124178. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kisfrekvenciájú áramokkal való induktív fűtésre
2 124178. Az 1. ábra az ismert vektordiagramiin, amelyben Jo a gerjesztő tekercsben folyó az indukáló erőifluxust gerjesztő áram, miely fluxus az örvényáramihordozót (té-5 8'elyt és betétet) járja át. Míg transzformátor esetén már üresjá rásnál is mágmeseződnek a transzlformátor lemezei, ami a gerjesztőtekercsben keringő mágnesező áramot tesz szüksé-10 gessé, a magnak vékony lemezekké való felosztása az örvényárami okozta túlnagy indukciós bő fejlődését van, hivatva meggátolni, a magnélküli indukciós kemiencékben a mágnesező áram 15 úgyszólván terhelő áram gyanánt szerepel, amely a magban, tehát az olvasztótégellyel és fémes betétjével képviselt orván yáramhordozóban indukció folytán a hőenergia maximumát ven hivatva í'ej-20 leszteni. Elméletileg tehát az indukcióskc<mienee terhelését transzformátor üresjárásával hasonlíthatjuk össze, azonban azzal a különbséggel, hogy a tekercsen belülfefcvő mágneses mezőnek más az 25 elosztása. Mindaddig míg a tekercs belsejében örvónyáTaimhordozó nine*, a mező elosztása egyeenletes. Ez az elosztás gya korlatilag csak kis mértékben változik; ha az örvényáramhordozó, úgy mint az 30 ismert transzíonmíátoroknál, az erővona^ lakkal párhuzamosan fekvő vékony lemezekből van összetéve. Ha azonban a tekercsbe töimör magot helyeizünk, akkor az örvónyáraímíak okozta, az áram és íe-35 szültség közötti fáziseltolás folytán a mágneses mtező elosztása az örvónyáram,hordozoban megváltozik. Az örvényáram hordozójában a tekercs tengelyéhez koaxiálisán áramló indukciós áraníok 40 sűrűsége az örvényáramhordozó szélétől annak közepe felé csökken és a mágneses m'ező eloszlása parabolához hasonlóvá, •vagy láincvonalalakuvá válik. Az 1. ábrán feltüntetett vektordia-45 grammból kitűnik, hogy a mágneses áramnak (amely ebben az esetben a terhelőáram) 90°-kal előresiető üresjárási E,> feszültség felel meg, amelyet a következő egyenlet jellemez: 50 E0 = 4,44.f.Q.J 0 .u.^p- (1) Ebben az egyenletben f a frekvencia, Q az örvényáram hordozójának a tekercsen belül fekvő keresztmetszete cm2 -ben, (u) a permeabilitás és (1) a tekercs hossza 55 centiméterben, míg E0 oly képzelt üresjárási feszültség, amely akkor lépne fel, ha az üzemi gerjesztő ampermenetek, valamint 0o erővonalfolyam esetén megosztott — lemezeit •— örvényáramhordozó (a villamosságot vezető, indukció követ- 60 keltében örvényáramokat fejlesztő, mágnesrendszer erővonalteróbe "helyezeti test) volna jelen, vagy pedig egyáltalán semilyen örvényáramhordazó sem volna, azaz az erővonalfolyam csak levegőn vagy szi- 65 getelőanyagon haladna át. Az örvényáramhordozó indukált áramának Js vektora a terhelési áramhoz képest a gerjesztőtekorcsben bizonyos, még ismeretlen (180-a) szöggel az utóbbihoz 70 képest közel ellenkező irányban el van tolva. Az örvényáramhordozóban minden bizonnyal induktív és ohmikus feszültségesésnek is lel kell lépnie, amely feszült- 75 ségeséseket az ábrán mint két, egymásra merőleges vektort tüntettük fel. Az örvényárammal gerjesztett Ea induktív feszültségesés az előbbivel szemben 90°-kai előresiet, míg az ohmikus (e) fe- 80 szültségesés annak áramirányába, a Ja irányba esik, úgyhogy az Ei0 fiktív üresjárási feszültséggel gerjesztett E'0 ellenelektromos erő az Es és (e) összetevőre bontható. §5 Az induktív feszültségesés Es vektora tehát a Js áramvoktorra derékszögben áll és nagyságát az alábbi egyenlet fejezi ki: Es = L.w.J s (2) ahol L az induktancia és w = 2II f, míg az 90 ohmikus feszültségesés a Js áramvektor irányában e = r0 . J s (3) nagyságú, ahol ro az örvényáramhordozó ohmikus ellenállása, A 0O primer és 0 S sze- g5 kunder erőfolyamatoknak a diagrammból való összetevéséből az eredő 0o.sin a mező adódik. Az 1. ábrán feltüntetett vektordiagrammból az ismert és ismeretlen értékek 10 Q most már közvetlenül levezethetők, nevezetesen e = r0 . J s = E 0 . sin a (4) és Js = J 0 . cos a (5) Az örvényáramhoirdozó íázíseltolását loo pedig az alábbi egyenletből számíthatjuk ki: k.
