[go: up one dir, main page]

SE513132C2 - Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit - Google Patents

Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit

Info

Publication number
SE513132C2
SE513132C2 SE9804058A SE9804058A SE513132C2 SE 513132 C2 SE513132 C2 SE 513132C2 SE 9804058 A SE9804058 A SE 9804058A SE 9804058 A SE9804058 A SE 9804058A SE 513132 C2 SE513132 C2 SE 513132C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
unit
workpiece
poles
unit according
pole
Prior art date
Application number
SE9804058A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9804058D0 (en
SE9804058L (en
Inventor
Goeran Langstedt
Tord Cedell
Original Assignee
Linlan Induction Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linlan Induction Ab filed Critical Linlan Induction Ab
Priority to SE9804058A priority Critical patent/SE513132C2/en
Publication of SE9804058D0 publication Critical patent/SE9804058D0/en
Priority to PCT/SE1999/002200 priority patent/WO2000035250A1/en
Priority to AU20139/00A priority patent/AU2013900A/en
Publication of SE9804058L publication Critical patent/SE9804058L/en
Publication of SE513132C2 publication Critical patent/SE513132C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/36Coil arrangements
    • H05B6/44Coil arrangements having more than one coil or coil segment
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/14Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/36Coil arrangements
    • H05B6/365Coil arrangements using supplementary conductive or ferromagnetic pieces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

A unit (2) for induction heating of a workpiece comprises a disc-shaped base plate (5). At least one pole (6) is connected to the base plate (5) and arranged to abut against one side of the workpiece or a tool containing the workpiece. Moreover the unit (2) comprises a coil arranged round each pole (6) and designed to be connected to a voltage source for generating a magnetic field in and round said at least one pole (6). The unit (2) is designed so that two identical, juxtaposed units have an essentially constant distance between poles neighbouring each other, both between said units and, if the unit has more than one pole (6), within the respective units. A heating assembly comprises at least two such units (2) which are designed and arranged side by side in such manner that each pole (6) of the heating assembly has an essentially constant distance to the neighbouring pole or poles (6).

Description

15 20 25 30 35 513 132 2 betsstycke som skall behandlas. Polerna är förskjutbara i förhållande till varandra för att applicera en presskraft på och leda in det alstrade magnetfältet i verktyget. 15 20 25 30 35 513 132 2 piece of bait to be treated. The poles are displaceable relative to each other to apply a pressing force to and guide the generated magnetic field into the tool.

Denna anordning möjliggör snabb uppvärmning av verk- tyget/arbetsstycket, men har likväl ett flertal nack- delar. Anordningens kärna och motstående poler måste storleksmässigt vara anpassade till det verktyg som behandlas. Konstruktionen ger därför en tämligen dålig geometrisk flexibilitet, i det att en och samma anordning svårligen kan användas för att behandla verktyg av olika storlek. Det har också visat sig föreligga en risk för lokal överhettning av verktyget/arbetsstycket. Ytterli- gare en nackdel uppkommer när magnetfältets inträngnings- djup i verktyget/arbetsstycket skall vara mycket litet, såsom vid behandling av tunna verktyg/arbetsstycken.This device enables rapid heating of the tool / workpiece, but still has a number of disadvantages. The core and opposing poles of the device must be sized to fit the tool being treated. The construction therefore gives a rather poor geometric flexibility, in that one and the same device can hardly be used to treat tools of different sizes. It has also been shown that there is a risk of local overheating of the tool / workpiece. A further disadvantage arises when the penetration depth of the magnetic field into the tool / workpiece is to be very small, such as when treating thin tools / workpieces.

Inträngningsdjupet minskar visserligen med en ökning av frekvensen av den pålagda spänningen, men en ökad frek- vens medför samtidigt oönskat stora förluster i kärnan, dvs en låg verkningsgrad hos uppvärmningsanordningen.Although the penetration depth decreases with an increase in the frequency of the applied voltage, an increased frequency also entails undesirably large losses in the core, ie a low efficiency of the heating device.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att över- vinna ovanstående problem, dvs att åstadkomma en jämnare och mer kontrollerad uppvärmning samt en ökad geometrisk flexibilitet. Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en induktiv uppvärmning med hög verkningsgrad oberoende av arbetsstyckets/verktygets tjocklek. Likaså är det önskvärt att kunna åstadkomma olika temperatur i olika delar av verktyget/arbetsstycket i en och samma process- cykel.The present invention has for its object to overcome the above problems, ie to achieve a smoother and more controlled heating as well as an increased geometric flexibility. A further object is to provide an inductive heating with high efficiency regardless of the thickness of the workpiece / tool. It is also desirable to be able to achieve different temperatures in different parts of the tool / workpiece in one and the same process cycle.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av följande beskrivning, har nu helt eller delvis uppnåtts genom uppfinningen medelst en uppvärmningsenhet, ett uppvärmningsaggregat och en press enligt efterföljande patentkrav l, 25 och 34. Föredragna utföringsformer anges i de underordnade patentkraven. Nämnda ändamål uppnås även helt eller delvis genom förfaranden enligt efterföl- jande patentkrav 37-38. 10 15 20 25 30 35 5.13 132 3 Uppfinningen är tillämplig för värmebehandling av arbetsstycken inneslutna i ett pressverktyg. Ett icke- begränsande exempel på sådana arbetsstycken är råmaterial som helt eller delvis består av plast eller kompositmate- rial. Uppfinningen är även tillämplig för direkt värmebe- handling av arbetsstycken, såsom komponenter omfattande både metalliska och polymera material, i syfte att åstad- komma en separation av dessa material.These and other objects, which will appear from the following description, have now been achieved in whole or in part by the invention by means of a heating unit, a heating unit and a press according to the appended claims 1, 25 and 34. Preferred embodiments are stated in the dependent claims. Said object is also achieved in whole or in part by methods according to the following claims 37-38. The invention is applicable to heat treatment of workpieces enclosed in a press tool. A non-limiting example of such workpieces is raw materials that consist wholly or partly of plastic or composite material. The invention is also applicable for direct heat treatment of workpieces, such as components comprising both metallic and polymeric materials, in order to achieve a separation of these materials.

Till skillnad från gängse konstruktioner för induk- tiv uppvärmning utgår föreliggande uppfinning från sepa- rata enheter, eller moduler, som är konstruerade för anbringning mot verktyget/arbetsstycket. Eftersom enheten saknar kärna i gängse mening, dvs en kärna som omsluter verktyget/arbetsstycket, kan en eller flera enheter pla- ceras väsentligen godtyckligt över verktyget. Detta ger en stor geometrisk flexibilitet, eftersom antalet enheter kan väljas och utplaceras så, att uppvärmning av önskade delar av verktyget àstadkommes.Unlike conventional designs for inductive heating, the present invention is based on separate units, or modules, which are designed for mounting to the tool / workpiece. Since the unit lacks a core in the usual sense, ie a core that encloses the tool / workpiece, one or more units can be placed substantially arbitrarily over the tool. This provides a great deal of geometric flexibility, since the number of units can be selected and deployed so that heating of desired parts of the tool is achieved.

Eftersom enheten är så utformad att två identiska, sida vid sida placerade enheter tillsammans uppvisar ett väsentligen konstant avstånd mellan närmast varandra be- lägna poler, både inom en enhet och mellan de sida vid sida placerade enheterna, möjliggörs en jämn fördelning av magnetfältet över verktyget när flera enheter kombine- ras till ett större aggregat. Med avståndet mellan två poler avses den minsta sträckan mellan polernas ytter- omkrets. Eftersom det alstrade magnetfältets styrka avtar med kvadraten på avståndet från respektive pol, leder ett konstant polavstànd inom ett sådant aggregat till en jäm- nare uppvärmning av det under enheterna anordnade verk- tyget/arbetsstycket.Since the unit is designed so that two identical, side-by-side units together have a substantially constant distance between adjacent poles, both within a unit and between the side-by-side units, an even distribution of the magnetic field across the tool is possible when several units are combined into one larger unit. The distance between two poles refers to the smallest distance between the outer circumference of the poles. Since the strength of the generated magnetic field decreases with the square at the distance from the respective pole, a constant pole distance within such an assembly leads to a more even heating of the tool / workpiece arranged under the units.

Enligt ett föredraget utförande är bottenplattans ytterkontur försedd med minst ett anliggningsparti som är utformat för anliggning mot ett motsvarande parti hos en annan, identisk enhet. Därmed kan två enheter bringas till anliggning mot varandra och sålunda utan inbördes mellanrum täcka ett parti av verktyget/arbetsstycket. 10 15 20 25 30 35 513 132 4 Enligt ett särskilt föredraget utförande är botten- plattans ytterkontur helt uppbyggd av rätlinjiga anligg- ningspartier. Därmed kan många enheter anbringas med sina bottenplattor kant mot kant över verktyget/arbetsstycket.According to a preferred embodiment, the outer contour of the bottom plate is provided with at least one abutment portion which is designed for abutment against a corresponding portion of another, identical unit. Thus, two units can be brought into abutment against each other and thus cover a portion of the tool / workpiece without mutual intervals. 10 15 20 25 30 35 513 132 4 According to a particularly preferred embodiment, the outer contour of the bottom plate is completely built up of rectilinear abutment portions. Thus, many units can be applied with their base plates edge to edge over the tool / workpiece.

Enligt ett föredraget utförande har varje enhet minst två poler, vilka är placerade i ett tvådimensio- nellt mönster över bottenplattan. Detta möjliggör en ännu jämnare fördelning av det alstrade magnetfältet över arbetsstycket/verktyget, och därmed en jämnare uppvärm- ning av detsamma. Vid användning av den uppfinningsenliga enheten i en press erhålls dessutom en jämnare fördelning av presskrafterna över verktyget/arbetsstycket.According to a preferred embodiment, each unit has at least two poles, which are placed in a two-dimensional pattern over the base plate. This enables an even more even distribution of the generated magnetic field over the workpiece / tool, and thus a more even heating of the same. When using the unit according to the invention in a press, a more even distribution of the pressing forces over the tool / workpiece is also obtained.

Det är föredraget att mönstret av poler inom en enhet är vridsymmetriskt, eftersom detta leder till jämn fördelning av både magnetfältet och eventuella press- krafter över verktyget.It is preferred that the pattern of poles within a unit be rotationally symmetrical, as this leads to even distribution of both the magnetic field and any pressing forces across the tool.

För att minska risken för lokal överhettning är polerna i tvärsnitt företrädesvis utformade utan skarpa eller rätvinkliga kanter.To reduce the risk of local overheating, the poles in cross section are preferably designed without sharp or rectangular edges.

Enligt ett föredraget utförande är spolarna så anslutna till spänningskällan att strömmarna i närmast varandra belägna polers spolar är fasförskjutna relativt varandra. Detta medför att det magnetiska flödet omväx- lande kommer att vara riktat från och till varje pol.According to a preferred embodiment, the coils are so connected to the voltage source that the currents in the coils of adjacent poles are phase-shifted relative to each other. This means that the magnetic flux will alternately be directed from and to each pole.

Sett över en längre tidsperiod kommer det magnetiska flödet att vara väsentligen homogent fördelat över arbetsstycket/verktyget, varför en god jämnhet i uppvärm- ningen kan uppnås.Seen over a longer period of time, the magnetic flux will be substantially homogeneously distributed over the workpiece / tool, so that a good uniformity in the heating can be achieved.

I en föredragen utföringsform av enheten är fas- skillnaden mellan närmast varandra belägna polers spolar en heltalsmultipel av 60 grader. Detta innebär att såväl tvåfas- som trefassystem, och även andra system, kan användas och att en jämn nätbelastning kan åstadkommas.In a preferred embodiment of the unit, the phase difference between the coils of the nearest poles is an integer multiple of 60 degrees. This means that both two-phase and three-phase systems, as well as other systems, can be used and that an even mains load can be achieved.

I en speciellt föredragen utföringsform av uppvärm- ningsaggregatet är enheter anbringade på ömse sidor om verktyget/arbetsstycket. Genom styrning av fasskillnaden mellan motstående poler kan därmed magnetfältets inträng- 10 15 20 25 30 35 513 132 5 ning i djupled genom verktyget/arbetsstycket styras.In a particularly preferred embodiment of the heating unit, units are mounted on either side of the tool / workpiece. By controlling the phase difference between opposite poles, the penetration of the magnetic field in depth through the tool / workpiece can thus be controlled.

Inträngningsdjupet är exempelvis som störst när två mot- stående poler drivs i motfas, dvs med en fasskillnad om 180 grader, och som minst när fasskillnaden är 0 grader.The penetration depth is, for example, greatest when two opposing poles are driven in opposite phase, ie with a phase difference of 180 degrees, and at least when the phase difference is 0 degrees.

Således kan inträngningsdjupet varieras med bibehållet hög verkningsgrad. Dessutom kan aggregatet användas för uppvärmning av ett arbetsstycke med ojämn tjocklek, eftersom varje motstàende polpar kan styras individuellt att alstra ett magnetfält med önskat inträngningsdjup.Thus, the penetration depth can be varied while maintaining high efficiency. In addition, the unit can be used to heat a workpiece of uneven thickness, since each opposing pole pair can be individually controlled to generate a magnetic field with the desired penetration depth.

Aggregatet kan således användas för att åstadkomma en likformig temperaturfördelning i arbetsstycket oberoende av dess form. Alternativt kan olika temperatur åstad- kommas i olika delar av arbetsstycket i en och samma processcykel.The assembly can thus be used to achieve a uniform temperature distribution in the workpiece regardless of its shape. Alternatively, different temperatures can be achieved in different parts of the workpiece in one and the same process cycle.

Det uppfinningsenliga förfarandet omfattar minst ett av stegen: a) att bestämma den frekvens vid vilken maximal aktiv effektöverföring sker från varje enhet till det arbetsstycke eller verktyg som ska värmas; b) att avstämma en resonanskrets så, att maximal aktiv effektöverföring sker till arbetsstycket/verktyget; c) att låsa fasen hos den spänning som matas till respektive spole för åstadkommande av en jämn uppvärmning i ett plan som sträcker sig parallellt med enhetens poler; och d) att genom pulsbreddsmodulering styra den till respektive spole matade spänningens duty-cycle så, att önskad effektöverföring erhålls.The method according to the invention comprises at least one of the steps: a) determining the frequency at which maximum active power transfer takes place from each unit to the workpiece or tool to be heated; b) to tune a resonant circuit so that maximum active power transfer takes place to the workpiece / tool; c) locking the phase of the voltage supplied to the respective coil to provide an even heating in a plane extending parallel to the poles of the unit; and d) by controlling by pulse width modulation the duty cycle of the voltage supplied to the respective coil so that the desired power transfer is obtained.

Vart och ett av ovanstående steg ger i den före- dragna utföringsformen möjlighet att påverka både den till verktyget överförda effekten och jämnheten i upp- värmningen.In the preferred embodiment, each of the above steps makes it possible to influence both the power transferred to the tool and the evenness of the heating.

I uppvärmingsaggregatet styrs företrädesvis varje enhet individuellt för optimal reglering av uppvärm- ningen, dvs temperaturen i verktyget/arbetsstycket.In the heating unit, each unit is preferably controlled individually for optimal control of the heating, ie the temperature in the tool / workpiece.

Ovanstående förfarande möjliggör även experimentell registrering av en lämplig tidsperiod för ström- och 10 15 20 25 30 35 513m 13.2 6 spänningstillförsel för att uppnå önskad uppvärmning i en mängd olika tillämpningar. Sålunda kan ett antal olika ”uppvärmningsscheman” registreras, vilka därefter kan köras regelmässigt.The above method also enables experimental recording of a suitable time period for current and voltage supply 1313 6 voltage supply to achieve the desired heating in a variety of applications. Thus, a number of different "heating schemes" can be registered, which can then be run regularly.

Uppfinningen beskrivs nedan i exemplifierande syfte med hänvisning till de bifogade ritningarna, vilka sche- matiskt och i exemplifierande syfte åskådliggör för när- varande föredragna utföringsformer.The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings, which schematically and by way of example illustrate presently preferred embodiments.

Fig 1 är en sektionsvy av ett uppvärmningsaggregat omfattande ett antal uppfinningsenliga enheter för induk- tiv uppvärmning av ett arbetsstycke.Fig. 1 is a sectional view of a heating unit comprising a number of units according to the invention for inductive heating of a workpiece.

Fig 2 är en sprängvy av en uppfinningsenlig enhet.Fig. 2 is an exploded view of a unit according to the invention.

Fig 3a-3f är planvyer av olika utföranden av upp- finningsenliga enheter, vilka är bringade till anliggning mot varandra för bildande av ett uppvärmningsaggregat. Av tydlighetsskäl visas endast enheternas poler och botten- plattor.Figs. 3a-3f are plan views of different embodiments of units according to the invention, which are brought into abutment against each other to form a heating unit. For the sake of clarity, only the poles and base plates of the units are shown.

Fig 4 är en planvy av tre uppvärmningsenheter som är placerade sida vid sida och som var och en har en cent- ralt anordnad pol med cirkulärt tvärsnitt. Av tydlighets- skäl visas endast enheternas poler och bottenplattor.Fig. 4 is a plan view of three heating units which are placed side by side and each of which has a centrally arranged pole with a circular cross-section. For the sake of clarity, only the units' poles and base plates are shown.

Fig 5a är ett diagram över tidsvariationen hos faserna i ett trefassystem, och fig 5b-5c åskådliggör schematiskt det magnetiska flödet mellan polerna inom en enhet vid två olika tidpunkter.Fig. 5a is a diagram of the time variation of the phases in a three-phase system, and Figs. 5b-5c schematically illustrate the magnetic flux between the poles within a unit at two different times.

Fig 6 är en sektionsvy av två enheter som är place- rade var sin sida om ett arbetsstycke.Fig. 6 is a sectional view of two units placed one side of a workpiece.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Fig 1 visar ett aggregat för induktiv uppvärmning av ett verktyg. Aggregatet omfattar två separata stommar 1 som var och en är uppbyggd av ett flertal separata upp- värmningsenheter eller moduler 2. Stommarna 1 är place- rade på var sin sida om ett verktyg 3, vilket innehåller ett arbetsstycke 4 som skall värmas upp.Description of Preferred Embodiments Fig. 1 shows an assembly for inductive heating of a tool. The unit comprises two separate frames 1, each of which is built up of a plurality of separate heating units or modules 2. The frames 1 are placed on each side of a tool 3, which contains a workpiece 4 to be heated.

Varje uppvärmningsenhet eller modul 2 omfattar i den visade utföringsformen en skivformig bottenplatta 5, tre poler 6 och en kring varje pol 6 anordnad spole 7. Poler- 10 15 20 25 30 35 513 132 7 na 6 är fast förbundna med bottenplattan 5 och är anord- nade att ligga an mot verktyget 3. Varje spole 7 är an- sluten till en spänningskälla 8 och en styrenhet 9. Av àskàdlighetsskäl visas endast anslutningen av två poler till spänningskällan 8 och styrenheten 9, vilka är utfor- made att via spolarna 7 alstra ett magnetfält i och kring respektive pol 6. Detta magnetfält värmer upp verktyget 3 och arbetsstycket 4, såsom kommer att beskrivas i större detalj nedan. Det àskådliggjorda uppvärmningsaggregatet kan exempelvis vara monterat i en press, så att motrik- tade presskrafter är applicerade på stommarnas l bort från verktyget 3 vända sidor.In the embodiment shown, each heating unit or module 2 comprises a disc-shaped base plate 5, three poles 6 and a coil 7 arranged around each pole 6. The poles 6 are fixedly connected to the base plate 5 and are arranged Each coil 7 is connected to a voltage source 8 and a control unit 9. For the sake of clarity, only the connection of two poles to the voltage source 8 and the control unit 9 is shown, which are designed to generate via the coils 7 a magnetic field in and around the respective pole 6. This magnetic field heats the tool 3 and the workpiece 4, as will be described in greater detail below. The illustrated heating unit can, for example, be mounted in a press, so that opposite pressing forces are applied to the sides of the frames 1 away from the tool 3.

I fig 2 visas i större detalj en uppfinningsenlig modul 2 ingående i ett aggregat enligt fig l. Av tydlig- hetsskäl är modulens 2 delar åtskilda från varandra.Fig. 2 shows in greater detail a module 2 according to the invention included in an assembly according to Fig. 1. For the sake of clarity, the parts of the module 2 are separated from each other.

Modulens 2 skivformiga bottenplatta 5 består av en under- del 5' Underdelen 5' utföringsformen frästa spår 10, i vilka ett kylmedium kan och en ovandel 5". har i den visade passera under sin väg från ett inloppsrör ll till ett ut- loppsrör 12. Kylmediet är avsett att leda bort värme som eventuellt leds ner i modulen 2 vid uppvärmningen av verktyget 3. Kylmediet kan vara vatten, luft eller någon annan för ändamålet lämplig fluid. På bottenplattans 5 ovandel 5" är det utformat tre vinkelrätt mot botten- plattan 5 utskjutande poler 6. En spole 7 är anordnad kring respektive pol 6. Spolarna 7 är via ledningar 13 anslutna till den här ej visade spänningskällan 8 och styrenheten 9.The disc-shaped bottom plate 5 of the module 2 consists of a lower part 5 'The lower part 5' of the embodiment milled grooves 10, in which a cooling medium can and an upper part 5 "has in the shown pass under its path from an inlet pipe 11 to an outlet pipe 12 The coolant is intended to dissipate heat that may be conducted down into the module 2 during the heating of the tool 3. The coolant can be water, air or any other fluid suitable for the purpose. On the upper part 5 "of the bottom plate 5, three perpendicular to the bottom plate are formed 5 projecting poles 6. A coil 7 is arranged around the respective pole 6. The coils 7 are connected via lines 13 to the voltage source 8 (not shown) and the control unit 9.

I den utföringsform som visas i fig 2 är polernas 6 tvärsnitt väsentligen cirkulärt. Polernas 6 tvärsnitt kan alternativt vara elliptiskt eller polygonalt, exempelvis sexkantigt. Det är dock föredraget att polernas 6 tvär- snitt saknar skarpa eller rätvinkliga hörn, eftersom det alstrade magnetfältet tenderar att koncentreras vid så- dana hörn och orsaka lokal överhettning av underliggande partier av arbetsstycket 4. Polerna 6 är placerade i ett tvådimensionellt mönster på modulens 2 bottenplatta 5 för 10 15 20 25 30 35 513 132 8 att ge en så jämn uppvärmning som möjligt av arbets- stycket 4. Av samma orsak är polerna 6 placerade med ett konstant inbördes avstånd på bottenplattan 5. Vidare är polernas 6 tvärsnittsarea maximerad, så att en så stor kontaktyta som möjligt åstadkommes för ledning av det alstrade magnetfältet ner i verktyget. För god styrbarhet av temperaturfördelningen i arbetsstycket 4 bör polerna 6 sammanlagt täcka minst ca 20% av bottenplattans 5 yta.In the embodiment shown in Fig. 2, the cross section of the poles 6 is substantially circular. The cross section of the poles 6 can alternatively be elliptical or polygonal, for example hexagonal. However, it is preferred that the cross-sections of the poles 6 have no sharp or right-angled corners, since the generated magnetic field tends to concentrate at such corners and cause local overheating of the underlying portions of the workpiece 4. The poles 6 are placed in a two-dimensional pattern on the module 2 bottom plate 5 for 10 15 20 25 30 35 513 132 8 to give as even heating as possible of the workpiece 4. For the same reason the poles 6 are placed with a constant mutual distance on the bottom plate 5. Furthermore, the cross-sectional area of the poles 6 is maximized, so that as large a contact surface as possible is provided for guiding the generated magnetic field down into the tool. For good controllability of the temperature distribution in the workpiece 4, the poles 6 should in total cover at least about 20% of the surface of the bottom plate 5.

Modulerna är företrädesvis så utformade att två identiska, sida vid sida placerade moduler 2 uppvisar ett väsentligen konstant avstånd mellan varje pol 6 och dess närmast belägna grannpoler 6 både inom en modul 2, om varje module har minst två poler, och mellan angränsande moduler 2. Det är föredraget att modulens 2 bottenplatta 5 har en sådan ytterkontur att ett parti av en modul 2 kan bringas till plan anliggning mot ett motsvarande parti hos en annan, identisk modul 2, så att dessa modu- ler 2 utan inbördes mellanrum täcker ett parti av verkty- get 3. Exempel på speciellt föredragna utformningar ges i planvyerna i fig 3a-3e. I fig 3a och 3b har varje botten- platta 5 en ytterkontur med formen av en triangel. Närma- re bestämt är bottenplattans 5 ytterkontur liksidig i fig 3a och likbent i fig 3b. Bottenplattans 5 ytterkontur kan alternativt ha partier som väsentligen har formen av en I detta fall består ytterkonturen av två inbördes symmetriska arctan-partier arctan-kurva, såsom visas i fig 3c. och två rätlinjiga partier, vilka under rät vinkel för- binder de två arctan-partierna med varandra. Denna konst- ruktion tillåter moduler att anligga mot varandra utan inbördes mellanrum och möjliggör dessutom både en optimal polplacering och en maximering av polernas tvärsnittsyta.The modules are preferably designed so that two identical, side-by-side modules 2 have a substantially constant distance between each pole 6 and its nearest neighboring poles 6 both within a module 2, if each module has at least two poles, and between adjacent modules 2. It is preferred that the bottom plate 5 of the module 2 has such an outer contour that a portion of a module 2 can be brought into a planar abutment against a corresponding portion of another, identical module 2, so that these modules 2 cover a portion of tool 3. Examples of especially preferred designs are given in the plan views in Figs. 3a-3e. In Figs. 3a and 3b, each bottom plate 5 has an outer contour in the shape of a triangle. More specifically, the outer contour of the bottom plate 5 is equilateral in Fig. 3a and isosceles in Fig. 3b. The outer contour of the bottom plate 5 may alternatively have portions which are substantially in the form of a In this case, the outer contour consists of two mutually symmetrical arctan portions arctan curve, as shown in Fig. 3c. and two rectilinear portions, which at right angles connect the two arctan portions to each other. This construction allows modules to abut each other without mutual spacing and also enables both optimal pole placement and maximization of the poles' cross-sectional area.

Det är nämligen önskvärt att undvika kraftiga magnetfält vid skarven mellan två sida vid sida placerade moduler 2, eftersom detta kan ge upphov till stora förluster. Såle- des bör varje pol 6 ha ett maximalt avstånd till botten- plattans 5 ytterkontur, samtidigt som polerna 6 skall täcka så stor del av bottenplattans 5 yta som möjligt. En 10 15 20 25 30 35 5.13 132 9 god kompromiss mellan dessa motstridiga villkor uppnås medelst den i fig 3c visade modulen. Av tillverkningstek- niska skäl är det dock föredraget att bottenplattans 5 ytterkontur är uppbyggd av rätlinjiga partier. Ett exem- pel på en ”rätlinjig” arctan-kurva ges i fig 3d. Ytterli- gare exempel ges i fig 3e och 3f, där bottenplattans 5 ytterkontur har formen av en regelbunden, dvs liksidig, sexhörning eller en ”bikakestruktur”.Namely, it is desirable to avoid strong magnetic fields at the joint between two side-by-side modules 2, as this can give rise to large losses. Thus, each pole 6 should have a maximum distance to the outer contour of the bottom plate 5, at the same time as the poles 6 should cover as large a part of the surface of the bottom plate 5 as possible. A good compromise between these conflicting conditions is achieved by means of the module shown in Fig. 3c. For manufacturing technical reasons, however, it is preferred that the outer contour of the bottom plate 5 is built up of rectilinear portions. An example of a “rectilinear” arctan curve is given in Fig. 3d. Further examples are given in Figs. 3e and 3f, where the outer contour of the bottom plate 5 has the shape of a regular, ie equilateral, hexagon or a “honeycomb structure”.

En speciellt föredragen utföringsform av den upp- finningsenliga modulen framgår av fig 4, som visar tre sådana sida vid sida placerade moduler 2. Varje botten- platta 5 har formen av en regelbunden sexhörning och har endast en centralt anordnad pol 6 med cirkulärt tvär- snitt. Denna ytterkontur och polplacering är enkel att åstadkomma och garanterar att varje pol 6 har ett kons- tant avstånd till närmast belägna poler 6 när modulerna 2 anligger mot varandra. Dessutom är det i detta utförande möjligt att åstadkomma både ett adekvat avstånd från polen 6 till bottenplattans 5 ytterkontur och god täck- ning av bottenplattans 5 yta.A particularly preferred embodiment of the module according to the invention is shown in Fig. 4, which shows three such modules placed side by side 2. Each bottom plate 5 has the shape of a regular hexagon and has only a centrally arranged pole 6 with a circular cross-section . This outer contour and pole placement is easy to achieve and guarantees that each pole 6 has a constant distance to the nearest poles 6 when the modules 2 abut each other. In addition, in this embodiment it is possible to provide both an adequate distance from the pole 6 to the outer contour of the bottom plate 5 and good coverage of the surface of the bottom plate 5.

I det följande beskrivs styrningen av en modul och ett aggregat enligt uppfinningen. Först beskrivs hur magnetfältet förändras över tiden inom en modul med tre poler. Därefter kommer samverkan mellan två sådana mot- stående moduler att belysas. Avslutningsvis kommer ett sätt för automatisk styrning av uppvärmningen att för- klaras.In the following, the control of a module and an assembly according to the invention is described. First, it is described how the magnetic field changes over time within a module with three poles. Thereafter, the interaction between two such opposing modules will be elucidated. Finally, a way of automatically controlling the heating will be explained.

Varje modul styrs individuellt i den föredragna ut- föringsformen. Detta möjliggör en lokal styrning av det magnetfält som alstras och därmed möjlighet att värma upp olika delar av arbetsstycket eller verktyget olika mycket. I utförandet enligt fig 2 är varje spole 7 före- trädesvis ansluten till en respektive fas hos en spän- ningskälla 8 med tre faser. Polerna 6 ligger an mot verk- tyget 3 och bildar därigenom en magnetiskt sluten krets när spolarna 7 matas med en spänning. Det magnetfält som alstras när en ström flyter genom spolarna 7 ger upphov 10 15 20 25 30 35 515 132 10 till olika förluster i verktyget 3, vilka gör att verkty- get 3 värms upp. De förlustmekanismer som ger upphov till uppvärmningen är hysteresförluster, virvelströmsförluster och anomala förluster, även kallade mikrovirvelströmsför- luster. Styrning av faserna ger möjlighet att påverka det magnetiska fältet och därmed uppvärmningen, såväl i ytled som i djupled, såsom beskrivs i det följande.Each module is controlled individually in the preferred embodiment. This enables a local control of the magnetic field that is generated and thus the possibility of heating different parts of the workpiece or tool to different amounts. In the embodiment according to Fig. 2, each coil 7 is preferably connected to a respective phase of a voltage source 8 with three phases. The poles 6 abut against the tool 3 and thereby form a magnetically closed circuit when the coils 7 are supplied with a voltage. The magnetic field generated when a current flows through the coils 7 gives rise to various losses in the tool 3, which cause the tool 3 to heat up. The loss mechanisms that give rise to the heating are hysteresis losses, eddy current losses and anomalous losses, also called micro-eddy current losses. Control of the phases makes it possible to influence the magnetic field and thus the heating, both in the surface direction and in the depth direction, as described in the following.

I fig 5a visas hur spänningskällans tre faser, vilka betecknas med R, S och T, 5b-5c àskàdliggörs den tidsmässiga variationen av det varierar över tiden, och i fig magnetiska flödet mellan polerna hos en modul med tre poler, såsom exempelvis visas i fig 3a-3f, eller ett agg- regat av tre mot varandra anliggande moduler med vardera en pol, såsom exempelvis visas i fig 4. Varje pol 6 är via en spole ansluten till en respektive fas hos spän- ningskällan 8. Vid tidpunkten t1 (fig 5a) har R-fasen maximal strömstyrka, och det magnetiska flödet strömmar från den R-fas-anslutna polen R, till lika delar, till de poler S, T som är anslutna till spänningskällans S- respektive T-faser. För att underlätta förståelsen kan man tänka sig en vektoriell beskrivning av flödet, där två vektorer med samma belopp pekar från R-polen i rikt- ning mot S- respektive T-polen. Den resulterande vektorn kommer då att vara riktad rakt nedåt i figuren. Vid en (fig 5a) styrka, och det magnetiska flödet strömmar till lika senare tidpunkt tg har T-fasen minimal ström- delar från modulernas R- och S-poler till T-polen. Den resulterande vektorn kommer vid denna tidpunkt istället att vara riktad snett nedåt till höger i figuren. Den resulterande flödesvektorn har således vridits mellan tidpunkterna t1 och t2. Detta resonemang kan fortsättas på samma sätt, och leder till slutsatsen att den resulte- rande flödesvektorn har roterat ett helt varv moturs när en hel svängningsperiod har genomlöpts och R-fasen åter är maximal. Följaktligen åstadkommes en över tiden mycket jämn fördelning av flödet mellan de olika polerna R, S, T och således även en mycket jämn uppvärmning i ytled över v 10 15 20 25 30 35 513 132 ll arbetsstycket. Om dessutom ett antal moduler placeras intill varandra, för bildande av ett aggregat, så skapas synergiverkan mellan polerna 6 på olika moduler 6 och inte endast inom de enskilda modulerna, i synnerhet när varje pol 6 har ett konstant avstånd till och är ansluten till en annan fas än närmast belägna poler 6, både inom och mellan modulerna.Fig. 5a shows how the three phases of the voltage source, which are denoted by R, S and T, 5b-5c, illustrate the temporal variation of it varies over time, and in Fig. The magnetic flux between the poles of a module with three poles, as shown in Figs. 3a-3f, or an assembly of three abutting modules with one pole each, as shown in Fig. 4, for example. Each pole 6 is connected via a coil to a respective phase of the voltage source 8. At time t1 (fig. 5a), the R-phase has maximum current, and the magnetic flux flows from the R-phase-connected pole R, in equal parts, to the poles S, T which are connected to the S-and T-phases of the voltage source, respectively. To facilitate understanding, a vectorial description of the flow is conceivable, where two vectors with the same amount point from the R-pole in the direction of the S-pole and the T-pole, respectively. The resulting vector will then be directed straight downwards in the figure. At a (Fig. 5a) strength, and the magnetic flux flows until the same time tg, the T-phase has minimal current parts from the R- and S-poles of the modules to the T-pole. The resulting vector will at this point instead be directed obliquely downwards to the right in the figure. The resulting flow vector has thus been rotated between the times t1 and t2. This reasoning can be continued in the same way, and leads to the conclusion that the resulting flow vector has rotated a full revolution counterclockwise when an entire oscillation period has elapsed and the R-phase is again maximum. Consequently, over time a very even distribution of the flow between the different poles R, S, T is achieved and thus also a very even heating in surface over the workpiece. In addition, if a number of modules are placed next to each other, to form an assembly, then the synergy effect is created between the poles 6 on different modules 6 and not only within the individual modules, especially when each pole 6 has a constant distance to and is connected to another phase than the nearest poles 6, both within and between the modules.

I en annan, ej visad utföringsform av uppfinningen har modulen två poler, dels en central pol, dels en koncentriskt anordnad, ringformig pol. Polerna omges av minst var sin spole. I detta koncentriska arrangemang matas den ringformiga polens spole med en spänning som är fasvänd i förhållande till den spänning som matas till den centrala polens spole. Därmed rör sig det magnetiska flödet fram och tillbaka i radiell led mellan de båda polerna, så att en jämn uppvärmning åstadkommes.In another embodiment, not shown, of the invention, the module has two poles, partly a central pole and partly a concentrically arranged, annular pole. The poles are surrounded by at least one coil. In this concentric arrangement, the coil of the annular pole is supplied with a voltage which is phase reversed in relation to the voltage supplied to the coil of the central pole. Thus, the magnetic flux moves back and forth in a radial direction between the two poles, so that an even heating is achieved.

I samtliga fall som beskrivits ovan har de till res- pektive fas hörande polerna väsentligen samma tvärsnitts- area, eftersom detta ger jämn belastning av spännings- källan och god jämnhet i uppvärmningen.In all the cases described above, the poles belonging to the respective phase have essentially the same cross-sectional area, as this gives an even load on the voltage source and good uniformity in the heating.

Genom att placera moduler på var sin sida om verk- tyget/arbetsstycket kan man mycket noggrant styra upp- värmningen av detta, eftersom ett magnetiskt fält kan alstras och styras genom verktyget/arbetsstycket. Fig 6 visar schematiskt en första modul 2a, som med sina poler 6 är anbringad mot en första sida av ett arbetsstycke 4, och en andra modul 2b, som är anbringad mot en andra, motstående sida av arbetsstycket 4. Polerna är således vända mot och parvis inriktade med varandra. Varje modul är individuellt styrbar.By placing modules on each side of the tool / workpiece, you can very accurately control the heating of this, since a magnetic field can be generated and controlled by the tool / workpiece. Fig. 6 schematically shows a first module 2a, which with its poles 6 is mounted against a first side of a workpiece 4, and a second module 2b, which is mounted against a second, opposite side of the workpiece 4. The poles are thus facing and paired with each other. Each module is individually controllable.

Antag först, såsom antyds i fig 6, att modulerna är placerade så att den första modulens 2a R-pol är belägen mitt för den andra modulens 2b R-pol, att den första modulens 2a S-pol är belägen mitt för den andra modulens 2b S-pol och att den första modulens 2a T-pol är belägen mitt för den andra modulens 2b T-pol. Om de båda moduler- na 2a, 2b drivs med samma spänning så alstras två motrik- | C L __: 10 15 20 25 30 35 513 132 12 Detta leder till att flödena böjer av innan de har hunnit tränga långt in i arbetsstycket 4. tade magnetflöden.Assume first, as indicated in Fig. 6, that the modules are positioned so that the R-pole of the first module 2a is located opposite the R-pole of the second module 2b, that the S-pole of the first module 2a is located opposite the second module 2b S-pole and that the T-pole of the first module 2a is located opposite the T-pole of the second module 2b. If the two modules 2a, 2b are operated with the same voltage, two counter- | C L __: 10 15 20 25 30 35 513 132 12 This causes the currents to deflect before they have penetrated far into the workpiece 4. magnetic currents.

Följaktligen àstadkommes endast en ytuppvärmning av arbetsstycket 4. Om istället spänningsmatningen till den andra modulen 2b fasvänds 180 grader jämfört med den första modulen 2a àstadkommes det motsatta förhållandet, nämligen att det magnetiska flödet drivs rakt igenom arbetsstycket 4, vilket ger upphov till en jämn uppvärm- ning av hela arbetsstycket 4 och inte bara dess yta.Consequently, only a surface heating of the workpiece 4 is provided. If, instead, the voltage supply to the second module 2b is phase-turned 180 degrees compared to the first module 2a, the opposite relationship is achieved, namely that the magnetic flux is driven straight through the workpiece 4, the entire workpiece 4 and not just its surface.

Genom att det mellan modulerna 2a, 2b föreligger en varierbar fasskillnad, som ligger mellan O och 180 grader, så kan alltså olika inträngningsdjup i arbets- stycke 4 åstadkommas. Detta kan exempelvis göras med en enkel faslåsningskrets.Because there is a variable phase difference between the modules 2a, 2b, which is between 0 and 180 degrees, different penetration depths in workpiece 4 can thus be achieved. This can be done, for example, with a simple phase locking circuit.

Uppvärmningen av arbetsstycket 4 kan också styras genom att man på fysiskt vrider de motstående modulerna 2a, 2b i förhållande till varandra, exempelvis så att de poler som befinner sig mittemot varandra är R-S, S-T respektive T-R. Polerna behöver inte nödvändigtvis vara belägna precis mitt för varandra, utan kan även vara delvis förskjutna i sidled i förhållande till varandra.The heating of the workpiece 4 can also be controlled by physically rotating the opposite modules 2a, 2b relative to each other, for example so that the poles which are opposite each other are R-S, S-T and T-R, respectively. The poles do not necessarily have to be located exactly opposite each other, but can also be partially offset laterally in relation to each other.

I den för närvarande föredragna utföringsformen av uppfinningen sker en automatisk styrning av uppvärm- ningen. Verktyget 3 är försett med ett antal temperatur- sensorer, som är av i sig känt slag och vars utsignaler fungerar som insignaler till styrenheten 9 som styr spänningsmatningen till uppvärmningsmodulerna.In the presently preferred embodiment of the invention, an automatic control of the heating takes place. The tool 3 is provided with a number of temperature sensors, which are of a type known per se and whose output signals function as input signals to the control unit 9 which controls the voltage supply to the heating modules.

Styrenheten 9 kan beskrivas som en krets som kan påverkas på väsentligen tre nivåer. På den yttersta nivån, där den långsammaste styrningen àstadkommes, regleras den tillförda spänningen med en enkel typ av regulator, exempelvis en on/off-regulator eller en P/D- regulator. Genom att i beroende av den uppmätta tempera- turen ändra spänningsmatningens duty-cycle (dvs genom pulsbreddsmodulering styra längden av tidsperioderna med spänningsmatning till modulen) kan uppvärmningen regle- ras. Den verktyget tillförda energin beror nämligen bland :KJ 10 15 20 25 30 35 513 132 13 annat av längden av tidsperioderna med spänningstillför- sel till spolarna.The control unit 9 can be described as a circuit which can be actuated on substantially three levels. At the extreme level, where the slowest control is achieved, the applied voltage is regulated with a simple type of regulator, for example an on / off regulator or a P / D regulator. By changing the duty cycle of the voltage supply (ie by pulse width modulation, controlling the length of the time periods with voltage supply to the module) depending on the measured temperature, the heating can be regulated. The energy supplied to the tool depends, among other things, on: KJ 10 15 20 25 30 35 513 132 13 other on the length of the time periods with voltage supply to the coils.

På nästa underliggande nivå finns komponenter för reglering av den aktiva effektöverföringen till verk- tyget. Detta ger en snabbare reglering än den som kan åstadkommas med hjälp av temperatursensorerna. Dessa komponenter innefattar en resonanskrets, vilken omfattar en kondensator med en varierbar kapacitans alternativt en induktor med en varierbar induktans. Den aktiva effekt- överföringen till verktyget beräknas genom mätning av Därefter regleras strömmen, spänningen och fasvinkeln. kondensatorns kapacitans, alternativt induktorns induk- tans, tills effektfaktorn aktiva effektöverföringen till verktyget, blir maximal.At the next underlying level, there are components for regulating the active power transfer to the tool. This provides a faster control than that which can be achieved with the help of the temperature sensors. These components comprise a resonant circuit which comprises a capacitor with a variable capacitance or an inductor with a variable inductance. The active power transfer to the tool is calculated by measuring The current, voltage and phase angle are then regulated. the capacitance of the capacitor, or the inductance of the inductor, until the power factor active power transfer to the tool, is maximized.

Idealt innebär detta att drivsteget endast belastas av en (cosw), och därmed även den resistiv last, dvs cosç=l.Ideally, this means that the drive stage is only loaded by one (cosw), and thus also the resistive load, ie cosç = l.

Pà den tredje och lägsta nivån finns komponenter som, om möjligt, styr frekvensen tills elektrisk resonans erhålls. spolen och att effektfaktorn är maximal.At the third and lowest level there are components that, if possible, control the frequency until electrical resonance is obtained. coil and that the power factor is maximum.

Detta innebär att kondensatorn är avstämd mot Därmed maximeras även den aktiva effektöverföringen till verktyget, och den reaktiva (eller ”onyttiga") effekten minimeras.This means that the capacitor is tuned to This also maximizes the active power transfer to the tool, and the reactive (or "useless") power is minimized.

Värmningen av verktyget maximeras därmed. Detta är den snabbaste och mest grundläggande styrningen.The heating of the tool is thus maximized. This is the fastest and most basic control.

Ovan har endast några möjliga utföringsformer av uppfinningen beskrivits. Fackmannen kan med ledning av beskrivningen åstadkomma ett antal varianter som är lämp- liga för den aktuella tillämpningen och som ligger inom de bifogade patentkravens skyddsomfång. Exempelvis kan styrenhetens utformning varieras för att åstadkomma maxi- mal effektöverföring till verktyget. Även andra polmöns- ter och bottenplattor än de som har beskrivits här är möjliga att åstadkomma. Exempelvis kan varje bottenplatta ha fler än tre poler. Även i detta fall är det föredraget att närmast varandra belägna poler är anslutna till olika faser hos spänningskällan. Polerna bör dessutom vara anordnade i ett vridsymmetriskt mönster på bottenplattan, 10 15 20 30 35 513 132 14 så att en vridning av modulen över maximalt 120 grader överför polmönstret på sig självt. I fallet med sex poler på bottenplattan och tre faser hos spänningskällan, bör mönstret vara vridsymmmetriskt för en vridning av modulen över 60 grader. Även om det är föredraget att enheterna har en ytterkontur som tillåter enheterna att anligga direkt mot varandra utan inbördes mellanrum, kan enheterna ha en godtycklig ytterkontur. I detta fall är enheterna lämp- ligen placerade i och inbördes fixerade av en ramkonst- ruktion för bildande av nämnda stomme.Only a few possible embodiments of the invention have been described above. Based on the description, the person skilled in the art can provide a number of variants which are suitable for the application in question and which are within the scope of protection of the appended claims. For example, the design of the control unit can be varied to achieve maximum power transfer to the tool. Pole patterns and base plates other than those described here are also possible to achieve. For example, each base plate may have more than three poles. Also in this case, it is preferable that adjacent poles are connected to different phases of the voltage source. The poles should also be arranged in a rotationally symmetrical pattern on the base plate, so that a rotation of the module over a maximum of 120 degrees transmits the pole pattern on itself. In the case of six poles on the base plate and three phases of the voltage source, the pattern should be rotationally symmetrical for a rotation of the module over 60 degrees. Although it is preferred that the units have an outer contour that allows the units to abut directly against each other without mutual spacing, the units may have an arbitrary outer contour. In this case, the units are suitably placed in and mutually fixed by a frame structure for forming said frame.

Det må påpekas att ett uppvärmningsaggregat enligt uppfinningen kan omfatta parvis motstående enheter, eller en mot verktygets/arbetsstyckets ena sida anbringad stomme som är bildad av flera enheter, eller en kombination av dessa. I det fall enheter endast är anbringade mot verktygets/arbetsstyckets ena sida, bör dock ett magnetiskt ledande mothåll vara anbringat mot verktygets/arbetsstyckets motstående sida. Utan ett sådant mothåll kommer det alstrade magnetfältet att huvudsakligen sträcka sig direkt mellan enheternas poler, varför inträngningsdjupet blir litet. Med ett motstående mothåll drivs magnetfältet i större grad genom det mellanliggande verktyget/arbetsstycket.It should be pointed out that a heating unit according to the invention may comprise units opposite in pairs, or a body attached to one side of the tool / workpiece which is formed by several units, or a combination of these. However, if units are only mounted against one side of the tool / workpiece, a magnetically conductive abutment should be mounted against the opposite side of the tool / workpiece. Without such an abutment, the generated magnetic field will mainly extend directly between the poles of the units, so that the penetration depth will be small. With an opposite abutment, the magnetic field is driven to a greater extent through the intermediate tool / workpiece.

Modulernas poler är företrädesvis tillverkade av annat material än elektroplåt, eftersom det är svårt och kostsamt att i elektroplåt åstadkomma poler i ett lämp- ligt mönster och med en lämplig tvärsnittsform, dvs utan skarpa eller rätvinkliga hörn. Polerna är företrädesvis tillverkade genom sammanpressning av ett metallpulver och ett bindemedel. Denna tillverkningsteknik är i och för sig känd inom andra teknikområden, se exempelvis US-A-2 937 964. Närmare bestämt är varje metallpulverkorn före pressningen belagt med ett tunt ytskikt av ett bindeme- del. Metallpulverkornen är därmed elektriskt isolerade från varandra. I den föredragna utföringsformen utgörs bindemedlet av fenolharts. När pulvret sammanpressas 10 513 132 15 under högt tryck bildas en mycket hàllfast struktur som kan bearbetas till önskad form genom skärande bearbet- ning. Förutom i sammanhanget lämpliga magnetiska egenska- per har detta material även visat sig ha god hållfasthet och kunna ta upp stora presskrafter. Enligt ett föredra- get utförande är bottenplattan och polerna tillverkade i ett stycke i detta material. Alternativt kan polerna tillverkas separat och sedan fästas på bottenplattan genom limning, bultförband eller något annat likvärdigt förfarande. Bottenplattan kan därvid vara tillverkad i detta material, men även andra material än tänkbara, t ex elektroplåt.The poles of the modules are preferably made of a material other than electroplate, since it is difficult and expensive to produce poles in electroplate in a suitable pattern and with a suitable cross-sectional shape, ie without sharp or rectangular corners. The poles are preferably made by compressing a metal powder and a binder. This manufacturing technique is known per se in other fields of technology, see for example US-A-2 937 964. More specifically, each metal powder grain is coated with a thin surface layer of a binder before pressing. The metal powder grains are thus electrically insulated from each other. In the preferred embodiment, the binder is phenolic resin. When the powder is compressed under high pressure, a very durable structure is formed which can be machined to the desired shape by cutting machining. In addition to magnetic properties suitable in this context, this material has also been shown to have good strength and be able to absorb large compressive forces. According to a preferred embodiment, the base plate and the poles are made in one piece in this material. Alternatively, the poles can be manufactured separately and then attached to the base plate by gluing, bolted joints or some other equivalent method. The bottom plate can then be made of this material, but also other materials than conceivable, eg electroplate.

Claims (38)

10 15 20 25 30 35 513 132 16 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 513 132 16 PATENT REQUIREMENTS 1. Enhet för induktiv uppvärmning av ett arbets- stycke (4), vilken enhet omfattar en skivformig botten- platta (5), minst en med bottenplattan (5) förbunden pol (6), som är anordnad för anbringning mot en sida av arbetsstycket (4) inne- hållande verktyg eller ett arbetsstycket (4) (3), och en spänningskälla en kring respektive pol (6) anord- nad spole (7) (8) som är ansluten till varje spole (7) för alstring av ett magnetfält i och (6), sida vid sida placerade enheter kring nämnda minst en pol varvid enheten är så ut- formad att två identiska, uppvisar ett väsentligen konstant avstånd mellan närmast (6), och mellan nämnda enheter.A unit for inductive heating of a workpiece (4), which unit comprises a disc-shaped base plate (5), at least one pole (6) connected to the base plate (5), which is arranged for mounting against one side of the workpiece (4) containing tools or a workpiece (4) (3), and a voltage source a coil (7) (8) arranged around each pole (6) which is connected to each coil (7) for generating a magnetic fields in and (6), side-by-side units around said at least one pole, the unit being so designed that two identical, have a substantially constant distance between the nearest (6), and between said units. 2. Enhet enligt krav 1, en ytterkontur omfattande minst ett anliggningsparti som varandra belägna poler både inom respektive enhet varvid bottenplattan (5) har är utformat för anliggning mot ett motsvarande parti hos en annan, identisk enhet.A unit according to claim 1, an outer contour comprising at least one abutment portion as poles located opposite each other both within each unit, the bottom plate (5) being designed for abutment against a corresponding portion of another, identical unit. 3. Enhet enligt krav 2, varvid minst ett anligg- ningsparti är rätlinjigt.A unit according to claim 2, wherein at least one abutment portion is rectilinear. 4. Enhet enligt krav 2 eller 3, varvid minst ett anliggningsparti väsentligen har formen av en arctan- kurva.An assembly according to claim 2 or 3, wherein at least one abutment portion is substantially in the form of an arctane curve. 5. Enhet enligt något av föregående krav, varvid bottenplattan (5) har en ytterkontur omfattande minst tre rätlinjiga partier.A unit according to any one of the preceding claims, wherein the bottom plate (5) has an outer contour comprising at least three rectilinear portions. 6. Enhet enligt något av föregående krav, varvid bottenplattan (5) har en ytterkontur omfattande endast rätlinjiga partier.A unit according to any one of the preceding claims, wherein the bottom plate (5) has an outer contour comprising only rectilinear portions. 7. Enhet enligt något av föregående krav, varvid bottenplattans (5) ytterkontur har formen av en triangel.A unit according to any one of the preceding claims, wherein the outer contour of the bottom plate (5) has the shape of a triangle. 8. Enhet enligt krav 7, gel är liksidig.Unit according to claim 7, gel is equilateral. 9. Enhet enligt krav 7, likbent. varvid vilken nämnda trian- varvid nämnda triangel är 10 15 20 25 30 35 513 132 17A device according to claim 7, isosceles. wherein said triane is wherein said triangle is 10 15 20 25 30 35 513 132 17 10. Enhet enligt något av föregående krav, varvid bottenplattans (5) företrädesvis en bikakestruktur. ytterkontur har formen av en hexagon,A unit according to any one of the preceding claims, wherein the bottom plate (5) is preferably a honeycomb structure. outer contour has the shape of a hexagon, 11. ll. Enhet enligt något av föregående krav, varvid samtliga poler (6) totalt täcker minst ca 20% av botten- plattans (5)11. ll. Unit according to one of the preceding claims, wherein all poles (6) in total cover at least about 20% of the bottom plate (5) 12. Enhet enligt något av föregående krav, yta. varvid varje pol (6) i ett snitt längs bottenplattan (5) saknar spetsiga eller rätvinkliga hörn.Unit according to one of the preceding claims, surface. each pole (6) in a section along the base plate (5) lacking pointed or right-angled corners. 13. Enhet enligt något av föregående krav, varvid varje pol (6) har väsentligen elliptiskt tvärsnitt.An assembly according to any one of the preceding claims, wherein each pole (6) has a substantially elliptical cross-section. 14. Enhet enligt något av föregående krav, varvid varje pol (6) har väsentligen cirkulärt tvärsnitt.An assembly according to any one of the preceding claims, wherein each pole (6) has a substantially circular cross-section. 15. Enhet enligt något av föregående krav, omfattande minst två poler (6), vilka är placerade på bottenplattan (5) anbringning mot en sida av arbetsstycket (4) arbetsstycket (4)A unit according to any one of the preceding claims, comprising at least two poles (6), which are placed on the base plate (5) mounting against one side of the workpiece (4) the workpiece (4) 16. Enhet enligt krav 15, sådant att en vridning av bottenplattan (5) i ett tvådimensionellt mönster för eller det innehållande verktyget (3). varvid nämnda mönster är över en vin- kel av maximalt 120 grader huvudsakligen överför mönstret på sig självt.An assembly according to claim 15, such that a rotation of the base plate (5) in a two-dimensional pattern for or containing the tool (3). wherein said pattern is over an angle of a maximum of 120 degrees mainly transmits the pattern on itself. 17. Enhet enligt krav 15 eller 16, mönster har formen av en regelbunden månghörning. varvid nämndaA unit according to claim 15 or 16, a pattern having the shape of a regular polygon. wherein said 18. Enhet enligt krav 15 eller 16, varvid polerna (6) är anordnade i ett koncentriskt mönster.An assembly according to claim 15 or 16, wherein the poles (6) are arranged in a concentric pattern. 19. Enhet enligt något av krav 15-18, varvid det föreligger en inbördes fasskillnad mellan de strömmar som flyter genom spolarna (7) hos närmast varandra belägna poler (6) på enheten.A unit according to any one of claims 15-18, wherein there is a mutual phase difference between the currents flowing through the coils (7) of adjacent poles (6) on the unit. 20. Enhet enligt krav 19, är en heltalsmultipel av 60 grader. varvid nämnda fasskillnadThe unit of claim 19, is an integer multiple of 60 degrees. wherein said phase difference 21. Enhet enligt något av kraven 15-20, varvid (7) hos närmast varandra belägna poler (6) är (8). spolarna anslutna till olika faser hos spänningskällan 10 15 20 25 30 35 513 132 18An assembly according to any one of claims 15-20, wherein (7) of adjacent poles (6) are (8). the coils connected to different phases of the voltage source 10 15 20 25 30 35 513 132 18 22. Enhet enligt krav 21, är tillordnad poler (6) så, varvid spänningskällan (8) att polerna (6) för respek- tive fas har samma totala tvärsnittsarea.An assembly according to claim 21, is assigned poles (6) such that the voltage source (8) that the poles (6) for each phase have the same total cross-sectional area. 23. Enhet enligt något av föregående krav, varvid (10) genomströmning av ett kylande medium. kylslingor är utformade i bottenplattan (5) förA unit according to any one of the preceding claims, wherein (10) flow-through of a cooling medium. cooling coils are formed in the base plate (5) for 24. Enhet enligt något av föregående krav, varvid varje pol (6) är tillverkad genom pressning av ett metallpulver och ett bindemedel.An assembly according to any one of the preceding claims, wherein each pole (6) is made by pressing a metal powder and a binder. 25. Uppvärmningsaggregat omfattande minst en enhet enligt något av kraven 1-24, varvid minst en enhet (2) är anbringad mot en första sida av arbetsstycket (4) eller ett arbetsstycket (4)Heating unit comprising at least one unit according to any one of claims 1-24, wherein at least one unit (2) is mounted against a first side of the workpiece (4) or a workpiece (4) 26. Uppvärmningsaggregat omfattande minst två innehållande verktyg (3). enheter enligt något av kraven 1-24, varvid enheterna (2) är anbringade sida vid sida mot en första sida av arbets- (4) eller ett arbetsstycket (4) (3).Heating unit comprising at least two tools (3). units according to any one of claims 1-24, wherein the units (2) are arranged side by side against a first side of the workpiece (4) or a workpiece (4) (3). 27. Uppvärmningsaggregat enligt krav 26, varvid stycket innehållande verktyg avståndet mellan närmast varandra belägna poler (6) är väsentligen konstant över hela uppvärmningsaggregatet.A heater according to claim 26, wherein the piece containing tool the distance between adjacent poles (6) is substantially constant over the entire heater. 28. Uppvärmningsaggregat enligt något av kraven 25- 27, omfattande minst ett magnetiskt ledande mothåll som är anbringat mot en andra, motstående sida av arbets- stycket/verktyget.A heating unit according to any one of claims 25-27, comprising at least one magnetically conductive abutment mounted against a second, opposite side of the workpiece / tool. 29. Uppvärmningsaggregat enligt något av kraven 25- 28, varvid minst en motsvarande enhet (2) är anbringad mot en andra, motsatt sida av arbetsstycket/verktyget.A heating unit according to any one of claims 25-28, wherein at least one corresponding unit (2) is mounted against a second, opposite side of the workpiece / tool. 30. Uppvärmningsaggregat enligt krav 29, varvid de motstående, på ömse sidor om arbetsstycket (4) anbringade enheternas (2) poler (6)Heating unit according to claim 29, wherein the opposite poles (6) of the units (2) mounted on either side of the workpiece (4) 31. Uppvärmningsaggregat enligt krav 29 eller 30, är anordnade mitt för varandra. omfattande en styranordning (9) som är utformad att elektriskt styra fasskillnaden mellan strömmarna genom spolarna (7) hos nämnda motstående poler (6) i syfte att variera det alstrade magnetfältets inträngningsdjup i arbetsstycket/verktyget. 10 15 20 25 30 35 513 132 19Heating units according to claim 29 or 30, are arranged opposite each other. comprising a control device (9) designed to electrically control the phase difference between the currents through the coils (7) of said opposite poles (6) in order to vary the penetration depth of the generated magnetic field into the workpiece / tool. 10 15 20 25 30 35 513 132 19 32. Uppvärmningsaggregat enligt krav 29 eller 30, omfattande en styranordning (9) som är utformad att meka- niskt verkställa inbördes vridning av nämnda motstående uppvärmningsenheter (2) i syfte att variera det alstrade magnetfältets inträngningsdjup i arbetsstycket/verktyget.Heating unit according to claim 29 or 30, comprising a control device (9) designed to mechanically effect mutual rotation of said opposing heating units (2) in order to vary the depth of penetration of the generated magnetic field into the workpiece / tool. 33. Uppvärmningsaggregat enligt krav 31 eller 32, omfattande en temperatursensor för mätning av temperatu- ren i verktyget (3), varvid temperatursensorns utsignal utgör insignal till styranordningen (9).Heating unit according to claim 31 or 32, comprising a temperature sensor for measuring the temperature in the tool (3), wherein the output signal of the temperature sensor constitutes an input signal to the control device (9). 34. Press för framställning av produkter helt eller delvis av plast eller kompositmaterial, omfattande en enhet enligt något av krav 1-24 eller ett aggregat enligt något av kraven 25-33.Press for the production of products wholly or partly of plastic or composite material, comprising a unit according to any one of claims 1-24 or an assembly according to any one of claims 25-33. 35. Användning av en enhet enligt något av kraven l- 24 eller ett aggregat enligt något av kraven 25-33 för värmebehandling av komponenter omfattande både metalliska och polymera material i syfte att separera de metalliska och polymera materialen från varandra.Use of a unit according to any one of claims 1 to 24 or an assembly according to any one of claims 25 to 33 for heat treatment of components comprising both metallic and polymeric materials for the purpose of separating the metallic and polymeric materials from each other. 36. Användning av en enhet enligt något av kraven l- 24 eller ett aggregat enligt något av kraven 25-33 för uppvärmning av ett pressverktyg som är monterat i en press för framställning av produkter helt eller delvis av plast eller kompositmaterial.Use of a unit according to any one of claims 1 to 24 or an assembly according to any one of claims 25-33 for heating a press tool mounted in a press for the production of products wholly or partly of plastic or composite material. 37. Förfarande för styrning av en enhet enligt något av kraven l-24 eller ett aggregat enligt något av kraven 25-33, innefattande minst ett av stegen: a) att bestämma den frekvens vid vilken maximal aktiv effektöverföring sker från varje enhet (2) till arbetsstycket (4); b) att avstämma en resonanskrets så, att maximal (4): c) att låsa fasen hos den spänning som matas till aktiv effektöverföring sker till arbetsstycket respektive spole (7) för àstadkommande av en jämn upp- värmning i ett geometriskt plan som sträcker sig paral- lellt med enhetens (2) (6); poler och 513 152 20 d) att genom pulsbreddsmodulering styra den till respektive spole (7) matade spänningens duty-cycle så, att önskad effektöverföring erhålls.A method for controlling a unit according to any one of claims 1-24 or an assembly according to any one of claims 25-33, comprising at least one of the steps: a) determining the frequency at which maximum active power transmission takes place from each unit (2) to the workpiece (4); b) to tune a resonant circuit so that the maximum (4): c) to lock the phase of the voltage supplied to active power transmission takes place to the workpiece and coil (7), respectively, to achieve an even heating in a geometric plane which extends parallel to the unit (2) (6); poles and 513 152 d) to control by pulse width modulation the duty-cycle of the voltage supplied to the respective coil (7) so that the desired power transfer is obtained. 38. Förfarande för styrning av en enhet enligt något av kraven 1-24 eller ett aggregat enligt något av kraven 25-33, varvid varje enhet (2) styrs individuellt.A method of controlling a unit according to any one of claims 1-24 or an assembly according to any one of claims 25-33, wherein each unit (2) is controlled individually.
SE9804058A 1998-11-26 1998-11-26 Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit SE513132C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9804058A SE513132C2 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit
PCT/SE1999/002200 WO2000035250A1 (en) 1998-11-26 1999-11-26 Unit for induction heating and assembly having such a unit
AU20139/00A AU2013900A (en) 1998-11-26 1999-11-26 Unit for induction heating and assembly having such a unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9804058A SE513132C2 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9804058D0 SE9804058D0 (en) 1998-11-26
SE9804058L SE9804058L (en) 2000-05-27
SE513132C2 true SE513132C2 (en) 2000-07-10

Family

ID=20413423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9804058A SE513132C2 (en) 1998-11-26 1998-11-26 Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2013900A (en)
SE (1) SE513132C2 (en)
WO (1) WO2000035250A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12363802B2 (en) 2019-12-05 2025-07-15 Ghsp, Inc. Inductive cooktop coil and display system
WO2024129839A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 Ghsp, Inc. Ferrite core and induction coil having a ferrite core for an inductive cooktop

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5421977B2 (en) * 1973-08-22 1979-08-03
DE69132177T2 (en) * 1990-11-30 2000-12-21 Nordson Corp., Westlake Induction dryer and magnetic separator
SE9600130D0 (en) * 1996-01-16 1996-01-16 Gunilla Lindstroem Ab Dr Method and apparatus for heating and cooling of tools mounted in a press

Also Published As

Publication number Publication date
SE9804058D0 (en) 1998-11-26
SE9804058L (en) 2000-05-27
WO2000035250A1 (en) 2000-06-15
AU2013900A (en) 2000-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9287146B2 (en) Induction heating apparatus and induction heating method
TWI558066B (en) Electric machine
US7034263B2 (en) Apparatus and method for inductive heating
US7049563B2 (en) Induction cooker with heating coil and electrical conductor
CA2043650C (en) Electromagnetic device for heating metal elements
ES2372860T3 (en) INDUCTION WARMING BY EXPLORATION.
CN107481832B (en) Electric control permanent magnet type magnetic field generating device for magnetorheological plane polishing
US7315011B2 (en) Magnetic heating device
JP2002529906A (en) Induction heating apparatus and method for controlling temperature distribution
CN110026670A (en) Dissimilar metal plate collection magnetic-control power formula magnetic field impulse attachment device and its working method
SE513131C2 (en) Device for inductive heating, pressure, use of the device and method for controlling the device
SE513132C2 (en) Unit for inductive heating, heater, press, use of a unit and method for controlling a unit
US2144377A (en) Induction heater
WO2004030413A1 (en) Frying hob arrangement
CN104046964B (en) The electromagnetic induction heater that thermal power density radial distribution is adjustable
CN1078040A (en) Induction dryer and magnetic separtor
WO2017093168A1 (en) An inductive coil unit
CN107424720B (en) Electric control permanent magnet type magnetic field generating device for magnetorheological plane polishing
CN100474985C (en) Coil for induction heating of a strip or another elongate metal workpiece
RU2151201C1 (en) Method of induction gradient heating and device for its realization
CN207587461U (en) For the electric control permanent magnet formula field generator for magnetic of magnetorheological plane polishing
US20030164097A1 (en) Heating of calender roll surfaces
EP1582627A1 (en) Rail heating device
EP1141482B1 (en) Heating of calender roll surfaces
SU1212820A1 (en) Device for electric heating of articles

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9804058-7

Format of ref document f/p: F