[發明專利]用于自適應控制的加熱器束和減少電流泄漏的方法

有效

• 申請號: 201780043834.2
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN109479341B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 馬卡·D·埃弗利;邁克爾·W·魯爾;路易斯·P·辛德豪爾;馬卡·L·霍恩;理查德·T·威廉姆斯
• 申請（專利權）人: 沃特洛電氣制造公司
• 主分類號: H05B1/02
• 分類號: H05B1/02
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 田欣欣;段曉玲

1.一種控制流體的加熱系統的方法，包括：

提供至少一個加熱器組件，加熱器組件包括多個加熱器單元，每個加熱器單元包括至少一個電阻加熱元件并且限定至少一個獨立控制的加熱區，所述加熱器組件包括使所述多個加熱器單元的電阻加熱元件電絕緣的絕緣材料；

通過電連接到每個加熱器單元中的每個獨立控制的加熱區的電源導體向每個加熱器單元供電；和

調制供應給每個獨立控制的加熱區的功率，以沿著所述加熱器組件的長度提供所期望的熱分布，并適用于所述加熱器組件外圍的加熱目標的條件，其中電壓被選擇性地提供給每個獨立控制的加熱區，使得獨立控制的加熱區的至少一子集始終接收降低的電壓以減少通過所述絕緣材料的電流泄漏。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：使用比例因子用于調整調制功率，確定要選擇性地提供的電壓的大小，以及確定選擇性地提供電壓的持續時間中的至少一個。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括使用所述比例因子作為以下至少一個的函數：至少一個獨立控制的加熱區的功率損耗容量，至少一個獨立控制的加熱區的最大允許溫度，至少一個獨立控制的加熱區的暴露的加熱面積，加熱系統的熱行為模型，產生由加熱器系統加熱的流體流動的環境系統的特性，加熱器組件上的流體流速，至少一個獨立控制的加熱區的面積，至少一個獨立控制的加熱區的電絕緣電阻，至少一個獨立控制的加熱區的電流泄漏，至少一個獨立控制的加熱區的電路電阻，至少一個獨立控制的加熱區的區電路EMF，以及至少一個獨立控制的加熱區的介電常數。

4.根據權利要求2所述的方法，其中所述比例因子是功率限制函數，該函數限制瓦特數，選擇性供應的電壓的大小以及為每個加熱區提供的電壓被選擇性地供應到小于通過使用比例函數在全線電壓下產生的值的多個值的持續時間中的一個值，所述比例函數是期望值與全線電壓值之間的比率，其中功率控制器通過將百分比輸出乘以所述比例函數來提供比例輸出。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述電壓順序地提供給所述獨立控制的加熱區的預定幾何區域。

6.根據權利要求1所述的方法，其中基于每個加熱區的電阻變化將所述電壓順序地提供給不同的加熱區。

7.根據權利要求1所述的方法，其中基于異常條件關閉至少一個加熱區，而剩余區繼續選擇性地接收所述電壓。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，基于至少一個加熱區的操作特性來調節連續地向每個加熱區供應電壓的速率。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述操作特性是至少一個加熱區的電阻，溫度，和電阻隨時間的變化，加熱器組件上的流體流速，獨立控制的加熱區的面積，至少一個獨立控制的加熱區的電絕緣電阻，至少一個獨立控制的加熱區的電流泄漏，至少一個獨立控制的加熱區的電路電阻，至少一個獨立控制的加熱區的區電路EMF，至少一個獨立控制的加熱區的介電常數，以及產生由加熱器系統加熱的流體流動的環境系統的特性之一。

10.一種流體的加熱器系統，包括：

一個或多個加熱器組件，每個加熱器組件包括多個加熱器單元，每個加熱器單元包括至少一個電阻加熱元件并且限定至少一個獨立控制的加熱區，所述加熱器組件包括使所述多個加熱器單元的電阻加熱元件電絕緣的絕緣材料；和

多個電源導體，與每個加熱器單元中的每個獨立控制的加熱區電連接；和

電源裝置，被配置為通過電源導體調節到加熱器單元的每個獨立控制的加熱器區的功率，以沿著所述一個或多個加熱器組件的長度提供所期望的熱分布,并適用于所述加熱器組件外圍加熱目標的條件，其中電壓被選擇性地供應到每個獨立控制的加熱區，使得獨立控制的加熱區的至少一子集始終接收降低的電壓以減少通過所述絕緣材料的電流泄漏。

11.根據權利要求10所述的加熱器系統，其中通過可變變壓器選擇性地提供所述電壓。