电磁感应加热电机及加热系统和加热方法与流程

本发明涉及电机技术领域，具体涉及电磁感应加热电机及加热系统和加热方法。

背景技术：

在金属的热成型工艺中，成型前需首先对金属坯料进行加热。如对铝型材的热成型加工，先要对铝棒进行加热至所需的成型工艺温度，再经锻造或成型模具挤压成材。

通常，对于金属坯料加热多采取炉式加热或使用燃烧装置加热进行升温，也有使用电发热丝、发热管等加热的情况。其中炉式加热和燃烧装置加热均需要配备一整套的炉式设备或燃烧装置，将待加热坯料整体放入加热炉或燃烧装置，适合于大批相同型号的坯料加热，设备成本较高，不适用于单件小批量不同型号坯料的加热，且不能进行坯料的局部加热，采用燃烧方加温还会产生烟气，不利于保护环境；电发热丝、发热管等加热方法多采取接触式热传导的加热方法，虽然可以实现对单件小批量不同型号坯料进行加热，但采用电阻式发热体，电能效率低，耗电大，发热丝、发热管容易损坏，且被加热件升温慢、加热温度不均匀，加热过程中热损耗较大。除了上述几种加热方式，其它更具优势、潜力的方式未见报道。

技术实现要素：

为克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了本发明提供了电磁感应加热电机、电磁感应加热电机构建的加热系统以及使用电磁感应加热电机进行加热的方法。本发明提供了一种新的具有颠覆性的加热金属坯料的方式，即利用电磁感应对金属坯料进行加热；具有结构设计简单合理，适用范围广；适应不同的工作场合，便于移动和运输，制造成本低；实现了加热目的的核心元件电磁感应盘在加热过程中没有温升，不存在热损耗的现象，节能环保；还具有可实现局部加热，控制加热速率和加热温度，升温快且加热均匀等优点。

对于电机而言，本发明的技术方案是：电磁感应加热电机，包括电机本体；还包括电磁感应加热装置；所述电磁感应加热装置包括套设于电机本体的电机轴上的驱动转盘、设于驱动转盘外端面并固连于电机轴的驱动转盘压紧板和固连于驱动转盘外端面的电磁感应盘；所述电磁感应盘上沿周向均匀分布有多个矩形槽，所述矩形槽的中线指向电磁感应盘的圆心，形成放射状排列，槽内设有n级或s级统一朝向槽底的磁性钢板。

与现有技术相比，本发明的电磁感应加热电机具有以下进步：

(1)提供了一种新的具有颠覆性的加热金属坯料的方式，即利用电磁感应对金属坯料进行加热；

(2)结构设计简单合理，需要加工的零件较少，精度要求不高，加工成本低；

(3)实现加热目的的核心元件电磁感应盘在加热过程中没有温升，不存在热损耗的现象，节能环保；

(4)适用范围广，可对单件小批量的不同尺寸、型号坯料进行整体或局部加热。

对于电磁感应加热电机构建的加热系统而言，本发明的技术方案是：电磁感应加热电机构建的加热系统，包括两台前述本发明的电磁感应加热电机，两台电机的电磁感应盘相对设置，两个电磁感应盘之间设有待加热件，两个电磁感应盘内的磁性钢板在电磁感应盘端面处磁极相反。

与现有技术相比，本发明的电磁感应加热电机加热系统具有以下进步：

(1)系统搭建较容易，适应不同的工作场合，便于移动和运输，制造成本低；

(2)设计思路新颖，采用非接触方式加热，且加热工具本体没有温升，节能环保。

作为优化，所述电磁感应盘上设有18-22处矩形槽。此时，磁性钢板之间间隔合适，相对设置的电磁感应盘间磁感线为平行线，磁感线分布比较均匀、连续，电磁感应盘回转运动时磁感线分布稳定，保证待加热件切割磁感线运动时感应电动势保持稳定，便于感应电动势和待加热件温升的设计和计算。

作为优化，所述矩形槽长度为90-110mm，宽度为15-25mm，深度为75-85mm。保证单组相对设置的磁性钢板间具有足够的磁感线密度。

进一步，作为优选，所述矩形槽长度为100mm，宽度为20mm，深度为80mm。选择此组参数与电磁感应盘上的矩形槽数目相配合，保证磁感线分布均匀连续，磁感线密度符合需求。

对于电磁感应加热电机进行加热的方法而言，本发明的技术方案是：使用电磁感应加热电机进行加热的方法，采用前述本发明的电磁感应加热电机构建的加热系统，加热时：所述待加热件固定于相对设置的电磁感应盘之间，其端部靠近电磁感应盘圆心位置，相对设置的电磁感应盘上的两组磁性钢板之间形成笼式的平行磁感线结构，通过上位机控制同时启动两侧电机，实现电磁感应盘同向、同速回转运动，即笼式磁感线回转运动，待加热件切割磁感线，在待加热件端部与切割磁感线处形成电势差，产生感应电流，由于待加热件电阻极小，在感应电动势的作用下感应电流极大，待加热件迅速升温，所述待加热件加热端设有温度传感器，采集加热端温度并与上位机通讯，上位机设置温度上限，加热端温度到达上限时，电磁感应盘停止回转，实现自动停止加热。

与现有技术相比，本发明的电磁感应加热电机加热系统的加热方法具有以下进步：

(1)采用电磁感应的加热方法，电磁感应加热电机上的电磁感应盘没有温升，不存在热损耗的现象，节能环保；

(2)可实现局部加热，可通过控制电机转速控制加热速率，可通过温度传感器的反馈实现加热温度可控；

(3)待加热件电阻小，在感应电动势不高的情况下即可产生较高的感应电流，升温快且加热均匀。

附图说明

图1为本发明的电磁感应加热电机加热系统的结构示意图；

图2为本发明的电磁感应加热电机的结构示意图；

图3为本发明的电磁感应加热电机的剖视图。

附图中的标记为：

1-电机本体，11-电机轴；2-电磁感应加热装置，21-电磁感应盘、211-矩形槽，22-驱动转盘，23-驱动转盘压紧板，24-磁性钢板；3-待加热件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不作为对本发明限制的依据。

参见图1-3，本发明的电磁感应加热电机包括电机本体1和电磁感应加热装置2；所述电磁感应加热装置2包括套设于电机本体1的电机轴11上的驱动转盘22、设于驱动转盘22外端面并固连于电机轴的驱动转盘压紧板23和固连于驱动转盘22外端面的电磁感应盘21；所述电磁感应盘21上沿周向均匀分布有多个矩形槽211，所述矩形槽211的中线指向电磁感应盘21的圆心，形成放射状排列，槽内设有n级或s级统一朝向槽底的磁性钢板24。

参见图1，本发明的电磁感应加热电机构建的加热系统包括两台前述本发明的电磁感应加热电机，两台电机的电磁感应盘21相对设置，两个电磁感应盘21之间设有待加热件3，两个电磁感应盘21内的磁性钢板24在电磁感应盘21端面处磁极相反。

作为优化，所述电磁感应盘21上设有18-22处矩形槽211。此时，磁性钢板24之间间隔合适，相对设置的电磁感应盘21间磁感线为平行线，磁感线分布比较均匀、连续，电磁感应盘21回转运动时磁感线分布稳定，保证待加热件3切割磁感线运动时感应电动势保持稳定，便于感应电动势和待加热件温升的设计和计算。

作为优化，所述矩形槽211长度为90-110mm，宽度为15-25mm，深度为75-85mm。保证单组相对设置的磁性钢板24间具有足够的磁感线密度。

作为一个具体实施例：所述电磁感应盘21上设有20处矩形槽211。

所述矩形槽211长度为100mm，宽度为20mm，深度为80mm。

矩形槽211槽型尺寸与电磁感应盘21上的矩形槽211数目相配合，保证磁感线分布均匀连续，磁感线密度符合需求。

本发明的电磁感应加热电机进行加热的方法采用上述的电磁感应加热电机构建的加热系统，加热时：所述待加热件3固定于相对设置的电磁感应盘21之间，其端部靠近电磁感应盘21圆心位置，相对设置的电磁感应盘21上的两组磁性钢板24之间形成笼式的平行磁感线结构，通过上位机控制同时启动两侧电机，实现电磁感应盘21同向、同速回转运动，即笼式磁感线回转运动，待加热件3切割磁感线，在待加热件3端部与切割磁感线处形成电势差，产生感应电流，由于待加热件3电阻极小，在感应电动势的作用下感应电流极大，待加热件3迅速升温，所述待加热件3加热端设有温度传感器，采集加热端温度并与上位机通讯，上位机设置温度上限，加热端温度到达上限时，电磁感应盘21停止回转，实现自动停止加热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。