。最后在磁芯外表面使用环氧树脂封装成骨架，使其一体化好，机械强度高，无磁滞伸缩现象，能承受强振动。

与传统电磁炉磁路结构相比，本发明提供的一种电磁炉的一体化磁芯骨架将磁芯和线盘骨架合二为一，可以大大提高电磁炉生产制造时的效率，减少磁条和线盘的安装维护工序，降低电磁炉制造的成本；同时，一体化磁芯骨架使电磁炉的磁路易于优化设计，能够增加线圈盘和锅具的磁场耦合，减小磁路磁阻，大大提高传统电磁炉的涡流感应加热输出功率。

实施例2

传统电磁炉磁路的设计受到磁芯形状的限制，结构简单，磁场泄漏比较大，感应加热的均匀性也不好，锅体底部中心到外侧边缘的一半距离处附近区域的温度比较高，锅体底部中心和锅体外侧边缘处区域的温度比较低。

本实施例采用一体化的电磁炉磁芯骨架结构优化设计，其包括中心圆柱1及沿所述中心柱外侧面呈圆周均布的多个扇形部2两大部分。所述扇形部2为由内向外上升的阶梯型结构，该阶梯的台阶面沿中心柱的底面分三级逐级向外向上延伸。阶梯型扇形磁芯结构能够减小线圈盘和锅体之间的距离，加强线圈盘和锅体之间磁路的耦合，汇聚磁力线，从而减少磁场泄漏；同时，使涡流损耗密度在锅体底部外侧和锅体上部都明显增大，分布的均匀性得到改善，电磁炉感应加热的均匀性明显提高。

所述中心圆柱1及扇形部2在实施过程中的具体尺寸依据电磁炉的功率大小而不一。通常情况下，对于1500w左右功率的电磁炉，所述中心柱1的直径尺寸为20mm～25mm，优选为22mm，高度尺寸为15mm；扇形部2为阶梯型结构，该阶梯的台阶面沿中心柱1的底面分三级逐级向外向上延伸，扇形部2的长度为55mm～70mm，扇形部2连接中心柱1一侧(即扇形部内侧面)的宽度为5mm，远离中心柱一侧(即扇形部外侧面)的宽度为11mm，其远离中心柱1的外侧面圆弧与中心柱1同心，便于聚酯漆包线铺设其中，形成线圈盘。进一步的，所述扇形部2的数量一般有六个，为三级台阶结构，其厚度均为5mm，所述扇形部2沿中心柱1底面向外水平延伸的第一级台阶底面长度为38mm，再弯折竖直向上的台阶高度为5mm，再向外水平延伸的第二级台阶底面长度为20mm，最后弯折竖直向上的台阶高度为5mm。

安装在电磁炉一体化磁芯骨架表面的感应加热线圈盘3由围绕中心柱1的两个分布式圆环状线圈盘组成：第一部分线圈盘约有9匝，均匀安置在一体化磁芯骨架扇形部2由内向外的第一个台阶面上；第二部分线圈盘约有5匝，均匀安置在一体化磁芯骨架扇形部2由内向外的第二个台阶面上。所述线圈盘3每一匝的直径约为2毫米，相邻单匝线圈之间的间隙约为1毫米，两部分线圈盘中间间隔大约10毫米，串联连接。

区别于传统电磁炉的整体式线圈盘，本实施例中电磁炉感应加热线圈盘采用两个具有一定高度差和间隔距离的分布式线圈盘设计，既适应了本实施例中一体化磁芯骨架的阶梯型结构设计，又能使涡流感应加热密度在锅体底部外侧和锅体侧面上部进一步增大，电磁炉感应加热的均匀性得到明显改善。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。