Схема индукционного нагревателя металла своими руками: Простой индукционный нагреватель своими руками

Содержание

Индукционный нагреватель металла своими руками схема

Как выполнить индукционный нагреватель собственными руками?

Электромеханические нагреватели действуют по принципу “получение тока из магнетизма”. В специализированной катушке создается переменое магнитное поле большой мощности, которое порождает вихревые переменные токи в замкнутом проводнике.

Замкнутым проводником в индукционных плитах считается посуда из металла, которая разогревается вихревыми переменными токами. В общем, рабочий принцип этих устройств прост, и если есть наличие маленьких знаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель собственными руками не будет составлять огромного труда.

Своими силами могут изготавливаться следующие приборы:

Приборы для нагревания носителя тепла в отопительном котле.
Мини-печи для плавки металлов.
Плиты для готовки пищи.

Помимо прочего большая сложность на конструкторском уровне плиты состоит в подборе материала для основания электрической плиты, которое обязано удовлетворять таким требованиям:

Замечательно проводить электромагнитное излучение.
Не являться токопроводящим материалом.
Держать большую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях применяется элитная керамика, во время изготовления дома индукционной плиты, найти хорошую замену подобному материалу – не легко. Благодаря этому, для начала следует соорудить что-нибудь намного проще, к примеру, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Для производства печи потребуются следующие инструменты и материалы:

паяльный аппарат;
припой;
текстолитовая плата.
мини-дрель.
радиоэлементы.
термопаста.
реагенты химии для травления платы.

Добавочные материалы и их специфики:

Для производства катушки, которая будет источать нужное для нагревания переменое магнитное поле, нужно приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
Мощные силовые транзисторы являются очень дорогой частью самодельной индукционной установки. Для установки схемы частотного генератора нужно приготовить 2 подобных элемента. Под эти цели подходят транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Во время изготовления схемы применяются 2 похожих из указанных полевых транзисторов.
Для производства колебательно контура потребуются керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке появился электрический ток большой мощности, понадобится 7 подобных конденсаторов.
Во время работы подобного индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно прогреваться и если к ним не будут присоединены отопительные приборы из сплава алюминия, то уже через пару секунд работы на самой большой мощности, данные детали поломаются. Устанавливать транзисторы на теплоотводы следует через тоненький слой термопасты, иначе результативность подобного охлаждения будет минимальна.
Диоды, которые применяют в индукционном нагревателе, непременно должны быть ультрабыстрого действия. Самыми приемлимыми для этой схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
Резисторы, которые применяют в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не меньше 2 Вт. Дроссель для подключения к силовым выводам катушки применяется с индукцией.
Для питания всего устройства потребуется блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать это устройство можно от аккумулятора для автомобиля, однако получить самые высокие показания мощности при подобном напряжении не выйдет.

Сам производственный процесс электронного генератора и катушки занимает мало времени и выполняется в этой очередности:

Из трубы из меди выполняется спираль диаметром 4 см. Для производства спирали следует медную трубку намотать на стержень с плоской поверхностью диаметром 4 см. Спираль обязана иметь 7 витков, которые не должны контактировать. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подсоединения к отопительным приборам транзистора.
Монтажная плата делается по схеме. Если имеется возможность установить полипропиленовые конденсаторы, то в силу того, что подобные элементы обладают очень маленькими потерями и стойкой работой при больших амплитудах колебания стрессов, устройство будет работать более стабильны. Конденсаторы в схеме монтируются параллельно организуя с медной катушкой колебательный контур.
Нагрев металла происходит в середине катушки, как только схема будет подсоединена к блоку питания или аккумулятору. При нагревании металла приходится следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если затронуть нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы ломаются очень быстро.

При выполнении опытов по нагреву и закалке металлов, в середине индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов по Цельсию. Этот теплонагревательный эффект можно применять для нагрева воды для домашних потребностей или для отапливания дома.
Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при самой большой нагрузке может гарантировать излучение магнитной энергии в середине катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагревания большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки большой мощности попросит изготовление схемы, в которой потребуется задействовать довольно дорогие радиоэлементы.
Недорогим решением организации индукционного нагрева жидкости, считается применение нескольких устройств вышеописанных, размещенных постепенно. При этом, спирали должны быть на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
В качестве теплообменного аппаратаприменяется труба из нержавейки диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, поэтому, чтобы трубный змеевик оказался внутри спирали и не соприкасался с её виточками. При включении сразу 4 подобных устройств, мощность нагрева как правило составит порядка 2 Квт, что уже довольно для проточного нагрева жидкости при маленькой циркулирования воды, до значений разрешающих задействовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой дома небольших размеров.
Если объединить такой ТЕН с отлично изолированным бачком, который станет размещен выше нагревателя, то в результате выйдет бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет выполняться в середине нержавеющей трубы, вода которая нагрелась будет подниматься вверх, а её место будет занимать более прохладная жидкость.
Если площадь дома значительна, то кол-во индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
Мощность котла такого типа можно не прилагая больших усилий настраивать путём выключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем будет больше мощность работающего аналогичным образом устройства отопления.
Для питания подобного модуля потребуется мощный блок питания. Если имеется в наличии сварочный инвертор непрерывного тока, то из него можно сделать инвертор требуемой мощности.
В силу того, что система не прекращает работу на регулярном электрическом токе, который не будет больше 40 В, работа данного устройства относительно неопасна, основное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность появления пожара.
Можно аналогичным образом организовать “бесплатное” домашнее отопление, при условиях установки для питания электронных приборов батарей аккумулятора, зарядка которых будет выполняться за счёт солнечной энергии и ветра.
Аккумуляторы следует соединить в части по 2 шт., подключённые постепенно. В результате, напряжение питания при подобном подсоединении будет не меньше 24 В., что обеспечит работу котла на большой мощности. Помимо прочего, методичное подключение даст возможность уменьшить силу тока в цепи и сделать больше эксплуатационный период аккумуляторов.

Блиц-советы

Работа самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда дает возможность исключить распространение опасного для человека электромагнитного излучения, благодаря этому индукционный котёл следует ставить в помещении не для жилья и экранировать оцинковкой.
В первую очередь во время работы с электротокомнужно выполнять правила техники безопасности, тем более это касается сетей электрического тока напряжением 220 В.
В качестве экспериментаможно сделать электроплиту для готовки пищи по схеме указанной в публикации, но использовать этот прибор регулярно не рекомендуется из-за причины недоработки самостоятельного изготовления экранирования такого устройства, благодаря этому возможно действие на человеческий организм плохого электромагнитного излучения, способного плохо отразиться на здоровье.

Индукционный нагреватель собственными руками

Индукционный нагреватель очень нужная вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних умельцев. С его помощью всегда без проблем и легко можно подогреть и даже расплавить металл, вам не требуются не дешёвые тепловые носители, такие, как уголь и газ, необходимо только подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор повсеместно используют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для обработки термическим способом небольших деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автомобильном сервисе слесаря греют заржавевшие гайки. Также индуктор устанавливают в индукционных котлах, используемых для отапливания помещений для жилья.

На этом рисунке показана рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете выполнить собственными руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на 2-ух мощных полевых транзисторах. Напряжение работы генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора ощутимо возрастет, температура нагрева металла увеличится более 1000 градусов, что даст возможность плавить металлы. Во время работы транзисторы будут особенно сильно разогреваться, благодаря этому их нужно установить на большие отопительные приборы и установить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не меньше 10А, а в исправном состоянии не меньше 15А, естественно требуется высокомощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке показана монтажная плата индукционного нагревателя.

Также вам потребуются резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не меньше 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или остальные такие же на самый большой ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не меньше 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В к примеру 1N5349 и остальные. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм жёлтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных трансформаторов. На каждый дроссель нужно накрутить 25 витков медного провода диаметром 1 мм лучше всего в лаковой изоляции, если не найдете, подойдёт одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость особо не действует.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С небольшим рабочим напряжением лучше не устанавливать, будут перегреваться. Между конденсаторами оставляйте маленькое расстояние для отличного охлаждения воздушным потоком.

Дроссели решил наклеить герметиком из силикона, чтобы не болтались.

Основную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Приобрести такую можно в любом автомобильном магазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для машин. Медную трубку наматываем на кусочек полимерной трубы внешним диаметром 40 мм, подобная труба применяется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и закрепляем к отопительным приборам при помощи 2-ух клемных колодок для провода сечением 16 мм?.

Во время работы индуктор будет сильно разогреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, благодаря этому нужно выполнить охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомобильном магазине. Вышла нормальная гидравлическая система охлаждения.

Чтобы охлаждать отопительные приборы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт подобного охлаждения в реальности достаточно. Если пожелаете поднять напряжение от 12 до 60 вольт, дабы получить самую большую мощность от индукционного нагревателя, выставьте намного мощнее отопительные приборы и очень производительный вентилятор, к примеру от отопителя салона ВАЗ 2107. Лучше всего выполнить железную шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Так как индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на монтажной плате следует улучшить медной проволокой, напаянной сверху.

А сейчас самое любопытное… Проверки индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового аккумулятора для автомобиля. Иного источника питания способного выдавать большие токи у меня попросту нет. Лезвие от ножа для канцелярских работ нагрелось до красна за 10 секунд. А это эффективный результат, если взять во внимание, что индуктор запитан только от двенадцати вольт!

Друзья! По желанию собрать индукционный нагреватель собственными руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие отопительные приборы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора в первую очередь применяйте мощный источник питания прекраснее всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или подобные
Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или подобные 2 шт.
Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
Дроссели от компьютерного БП жёлтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
Колодка клемная для провода сечением 16 мм? 2 шт.
Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
Отопительный прибор если больше, то лучше 2 шт.
Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
Трубка силиконовая 2 метра
Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Советую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и прекрасного настроения! До встречи в новых статьях!

Советую взглянуть видеоролик о том, как выполнить индукционный нагреватель собственными руками

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов самой простой конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который выполняют радиолюбители.

Рабочий принцип ТВЧ установки

Катушка выполняет высокочастотное магнитное поле, и в железном предмете внутри катушки появляются вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже небольшие катушки раскачивают ток около 100 A, благодаря этому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая возмещает ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

ТВЧ катушка рукодельная

Схема принципиальная электрическая

Вот необычная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного здесь нет — приобрести нужно будет только полевые транзисторы, задействовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специализированные высоковольтные, а питание будет от аккумулятора для автомобиля 70 А/ч — он намного лучше будет держать ток.

Проект на изумление оказался успешным — все заработало, хотя и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не просит сеть 220 В — авто аккумуляторы дают возможность питать её хоть в полевых условиях (к слову, может из неё походную микроволновую печь выполнить?). Можно провести эксперимент по направлению чтобы уменьшить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) со сбережением хорошей эффективности нагрева. Тяжелые предметы из металла естественно плавить не выйдет, однако для небольших работ пойдёт.

Ток использования от источника питания 11 А, но после прогрева падает до приблизительно 7 A, так как сопротивление металла при нагревании ощутимо возрастает. И не забывайте сюда задействовать толстые провода, которые способны выдерживать более 10 А тока, иначе провода во время работы станут горячие.

Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ

Нагрев ножа ТВЧ

Другой вариант схемы — с питанием от сети

Чтобы удобнее настраивать отклик можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраевается регулятором 100к в отклик. Частотами можно управлять в диапазоне приблизительно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от адаптера сети, а силовая часть через диодный мост может быть подключена прямо к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8?10 мм.

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через определенный промежуток времени очень разогревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта рукодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и не прекращает работу уже больше года.

Навигация по записям

особенности конструкции и пример рабочей схемы устройства

Сегодня для нагрева воды чаще всего используются нагреватели индукционного типа. Популярность этих устройств во многом вызвана их экологической безопасностью и невысокой стоимостью.

Собрав индукционный нагреватель своими руками, можно изготовить прибор для проточного нагрева воды и при этом сэкономить на покупке готового.

Преимущества и недостатки

Благодаря использованию этого устройства в быту можно добиться максимальной производительности и высокой надежности при эксплуатации. Для установки агрегата не нужно брать разрешение, в отличие от газового бойлера. Если устройство используется в отопительных котлах, то в определенных ситуациях вполне можно обойтись без насосной установки, так как движение теплоносителя будет осуществляться путем конвекции. Нагреватель индуктивного типа имеет ряд преимуществ:

Невысокая стоимость.
Индуктивный нагреватель своими руками собрать достаточно просто.
Во время работы устройство не производит шум.

Наличие постоянной вибрации делает необязательным регулярный уход.
Выходы из строя наблюдаются крайне редко.

Все это и сделало устройство весьма популярным. Однако сегодня не существует приборов, которые были бы полностью лишены недостатков. Среди минусов индукционных нагревателей стоит отметить несколько:

Потребляется много электрической энергии.
Во время работы выделяется большое количество тепла.
Для предотвращения перегрева и последующей поломки агрегата, необходимо устанавливать датчик температуры.

Однако плюсы этого устройства полностью нивелируют его недостатки. В домашних условия чаще всего собирают индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Особенности конструкции

Именно благодаря своей простоте, эти приборы и пользуются большой популярностью. В корпусе находится катушка, внутрь которого вставлен отрезок трубы, с помощью двух патрубков соединенный с системой отопления. Катушку можно присоединить непосредственно к сети электропитания или сделать это через преобразователь. Во втором случае увеличится частота колебаний тока в инверторе.

В состав преобразователя входит три элемента:

Выпрямитель тока.
Двухтранзисторный инвертор.
Схема управления полупроводниковыми приборами.

Принцип работы такого устройства во многом напоминает трансформатор. Главным же отличием является вторичная обмотка — она короткозамкнута и находится внутри первичной.

Индукционный нагреватель металла. Принцип работы

Технология индукционного нагрева заготовок востребована не только в цехах горячей объёмной штамповки. Компактные индукторы необходимы, в частности, для автосервиса, занимающегося изготовлением и ремонтом стальных деталей из профилированного проката. Приобретать промышленный индуктор дорого. Есть ли альтернатива?

Как работает индукционный нагреватель?

Для реализации процесса индукционного нагрева используется известный физический принцип, когда для деформирования в горячем состоянии заготовку размещают в магнитном поле кольцеобразного индуктора. Питание такой катушки производится электрическим переменным током частоты, резко выше, чем обычная (50 или 60 Гц).

Принцип работы индукционного нагревателя следующий. Создаваемые в электромагнитном поле вихревые токи (у них есть и другое название – токи Фуко) производят нагрев металла. Непосредственное соприкосновение заготовки и нагревательного элемента не обязательно, важно только, чтобы индуктор равномерно охватывал нагреваемую поверхность металла. Используя трансформатор, установка подключается к генератору, который обеспечивает требующиеся значения мощности и частоты.

Индукционным нагревом можно обеспечить сравнительно быстрое повышение температуры поверхностных слоёв. В частности, для нагревания прутковой заготовки сечением 35…40 мм и длиной 140….150 мм потребуется около 20…25 с.

Примерные диапазоны соответствия наилучшей частоты тока и поперечного сечения круглого прутка приведены в таблице.

Диаметр, мм	20…40	40…60	60…80	80…100	100…120
Частота, кГц	100…40	40…10	10…4	4…1	1…0,5

Для полосового металла применять индукционный нагрев менее выгодно, чем для круглого прутка, поскольку расстояние между внутренним диаметром катушки и металлом непостоянно.

Обычно применяется частота от 10 кГц, тогда КПД индукционного нагревателя достигает максимума. Частота регулируется в зависимости от:

требуемой производительности нагрева;
температуры нагреваемого металла;
размеров поперечного сечения.

Конструкции промышленных индукторов снабжаются устройствами для автоматической загрузки-выгрузки нагретых заготовок. Это необходимо потому, чтобы интервал между нагревом и пластическим деформированием металла был минимальным.

Время нагрева стальных заготовок невелико: для сечения 20 мм оно составляет всего 10 с, поэтому потери металла в окалину незначительны.

Индукционный нагреватель своими руками

Известен ряд конструкций индукторов, изготовленных из сварочного инвертора, принцип действия которых может быть использован для наведения в металле вихревых токов Фуко.

Изготовление самодельного индуктора заключается в следующем. Вначале потребуется изготовить прочный корпус, в котором будет находиться узел крепления нагреваемой заготовки. Корпус необходимо подвергнуть закалке, чтобы он не деформировался под воздействием возможных ударов. Ещё лучше, если материал подвергнуть азотированию: в этом случае реализуются два преимущества — дополнительное увеличение твердости за счет более полного превращения остаточного аустенита в мартенсит, и улучшение скин-эффекта, когда по внешней стороне заготовки будет протекать более мощный ток. Прочность оценивается по пробе на искру.

Следующей стадией является изготовление нагревающей катушки. Её делают из индивидуально изолированных проводов: в этом случае потери мощности будут минимальными. Подойдёт и медная трубка – она имеет большую площадь поверхности, по которой будут наводиться вихревые токи, при этом собственный нагрев индуктора из-за высокой электропроводности меди практически отсутствует.

После подключения катушки к системе водяного охлаждения и проверки системы прокачки индуктор готов к работе.

Рабочая схема

В состав нагревателя входят следующие составляющие:

Инверторный блок, рассчитанный на напряжение 220…240 В, при токе не менее 10 А.
Трёхпроводная кабельная линия (один провод – заземляющий) с нормально разомкнутым переключателем.
Система водяного охлаждения (крайне желательно использовать очистные фильтры для воды).
Набор катушек, отличающихся внутренними диаметрами и длиной (при ограниченных объёмах работ можно обойтись и одной катушкой).
Нагревающий блок (можно применить модуль на силовых транзисторах, которые выпускаются китайскими фирмами Infineon или IGBT).
Демпферная цепь с несколькими конденсаторами Semikron.

Генератор высокочастотных колебаний принимается тот же, что и у базового инвертора. Важно, чтобы его эксплуатационные характеристики полностью соответствовали тем, которые указаны в предыдущих разделах.

После сборки блок заземляется, и с помощью соединительных кабелей нагревательная индукционная катушка присоединяется к блоку питания инвертора.

Примерные эксплуатационные возможности самодельного индукционного нагревателя металла:

Наибольшая температура нагрева, ^°С – 800.
Минимальная мощность инвертора – 2 кВА.
Продолжительность включения ПВ, не менее – 80.
Рабочая частота, кГц (регулируемая) — 1,0…5,0.
Внутренний диаметр катушки, мм – 50.

Следует отметить, что такой индуктор потребует специально подготовленного рабочего места – бака для отработанной воды, насоса, надёжного заземления.

Индукционный нагреватель металла своими руками из сварочного

Индукционный нагрев – это высокотехнологичный процесс обработки электропроводящих материалов, в основе которого лежит воздействие высокотемпературное воздействие переменным электромагнитным полем проводника. Инвертор для индукционного нагрева может быть полезен во многих сферах металлообрабатывающей промышленности.

Сварочные работы, пайка металла, кузнечное дело, закалка, печи ТВЧ, термообработка – далеко не весь список работ, использующих индукционный нагрев. Технология отличается высокой скоростью работы и отличным показателем КПД. В случае необходимости всю технологическую цепочку можно автоматизировать.

Методы индукционного развития начали применяться в промышленности с начала ХХ века, однако толчком к развитию технологии послужила Вторая мировая война, которая вынудила ученых начать поиск дешевых и надежных способов обработки металла.

Принцип работы

Основная задача индуктора – использование тепловой энергии, которая образовывается под действием электрической энергии, индуцируемой переменным магнитным полем. Конструкция простейшего индуктора включает в себя всего три элемента:

генератор переменного тока;
катушка-индуктор;
нагревательный элемент.

Катушка-индуктор, как правило, выполнена в виде медной катушки, внутрь которой помещают обрабатываемую заготовку. Когда через катушку проходит переменный ток, заготовка подвергается мощному температурному воздействию. В данном случае заготовка играет роль вторичной обмотки трансформатора, тогда как индуктор – первичной.

Электромагнитное поле создает в детали вихревые токи, которые имеют направление, обратное электрическому сопротивлению металла. Таким образом, тепловое воздействие на металл оказывается без непосредственного контакта между заготовкой и индуктором.

Преимущества

Как было сказано выше, преимущества технологии индукционного нагрева обеспечили ее стремительное распространение. Общепризнанными достоинствами данного метода являются:

Производительность. Подготовку к запуску аппарата и нагрев детали можно выполнить за короткий промежуток времени. Данное обстоятельство повышает производительность выполняемых работ, по сравнению с прочими методами нагрева, которые требуют длительного времени на достижение рабочей температуры.

Качество. Промышленное применение характеризуется минимальным количеством брака. Эффект достигается благодаря направленному действию тепловой энергии. Для повышения качества готового изделия применяют специальные вакуумные камеры, которые исключают агрессивное воздействие атмосферного воздуха.
Энергетическая эффективность. Высокая скорость работы позволяет экономить электроэнергию – нагрев поверхности происходит практически мгновенно, что отражается на себестоимости продукции.
Автоматизация. Современное оборудование оснащают программно-вычислительными комплексами, которые позволяют добиться точных результатов работы.
Экологичность. Технологический процесс не несет угрозы окружающей среде – отсутствуют токсичные выбросы в атмосферу либо другие вредные факторы.

Сборка и монтаж системы

В первую очередь следует определиться с сферой использования будущего устройства. Требования к простому лабораторному инвертору для индукционного нагрева и прибору для обогрева домашнего помещения, будут отличаться.

Печь для металла

Среди прочих положительных качеств метода следует отметить высокий уровень пожарной безопасности, а также простоту конструкции – сборку индукционного нагревателя своими руками из сварочного инвертора может выполнить специалист средней квалификации, разумеется, при условии наличия рабочей схемы.

Конструкция индукционной печи не отличается особой сложностью. Для сборки устройства понадобятся:

аккумулятор на 12 В;
обмоточный медный провод;
конденсаторы пленочного типа;
диоды;
полевые транзисторы;
радиаторы;
кольца блока питания ПК.

Данный список указывает, что изготовление устройства не потребует значительных финансовых растрат. Алгоритм сборки выглядит следующим образом:

Установка транзисторов на радиаторы охлаждения. В процессе эксплуатации устройство подвергается температурному воздействию, а потому следует использовать радиаторы большого размера.
Изготовление дросселей. Для этого понадобится медная проволока и кольца от блока питания ПК. Следите за межвитковым расстоянием – оно должно быть одинаковым.

Сборка конденсаторной батареи. Общая емкость батареи, при последовательном соединении, должна составлять 4,7 мкФ.
Изготовление обмотки. Оптимальная толщина медной проволоки – 2 мм. Необходимо создать 8 витков таким образом, чтобы внутреннее пространство могло вместить в себя обрабатываемые элементы. Не забудьте про концы для подключения к источнику питания.
Подключаем аккумулятор.

Регулировку тока проводят на этапе сборки печи – путем изменения количества витков. Для серьезных работ потребуется источник питания большой мощности. Не забывайте про систему вентиляции и отвода тепла, поскольку в процессе эксплуатации печь разогревается достаточно сильно. Точное следование инструкции защитит от возможных переделок или доработок устройства

Нагреватель для воды

Установка такого оборудования в частном доме поможет решить проблему с обогревом помещения или обеспечением горячей водой. Не смотря на высокий расход электроэнергии, подобные аппараты пользуются популярностью, ввиду своей простоты и отсутствием хлопот с согласованием проекта.

Для сборки эффективного нагревателя необходимо приготовить следующие материалы:

сварочный инвертор;
керамзит или другой теплоизоляционный материал;
медная проволока;
стальная проволока;
толстостенная пластиковая труба;
трубки разного диаметра.

В основе действия устройства положен принцип индукционного нагрева теплоносителя.

Последовательность сборки котла следующая:

Изготовления котла. Для этого подбирают две трубки с разным диаметром, которые вставляются друг в друга, с зазором 20-25 мм. Размер трубок подбирается индивидуально, в зависимости от требуемой мощности нагревателя. Увеличение длины ведет к повышению мощности. Затем вырезаются два кольца, с соблюдением величины зазора между трубами. Полученный резервуар имеет тороидальную форму
Привариваем концы колец. Обращайте внимание на герметичность соединения.
Делаем подключение к системе отопления. В наружную стенку вваривают входную и выходную трубы. Обратите внимание, что вход должен располагаться сверху, а выход снизу. Трубы должны идти по касательной к корпусу. Их диаметр должен соответствовать используемой системе отопления.
Изготавливаем обмотку. Она должна повторять форму котла. Необходимо сделать 35-40 витков, с соблюдением равного межвиткового расстояния. Такое количество обеспечит достаточную производительность.
Делаем защитный корпус. Он должен быть выполнен из диэлектрического материала, например, пластика. Диаметр защитного корпуса должен обеспечивать боковой вывод патрубков. Пространство между котлом и защитным корпусом необходимо заполнить теплоизоляционным материалом, во избежание потерь тепла.
Подключаем инверторный аппарат и теплоноситель. Котел готов к эксплуатации.

Данная конструкция отличается автономностью. Она способная проработать 20-25 лет без постороннего вмешательства. Отсутствие подшипников и прочих подвижных элементов обеспечивают надежность устройства.

Несколько слов о безопасности

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора, как и любое другое самодельное устройство, может представлять опасность для окружающих. Для обеспечения защиты необходимо соблюдать некоторые правила:

Тщательная изоляция. Все токопроводящие элементы и соединения должны быть заизолированы, во избежание поражения током.
Выбор системы отопления. Индукционный нагреватель запрещено использовать в отопительных системах с естественной циркуляцией воды. Применение допустимо только при наличии водяного насоса.
Грамотное расположение. Рекомендуемое расстояние до деталей интерьера и стен – не менее 40 см, а до пола или потолка – не менее 80 см.
Приборы безопасности. Регулировочный клапан и манометр защитят систему от перепадов давления. Также следует предусмотреть механизм стравливания воздуха из системы.

Заключение

Котлы и нагреватели индукционного типа отличаются высоким КПД, поскольку вся используемая электроэнергия преобразуется в тепло. Перед самостоятельным изготовлением какого-либо устройства настоятельно рекомендуем внимательно изучить схему и проанализировать условия работ. Это позволит избежать ошибок на стадии подготовки.

Нагревательные системы стали более совершенными, благодаря индукционным катушкам, сменившим традиционные ТЭНы. У них существенно возрос КПД, а энергопотребление, наоборот, снизилось. Эти устройства еще не нашли широкого применения, в основном из-за высокой стоимости. Используя подручные материалы, домашние мастера конструируют индукционный нагреватель из сварочного инвертора не только для систем отопления, но и для разогрева металлических заготовок перед их обработкой.

Принцип действия

Теоретические разработки в области индукционных средств нагрева долгое время не могли найти практического применения, так как низкая частота не давала нужного эффекта. Существенные сдвиги появились после того как разрешилась проблема относительно выработки высокочастотных магнитных полей. После этого появилась реальная возможность применения индукционных элементах в нагревательных системах.

Конструкция типового устройства состоит из следующих деталей:

Генератор тока. Выполняет преобразование напряжения домашней сети в высокочастотный электрический ток.
Индуктор. Представляет собой катушку, изготовленную из медной проволоки, в которой, под действием тока образуется магнитное поле.
Нагревательный элемент. Как правило, это отрезок металлической трубы, помещенный внутрь индуктора. Он нагревается сам и передает тепловую энергию в систему отопления.

Все эти компоненты находятся в тесном взаимодействии между собой. Ток высокой частоты, вырабатываемый генератором, попадает на индукционную катушку и превращается в электромагнитное поле. Вихревые потоки, возникающие в катушке, воздействуют на металлическую трубу, помещенную внутри, и разогревают ее. Вода, используемая в качестве теплоносителя, проходит через нагревательный элемент, нагревается и переносит тепловую энергию во всю систему отопления. Одновременно вода охлаждает нагревательный элемент, продлевая срок его эксплуатации.

Устройство самодельного нагревателя

Классическое индукционное устройство рекомендуется рассматривать на примере конструкции водонагревателя отопительной системы. Подобные схемы чаще всего используются на дачах и в загородных домах. Изготовление прибора начинается с индуктора. Для этого медную проволоку нужно намотать в один ряд, придав ей изначально цилиндрическую форму. Каждый виток изолируется от соседнего, исключая контакты между ними.

Количество витков, обеспечивающее нормальную работоспособность, составляет в среднем 80-100. Медные проводники могут иметь разное сечение – от 2,5 до 4 мм 2 . Сердечником служит сама отопительная труба, но на практике данный вариант не дает нужного эффекта.

Поэтому, чтобы сделать нагрев теплоносителя более интенсивным, рекомендуется воспользоваться пластиковой трубой определенной длины. Ее внутреннее пространство заполняется стальной проволокой Д 5-6 мм, разрезанной на короткие части. В этом случае, за счет индукции начинает нагреваться проволока, обтекаемая водой. Площадь теплообмена существенно увеличивается, и теплоноситель нагревается намного быстрее. Для того чтобы обрезки проволоки не смыло водным потоком, концы участка трубы ограничиваются защитой из стальных сеток.

Соединение индуктора и инвертора может быть выполнена разными способами. Некоторые специалисты изготавливают дополнительный промежуточный трансформатор. Затем к его вторичной обмотке подключается индуктор вместе с конденсатором. В другом варианте на тороидальный трансформатор высокой частоты, имеющийся в инверторе, наматывается медный провод в количестве одного витка. Далее, к нему напрямую подключается индуктор.

Во всех случаях нельзя пользоваться плюсовой и минусовой клеммами инвертора, предназначенными для сварки. На выходе у них выпрямленное напряжение, которое сопровождают пульсации высокой частоты. Под его воздействием рабочее магнитное поле не появится, а индуктор перегреется и сгорит. Инвертор придется переделывать, что само по себе достаточно сложно, поскольку будут нужны знания и навыки работы с радиоэлектронными схемами.

Нагреватель индукционный для металлических деталей

Свойства электромагнитной индукции применяются не только в системах отопления. Данное явление успешно используется в конструировании нагревательных печей, предназначенных для работы со всеми видами металлов.

Чтобы изготовить индукционный нагреватель из сварочного инвертора, необходимо в первую очередь запастись следующими компонентами:

Сварочный инвертор. Желательно, чтобы он был оборудован функцией, позволяющей плавно регулировать ток.
Медная трубка. Ее диаметр составляет примерно 8 мм, а длина должна быть достаточной для семи витков, наматываемых на шаблон диаметром 40-50 мм. Длина свободных концов трубки после намотки остается примерно по 25 см.

Сборка конструкции осуществляется в следующем порядке:

Подбирается шаблон для намотки подходящего размера, диаметром 4-5 см. Лучше всего воспользоваться металлическими или пластиковыми трубами, или круглыми деревянными заготовками.
Один из концов медной трубки заклепывается молотком.
Далее трубка как можно плотнее заполняется сухим песком, после чего ее нужно заклепать со второго конца. Песок предотвратит возможные изломы трубки во время скручивания.
Трубка наматывается на шаблон в количестве 7 витков, затем ее концы отпиливаются, а песок высыпается.
Полученную конструкцию необходимо соединить с инвертором, подвергшемся предварительной переделке.
Если работа индукционной печи рассчитана на продолжительное время, к трубке индуктора рекомендуется сделать подводку водяного охлаждения.

Особенности эксплуатации

Самодельная сборка нагревателя – это лишь половина дела. Не менее важное значение имеет правильная эксплуатация получившейся конструкции. Изначально, каждый такой прибор представляет определенную опасность, поскольку он не способен самостоятельно контролировать уровень нагрева теплоносителя. В связи с этим, каждому нагревателю требуется определенная доработка, то есть установка и подключение дополнительных контрольных и автоматических устройств.

В первую очередь выход трубы оборудуется стандартным набором устройств, обеспечивающих безопасность – предохранительным клапаном, манометром и приспособлением для отвода воздуха. Следует помнить, что индукционные водонагреватели будут нормально работать лишь при наличии принудительной циркуляции воды. Самотечная схема очень быстро приведет к перегреву элемента и разрушению пластиковой трубы.

Во избежание подобных ситуаций, в нагревателе устанавливается термостат, подсоединенный к устройству аварийного отключения. Опытные электротехники используют для этих целей терморегуляторы с температурными датчиками и реле, отключающие цепь при достижении теплоносителем заданной температуры.

Самодельные конструкции отличаются довольно низкой эффективностью, поскольку вместо свободного прохода, на пути воды имеется препятствие в виде частиц проволоки. Они почти полностью перекрывают трубу, вызывая повышенное гидравлическое сопротивление. При нештатных ситуациях возможны повреждения и разрыв пластика, после чего горячая вода непременно приведет к короткому замыканию. Обычно такие нагреватели используются в небольших помещениях, в качестве дополнительной системы отопления в холодное время года.

Принцип нагрева металла вихревыми токами, индуцируемыми внешним электромагнитным полем, известен достаточно давно. Плавильные индукционные тигельные печи используются в металлургии с начала прошлого века. Индукционный нагрев применяется при закалке инструмента и пайке массивных деталей.

Идея использовать индукционный нагрев в системах отопления начала реализовываться в конце прошлого века. Наряду с промышленными установками, стали появляться самодельные устройства, в том числе такие, как индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Принцип работы в системе водяного отопления

Источником рабочего электромагнитного поля индукционного нагревателя служит индуктор, представляющий собой катушку из проводникового материала. Индуктор индукционного нагревателя подключен к источнику переменного тока высокой частоты. Внутрь катушки, где поле наиболее интенсивно, помещается металлический предмет, служащий магнитным сердечником.

Под воздействием поля индуктора в толще стального сердечника происходит намагничивание зерен структуры металла (доменов). Вектор магнитной индукции каждого домена изменяет своё направление с частотой внешнего поля. В результате индуцируются так называемые вихревые токи, быстро разогревающие металл сердечника.

Теперь представим, что роль сердечника играет стальная труба отопления, по которой движется теплоноситель. Получая энергию в результате индукционного нагрева, труба отдает тепло циркулирующей жидкости. Так происходит разогрев системы водяного отопления.

Источник напряжения высокой частоты

Создание своими руками высокочастотного блока питания для индукционного нагревателя хоть и не относится к разряду невыполнимых задач, все же под силу далеко не каждому. И здесь на помощь может прийти готовое устройство, обычный бытовой сварочный инвертор.

Из сведений об устройстве сварочного инвертора известно, что в нем происходит формирование переменного напряжения с частотой до нескольких десятков килогерц.

То есть, сварочный инвертор представляет собой готовый мощный источник тока высокой частоты, который можно использовать для питания индуктора. Многочисленные примеры реализации этой идеи подтверждают возможность создания установки для индукционного нагрева металла из сварочного инвертора.

Подключение к индуктору

Вначале следует сказать о конструкции самого индуктора. Его рекомендуется сделать в виде цилиндрической катушки, намотанной в один ряд медным проводом. Витки должны быть изолированы друг от друга.

Рекомендуемое число витков – от 80 до 100. Сечение провода обычно составляет 2,5 – 4 мм2. В качестве сердечника можно использовать саму трубу отопления, но практические опыты показали, что вода при этом греется слабо. Поэтому была опробована другая конструкция сердечника.

Для более интенсивного нагрева теплоносителя в качестве сердечника предложено использовать отрезок пластиковой трубы, заполненный обрезками стальной проволоки, диаметром 5 – 6 мм.

При такой схеме происходит индукционный нагрев проволоки, обтекаемой теплоносителем. За счет увеличения площади теплообмена вода нагревается значительно интенсивней. Участок трубы с проволокой следует ограничить стальными сетками с обеих сторон, во избежание попадания обрезков в систему отопления.

Что касается собственно подключения сварочного инвертора, то рекомендации тех, кто сделал индукционный нагреватель своими руками, несколько неоднородны.

Так, часть советов сводится к изготовлению дополнительного промежуточного трансформатора, во вторичную обмотку которого включается индуктор с конденсатором.

Другая часть мастеров просто наматывают один виток медного провода на тороидальный высокочастотный трансформатор сварочного инвертора и напрямую к нему подключают индуктор.

В любом случае, не следует использовать выводы + и — сварочного инвертора, с которых осуществляется сварка. Напряжение на них выпрямленное, с наложенными высокочастотными пульсациями. Постоянная составляющая сварочного напряжения просто перегреет индуктор, не создавая рабочего поля.

Преимущества

Реальными преимуществами индукционных нагревателей являются:

надежная гальваническая развязка цепей нагревателя с системой отопления;
более мягкий режим работы индуктора по сравнению с обычными электрическими нагревателями.

Описывая нагреватели такого типа, сторонники этого вида отопления обычно приводят большой список других преимуществ, однако, некоторые из них явны вымышленные.

Так, ожидать экономию электроэнергии, применяя эти нагреватели, не стоит. Коэффициент полезного действия обычных электрических котлов близок к 100%, более эффективно использовать электроэнергию, потребляемую нагревателем, просто невозможно.

Самодельный индуктор для нагрева. Простейший индукционный нагреватель своими руками. Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Индукционные отопительные котлы – это приборы, которые отличаются очень высоким КПД. Они позволяют заметно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оборудованными ТЭНами.

Модели промышленного производства недешевы. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. Ему в помощь мы предлагаем подробное описание принципа действия и сборки эффективного обогревателя.

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

Индуктор представляет собой катушку, обычно выполненную из медной проволоки, с ее помощью генерируют магнитное поле. Генератор переменного тока используют для получения высокочастотного потока из стандартного потока домашней электросети с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента применяется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который прекрасно подходит для подогрева жидкого теплоносителя и .

С помощью генератора электрический ток с необходимыми характеристиками подается на индуктор, т.е. на медную катушку. При прохождении через нее поток заряженных частиц формирует магнитное поле.

Принцип действия индукционных нагревателей основан на возникновении электротоков внутри проводников, появляющихся под воздействием магнитных полей

Особенность поля состоит в том, что оно обладает способностью на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. Если в это поле поместить какой-нибудь металлический предмет, он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под воздействием созданных вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, поступающий от инвертора к индукционной катушке, создает магнитное поле с постоянно изменяющимся вектором магнитных волн. Помещенный в это поле металл быстро разогревается

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе из одного вида в другой ничтожными, чем и объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Чтобы подогреть воду для отопительного контура, достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используют металлическую трубу, через которую просто пропускают поток воды. Вода попутно охлаждает нагреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнит индукционного прибора получают путем намотки проволоки вокруг сердечника из ферромагнита. Полученная в результате катушка индукции разогревается и передает тепло нагреваемому телу или протекающему рядом теплоносителю через теплообменник

Преимущества и недостатки прибора

“Плюсов” у вихревого индукционного нагревателя великое множество. Это простая для самостоятельного изготовления схема, повышенная надежность, высокий КПД, относительно низкие затраты на электроэнергию, длительный срок эксплуатации, малая вероятность возникновения поломок и т.п.

Производительность прибора может быть значительной, агрегаты этого типа успешно используются в металлургической промышленности. По скорости нагрева теплоносителя устройства этого типа уверенно соперничают с традиционными электрическими котлами, температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время функционирования индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация стряхивает со стенок металлической трубы известковый осадок и другие возможные загрязнения, поэтому в очистке такой прибор нуждается крайне редко. Конечно, отопительную систему следует защитить от этих загрязнений с помощью механического фильтра.

Индукционная катушка нагревает металл (трубу или куски проволоки), помещенные внутри нее, с помощью высокочастотных вихревых токов, контакт не обязателен

Постоянный контакт с водой сводит к минимуму и вероятность перегорания нагревателя, что является довольно частой проблемой для традиционных котлов с ТЭНами. Несмотря на вибрацию, котел работает исключительно тихо, дополнительная шумоизоляция в месте установки прибора не понадобится.

Еще индукционные котлы хороши тем, что они практически никогда не протекают, если только монтаж системы выполнен правильно. Это очень ценное качество для , так как исключает или значительно сокращает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие протечек обусловлено бесконтактным способом передачи тепловой энергии нагревателю. Теплоноситель с помощью описанной выше технологии можно разогреть чуть ли не до парообразного состояния.

Это обеспечивает достаточную тепловую конвекцию, чтобы стимулировать эффективное перемещение теплоносителя по трубам. В большинстве случаев отопительную систему не придется оборудовать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и схемы конкретной системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Обзор принципов индукционного нагрева:

Ролик #2. Интересный вариант изготовления индукционного нагревателя:

Для установки индукционного нагревателя не нужно получать разрешение контролирующих органов, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, они подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцам самодельных агрегатов не следует забывать о технике безопасности.

Целью является практическая реализации обогрева дома с использованием техники индукционной плавки металлов. Идея, не обладает новизной и состоит в том, чтобы индуктор разместить вокруг трубы отопления. Нагревая трубу, тем самым мы нагреваем воду которая циркулирует в системе отопления. Базовой предпосылкой, которая может значительно снизить затраты на электроэнергию является колебательный контур (индуктор->конденсаторы) который работает в резонансе. Возникает повышение напряжения примерно в десятки раз, которым и осуществляется нагрев металла.

Классические индукционные схемы, как показала практика замены выходящих из строя транзисторов, требует дорогой элементной базы. За основу была взята схема индукционного нагрева использующая ZVS (zero voltage switching) метод переключения транзисторов. Схема взята с сайта http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/diy-induction-heater.htm.

В собранной схеме, были использованы транзисторыы STP40N10, диоды шоттки 50SQ100 5A,100В; резисторы 240 ОМ, измереенная ёмкость батареи конденсаторов CBB81/224/2000V — 2,3 мкф. Магнитная проницаемость ферритового кольца — L2, по заявлению продавца 10000, но схема запускается с ферритовым кольцом. Источниеи питания — два аккумулятора замененны на трансформатор ОСМ1-1.6 c переменным напряжением 24 вольта и постоянным на конденсаторе порядка 27 Вольт. Схема заработала сразу, каких либо настроек не протребовалось. Более или менее интересный результат при данном размере индуктора начинается от 20 вольт.

Напряжение на каждом из транзисторов относительно корпуса по 800 Вольт, не важно где мерять. Частота работы схемы без металлической трубы в индукторе, 321 Кгц, ток потребления 1,7 Ампера. При добавлении металлической трубы частота понижается до 138 Кгц, ток потребления вырастает до 5А. Труба 0,5 дюйма, индуктором с внутренним диаметром 85 мм нагревается в районе средней точки до вишневого цвета.

Лучше всего в таких схемах использовать плёночные конденсаторы фирм Evox Rifa,Faratronic,Pilcor. КПД поднимется,да и количество кондёров потребуется в разы меньше.

Ток потребления определяется заполнением индуктора металлом. Стоит использовать под бесшовную трубу с максимальной толщиной стенок. При токе потребления более 12 ампер, транзисторы STP40N10 долго не живут. Рекомендованное на сайте водяное охлаждение не используется. Греются радиатор и индуктор, конденсаторы холодные. Для охлаждения транзисторных радиаторов я использовал вентилятор от компьютера. При необходимости отвод тепла можно организовать на тот же стояк отопления.

Трансформатор тока.

Вторым, не менее, если не более интересным способом нагрева теплоносителя является трансформатор тока. Трансформатор тока представляет из себя ферритовое кольцо, установленное на проводе идущем от блока конденсаторов к индуктору. Подойдут ферритовые кольца, любой магнитопроницаемости. В том числе и кольцо из трансформаторного железа. Чем ниже магнитная проницаемость магнитопровода, тем меньший радиус кольца допустим, тем ниже частота тока на выходе, тем сильнее греется магнитопровод. В случае использования трансформаторного железа эффективность нагрева максималена. Ферритовые кольца с внутренним диаметром менее 60мм для длительной работы схемы не использовать. При малом, внутреннем, диаметре ферритового кольца, менее 50мм, резко растает ток потребления, необходимый для поддержания резонанса, транзисторы выходят из строя. В случае использования сердечника от ТВС необходим зазор, это не по феншую. В случае встречной намотки обмоток, как показано на фотографии, эдс отсутсвует.

Ниже представлена схема подключения нагрузки. Лампу 220В 95W включать без диодного моста можно, но при этом следует уменьшить число витков трансформатора тока примерно до пяти, иначе лампа эффектоно сгорит. На сдвоенную пару витков, используемых в намотке обращать внимание не стоит. Так же следует поступить с парой проводов черный и красный, на транзисторных радиаторах к ним подключались высоковольтные конденсаторы от СВЧ печей. Конденсаторы сильно грелись, пришлось их заменить, провода пусть пока будут.

Ферритовые кольца размещенные в индукторе увеличивают частоту до 400 кГц, токовый трансформатор ее понижает до 100 кГц. Яркость свечения лампы регулируется частотой за счет увеличения либо уменьшения сердечника из ферритовых колец в индукторе.

На тестере видно, что при подключении нагрузки ток вырос на два ампера. (В первом случае ток необходимо умножить на 100) Это примерно равно мощности используемой лампы. Безвомездного съема энергии с токового трансформатора нет. Подключение активной нагрузки увеличивает ток потребляемый устройством. А вот использовать ферритовые кольца для нагрева теплоносителя в дополнение к индуктору — очень интересный вариант.

Дуговой разряд.

На каждые три-четыре витка токового трансформатора приходится 1000 вольт. Попытка замера напряжения на большем числе витков закончилась неудачей по причине выхода из строя тестера. Можно предположить, что напряжение на токовом рансформаторе около пяти-шести тысяч вольт, поэтому третьим источником тепла, в предлагаемой схеме является дуговой разряд. Как его еспользовать для нагрева теплоносителя, я пока не решил. Плавится все с чем дуговой разряд находится в тесном контакте.

Промежуточный итог.

1. Осуществлять нагрев трубы отопления токами фуко.
2. Дополнительная тепловая мощность за счет охлаждения радиаторов, на которых установлены транзисторы.
3. Охлаждения феррита токового трансформатора теплоносителем (водой).
4. Использование дугового разряда — проблематично. Очень высокая температура. Но очень перспективно. Наличие дуги не увеличивает потребление тока устройством.

Пример страниц руководства:

Скачать руководство полностью:

Индукционный нагреватель — это высокая стадия эволюции электроприборов. Благодаря такому устройству можно значительно экономить потребление энергии. Тепловой генератор, используемый в этом приборе, совершенно безвреден, при работе не выделяет копоти. Например, по эффективности отопительный котел (схема индукционного нагревателя приведена ниже) уступает лишь инфракрасному обогревателю. Однако в отличие от ИК-приборов, которые продаются лишь в специализированных магазинах, индукционные нагреватели можно не только купить, но и собрать своими руками.

Такие устройства бывают нескольких уровней сложности и назначения, например, для воды и металла. Их устройства, конечно, отличаются, однако принцип работы идентичный. На фото ниже изображена схема индукционного нагревателя металла, по ней достаточно легко собрать данный прибор.

Итак, в этой статье мы рассмотрим процесс сборки индукционного нагревателя из подручных средств, которые можно найти в «закромах» любого домашнего мастера.

Как работает индукционный нагреватель, сделанный своими руками?

Принцип работы самодельного нагревателя ничем не отличается от заводского прибора. То есть теплоноситель циркулирует в сердечнике, нагреваясь от его стенок или содержимого. Он разогревается благодаря вихревым токам, генерируемым обмоткой.

Важно : полимерные сердечники набивают рубленой проволокой!

В свою очередь, обмотка накручивается на тело сердечника и замыкается на источник тока высокой частоты. Именно такая энергия способна сгенерировать переменное электромагнитное поле — первопричину появления вихревых токов в неподвижном сердечнике (или его наполнителе).

Схема индукционного нагревателя воды, представленная ниже, часто используется в отопительных котлах.

В роли источника высокочастотного переменного тока может выступать обычный или более сложная система на основе трансформатора и частотного преобразователя.

Необходимо отметить, что при правильном подходе к выбору источника и формированию обмотки можно создать действительно эффективный прибор, который будет работать не хуже заводского аналога. Кстати, в его комплекте всегда есть инструкция и схема индукционного нагревателя.

Своими руками собираем индукционный прибор: важные детали

Для сбора такого нагревателя понадобятся:

Именно этот прибор будет источником переменного электрического тока высокой частоты, питающего индуктор.

После этого необходимо взять Намотать ее пружиной на корпус сердечника. Это устройство будет выполнять роль индуктора. Очень важно контакты проволоки соединить с клеммами инвертора, избегая спаек и скруток. Исходя из этого, отрезок данного материала, используемый для формирования сердечника, должен иметь достаточную длину. Количество витков обычно равно 50, а диаметр проволоки, как правило, равен 3 мм. Схема индукционного нагревателя показывает последовательность соединения отдельных составляющих.

Делаем сердечник

В роли сердечника выступает обычная полимерная труба, изготовленная из сшитого полиэтилена или полипропилена. Эти сорта пластмасс выдерживают максимально высокую температуру. Пропускной диаметр трубы-сердечника должен равняться 50 мм, а толщина стенок не может быть меньше 2,5-3 мм. Тогда эту деталь можно использовать в роли калибра, на который навивают медную проволоку, формируя индуктор.

Приблизительная схема индукционного нагревателя отображена на этой картинке.

Нагревательным элементом такого котла будет наполнитель полимерного сердечника — рубленые отрезки диаметром 7 мм. Причем длина их не может быть менее 5 см.

Сборка устройства на примере отопительного индукционного котла

Сам процесс сборки всех этих компонентов в единую систему выглядит следующим образом:

Вначале берете отрезок полимерной трубы, фиксируете его и наматываете поверх будущего сердечника 50 витков 3-миллиметровой медной проволоки.
Далее обрезаете торцы сердечника, оставляя по 7-10 см от края проволоки на отводы.

Важно : Схема индукционного нагревателя своими руками выполняется в несколько этапов, последовательность которых нарушать ни в коем случае нельзя. Во избежание ошибок необходимо в точности следовать инструкции.

Изготавливая индукционный нагреватель собственными руками, необходимо побеспокоиться о безопасности устройства. Для этого требуется руководствоваться следующими правилами, повышающими уровень надежности общей системы:

В верхний тройник стоит врезать предохранительный клапан, стравливающий лишнее давление. Иначе при выходе из строя циркуляционного насоса сердечник попросту лопнет под воздействием пара. Как правило, схема простого индукционного нагревателя предусматривает такие моменты.
Инвертор включается в сеть только через УЗО. Это устройство срабатывает в критических ситуациях и поможет избежать короткого замыкания.
Сварочный инвертор нужно заземлить, выводя кабель на особый металлический контур, смонтированный в грунте за стенами сооружения.
Корпус индукционного нагревателя нужно размещать на высоте 80 см над уровнем пола. Причем расстояние до потолка должно быть не менее 70 см, а до других предметов меблировки — более 30 см.
Индукционный нагреватель — это источник очень сильного электромагнитного поля, поэтому такую установку нужно держать подальше от жилых помещений и вольеров с домашними животными.

Подведение итогов

Индукционный нагреватель, изготовленный своими руками, будет работать не хуже заводского прибора. Он не уступает в производительности, эффективности и безопасности, конечно же, если были соблюдены все правила.

Умельцы придумали много способов для отопления дома. Один из них — индукционный нагреватель. Как и любой другой, он имеет свои преимущества и недостатки.

Принцип действия

В основе работы лежит закон Джоуля-Ленца, который отражает прямую зависимость тепловой отдачи проводника от напряженности электрического поля. Всем известна взаимосвязь магнетизма и электричества, которые просто не могут существовать одно без другого. Если на катушку подать ток высокой частоты, вокруг нее образуется магнитное поле. Его поток будет пронизывать токопроводящий сердечник, вставленный в катушку. Возникшая магнитная индукция будет постоянно меняться по направлению и времени, что вызовет появление вихревых токов, движущихся по замкнутому кругу. А это преобразовывает электромагнитную энергию в тепловую. Такова в общих чертах схема индукционного нагревателя.

Индукционные нагреватели блестяще зарекомендовали себя в самых разных областях применения. С их помощью можно проводить поверхностную закалку металлических изделий, сверхчистую, бесконтактную сварку, точечный прогрев и даже плавку токопроводящих материалов. Производственные индукторы оборудованы мощным трансформатором, способным подавать на них большие токи.

Индуктор в быту

Поскольку схема подобного нагревателя не отличается сложностью, а КПД такого устройства очень высок (до 98%), вихревой индукционный нагреватель не мог не заинтересовать народных умельцев.

Очень часто у многих возникает идея об использовании принципа индукции для отопления дома. Ведь индукционный обогреватель способен нагревать воду чуть ли не мгновенно. Поэтому существует целый ряд конструкций, представляющих собой самодельный индукционный нагреватель.

В физике много законов, обойти которые не получится никогда. Энергия не берется из ниоткуда, а потому количество потребляемого электричества не может быть меньше, чем требуется тепловой энергии.

Другими словами, если для прогрева помещения требуется 5 кВт/ч, то не получится сделать это, потребляя всего 2 кВт/ч электроэнергии, какой бы замечательной ни была конструкция нагревателя. Если планируется отапливаться с помощью индуктора, нужно быть готовым к повышению выплат за электричество.

Самым популярным вариантом среди мастеров-умельцев является индукционный нагреватель из сварочного инвертора. Этому есть ряд причин:

Инвертор выдает ток повышенных частот, что значительно повышает напряженность электрического поля, а это благотворно сказывается на теплоотдаче.
Сварочный инвертор способен на подачу больших токов. Из всех приборов, доступных для бытового применения, инвертор лучше всего подходит для использования в качестве блока питания индукционного нагревателя.

Элементы конструкции

Индукционный нагреватель своими руками делается следующим образом:

Кусок пластиковой трубы с толщиной стенок не менее 3 мм заполняется кусками металлической проволоки. Длина их примерно около 5 см.
Оба края этого отрезка трубы закрываются металлической сеткой, чтобы она удерживала эти куски на месте. Труба должна быть заполнена проволокой полностью.
После этого она должна быть аккуратно обмотана толстым медным проводом — порядка 90 витков. Желательно выбирать провод с диаметром не ниже 3 мм.
С помощью переходников и фитингов труба присоединяется к отопительной системе, которая после этого заполняется водой.
Концы провода присоединяются к клеммам сварочного инвертора.
Необходимо обеспечить выполнение всех мер пожарной и электробезопасности.

После включения устройства металлические куски проволоки мгновенно нагреются и начнут отдавать тепло проходящей свозь них воде.

Особо стоит заострить внимание на том, что вода обязательно должна непрерывно циркулировать.

В противном случае температура трубы поднимется настолько, что появится угроза ее расплавления

Это является 1 из самых серьезных недостатков подобных нагревателей. В случае частого отсутствия хозяев необходима система автоматического компьютерного контроля за работой нагревателя.

Индукционный нагреватель вполне пригоден для отопления, но при этом имеет свои недостатки. Они вполне исправимы и при грамотной проработке деталей данная конструкция способна конкурировать с другими.

Индукционный нагрев (Induction Heating) — метод бесконтактного нагрева токами высокой частоты (англ. RFH — radio-frequency heating, нагрев волнами радиочастотного диапазона) электропроводящих материалов.

Описание метода.

Индукционный нагрев — это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно — это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля). Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку под действием джоулева тепла (см. закон Джоуля-Ленца).

Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

Для железа, кобальта, никеля и магнитных сплавов при температуре ниже точки Кюри μ имеет величину от нескольких сотен до десятков тысяч. Для остальных материалов (расплавы, цветные металлы, жидкие легкоплавкие эвтектики, графит, электролиты, электропроводящая керамика и т. д.) μ примерно равна единице.

Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.

Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием — этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.

Применение:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла.
Получение опытных образцов сплавов.
Гибка и термообработка деталей машин.
Ювелирное дело.
Обработка мелких деталей, которые могут повредиться при газопламенном или дуговом нагреве.
Поверхностная закалка.
Закалка и термообработка деталей сложной формы.
Обеззараживание медицинского инструмента.

Преимущества.

Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в непроводящей жидкости, в вакууме.

Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева — эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал — металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, жидкие металлы и т. п.

За счёт возникающих МГД усилий происходит интенсивное перемешивание жидкого металла, вплоть до удержания его в подвешенном состоянии в воздухе или защитном газе — так получают сверхчистые сплавы в небольших количествах (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле).

Поскольку разогрев ведётся посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.

Индуктор можно изготовить особой формы — это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации, не приводя к их короблению или локальному непрогреву.

Легко провести местный и избирательный нагрев.

Так как наиболее интенсивно разогрев идет в тонких верхних слоях заготовки, а нижележащие слои прогреваются более мягко за счёт теплопроводности, метод является идеальным для проведения поверхностной закалки деталей (сердцевина при этом остаётся вязкой).

Лёгкая автоматизация оборудования — циклов нагрева и охлаждения, регулировка и удерживание температуры, подача и съём заготовок.

Установки индукционного нагрева:

На установках с рабочей частотой до 300 кГц используют инверторы на IGBT-сборках или MOSFET-транзисторах. Такие установки предназначены для разогрева крупных деталей. Для разогрева мелких деталей используются высокие частоты (до 5 МГц, диапазон средних и коротких волн), установки высокой частоты строятся на электронных лампах.

Также для разогрева мелких деталей строятся установки повышенной частоты на MOSFET-транзисторах на рабочие частоты до 1,7 МГц. Управление транзисторами и их защита на повышенных частотах представляет определённые трудности, поэтому установки повышенной частоты пока ещё достаточно дороги.

Индуктор для нагрева мелких деталей имеет небольшие размеры и небольшую индуктивность, что приводит к уменьшению добротности рабочего колебательного контура на низких частотах и снижению КПД, а также представляет опасность для задающего генератора (добротность колебательного контура пропорциональна L/C, колебательный контур с низкой добротностью слишком хорошо «накачивается» энергией, образует короткое замыкание по индуктору и выводит из строя задающий генератор). Для повышения добротности колебательного контура используют два пути:
— повышение рабочей частоты, что приводит к усложнению и удорожанию установки;
— применение ферромагнитных вставок в индукторе; обклеивание индуктора панельками из ферромагнитного материала.

Так как наиболее эффективно индуктор работает на высоких частотах, промышленное применение индукционный нагрев получил после разработки и начала производства мощных генераторных ламп. До первой мировой войны индукционный нагрев имел ограниченное применение. В качестве генераторов тогда использовали машинные генераторы повышенной частоты (работы В. П. Вологдина) или искровые разрядные установки.

Схема генератора может быть в принципе любой (мультивибратор, RC-генератор, генератор с независимым возбуждением, различные релаксационные генераторы), работающей на нагрузку в виде катушки-индуктора и обладающей достаточной мощностью. Необходимо также, чтобы частота колебаний была достаточно высока.

Например, чтобы «перерезать» за несколько секунд стальную проволоку диаметром 4 мм, необходима колебательная мощность не менее 2 кВт при частоте не менее 300 кГц.

Выбирают схему по следующим критериям: надёжность; стабильность колебаний; стабильность выделяемой в заготовке мощности; простота изготовления; удобство настройки; минимальное количество деталей для уменьшения стоимости; применение деталей, в сумме дающих уменьшение массы и габаритов, и др.

На протяжении многих десятилетий в качестве генератора высокочастотных колебаний применялась индуктивная трёхточка (генератор Хартли, генератор с автотрансформаторной обратной связью, схема на индуктивном делителе контурного напряжения). Это самовозбуждающаяся схема параллельного питания анода и частотно-избирательной цепью, выполненной на колебательном контуре. Она успешно использовалась и продолжает использоваться в лабораториях, ювелирных мастерских, на промышленных предприятиях, а также в любительской практике. К примеру, во время второй мировой войны на таких установках проводили поверхностную закалку катков танка Т-34.

Недостатки трёх точки:

Низкий кпд (менее 40 % при применении лампы).

Сильное отклонение частоты в момент нагрева заготовок из магнитных материалов выше точки Кюри (≈700С) (изменяется μ), что изменяет глубину скин-слоя и непредсказуемо изменяет режим термообработки. При термообработке ответственных деталей это может быть недопустимо. Также мощные твч-установки должны работать в узком диапазоне разрешённых Россвязьохранкультурой частот, поскольку при плохом экранировании являются фактически радиопередатчиками и могут оказывать помехи телерадиовещанию, береговым и спасательным службам.

При смене заготовок (например, более мелкой на более крупную) изменяется индуктивность системы индуктор-заготовка, что также приводит к изменению частоты и глубины скин-слоя.

При смене одновитковых индукторов на многовитковые, на более крупные или более малогабаритные частота также изменяется.

Под руководством Бабата, Лозинского и других учёных были разработаны двух- и трёхконтурные схемы генераторов, имеющих более высокий кпд (до 70 %), а также лучше удерживающие рабочую частоту. Принцип их действия состоит в следующем. За счёт применения связанных контуров и ослабления связи между ними, изменение индуктивности рабочего контура не влечёт сильного изменения частоты частотозадающего контура. По такому же принципу конструируются радиопередатчики.

Современные твч-генераторы — это инверторы на IGBT-сборках или мощных MOSFET-транзисторах, обычно выполненные по схеме мост или полумост. Работают на частотах до 500 кГц. Затворы транзисторов открываются с помощью микроконтроллерной системы управления. Система управления в зависимости от поставленной задачи позволяет автоматически удерживать

А) постоянную частоту
б) постоянную мощность, выделяемую в заготовке
в) максимально высокий КПД.

Например, при нагреве магнитного материала выше точки Кюри толщина скин-слоя резко увеличивается, плотность тока падает, и заготовка начинает греться хуже. Также пропадают магнитные свойства материала и прекращается процесс перемагничивания — заготовка начинает греться хуже, сопротивление нагрузки скачкообразно уменьшается — это может привести к «разносу» генератора и выходу его из строя. Система управления отслеживает переход через точку Кюри и автоматически повышает частоту при скачкообразном уменьшении нагрузки (либо уменьшает мощность).

Замечания.

Индуктор по возможности необходимо располагать как можно ближе к заготовке. Это не только увеличивает плотность электромагнитного поля вблизи заготовки (пропорционально квадрату расстояния), но и увеличивает коэффициент мощности Cos(φ).

Увеличение частоты резко уменьшает коэффициент мощности (пропорционально кубу частоты).

При нагреве магнитных материалов дополнительное тепло также выделяется за счет перемагничивания, их нагрев до точки Кюри идет намного эффективнее.

При расчёте индуктора необходимо учитывать индуктивность подводящих к индуктору шин, которая может быть намного больше индуктивности самого индуктора (если индуктор выполнен в виде одного витка небольшого диаметра или даже части витка — дуги).

Имеются два случая резонанса в колебательных контурах: резонанс напряжений и резонанс токов.
Параллельный колебательный контур – резонанс токов.
В этом случае на катушке и на конденсаторе напряжение такое же, как у генератора. При резонансе, сопротивление контура между точками разветвления становится максимальным, а ток (I общ) через сопротивление нагрузки Rн будет минимальным (ток внутри контура I-1л и I-2с больше чем ток генератора).

В идеальном случае полное сопротивление контура равно бесконечности — схема не потребляет тока от источника. При изменение частоты генератора в любую сторону от резонансной частоты полное сопротивление контура уменьшается и линейный ток (I общ) возрастает.

Последовательный колебательный контур – резонанс напряжений.

Главной чертой последовательного резонансного контура является то, что его полное сопротивление минимально при резонансе. (ZL + ZC – минимум). При настройке частоты на величину, превышающую или лежащую ниже резонансной частоты, полное сопротивление возрастает.
Вывод:
В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0, а напряжение максимально.
В последовательном контуре наоборот — напряжение стремится к нулю, а ток максимален.

Статья взята с сайта http://dic.academic.ru/ и переработана в более понятный для читателя текст, компанией ООО «Проминдуктор».

Самодельный индукционный нагреватель своими руками: схема и устройство

Принцип индукционного нагрева пришел в наш быт относительно недавно и сразу завоевал большую популярность. Причина – бесконечный поиск человеком недорогих и экономичных источников тепла для обогрева своего жилища. Многие даже решились попробовать сделать индукционный нагреватель своими руками с целью присоединить его к системе отопления частного дома. Попытаемся разобраться, что из этого получилось и оправдывают ли себя затраченные усилия и время.

Схема индукционного нагревателя

Благодаря открытию М. Фарадеем в 1831 году явления электромагнитной индукции в нашей современной жизни появилось множество устройств, нагревающих воду и другие среды. Мы каждый день пользуемся электрочайником с дисковым нагревателем, мультиваркой, индукционной варочной панелью, поскольку реализовать это открытие для быта удалось только в наше время. Ранее оно использовалось в металлургической и других отраслях металлообрабатывающей промышленности.

Заводской индукционный котел использует в своей работе принцип воздействия вихревых токов на металлический сердечник, помещенный внутрь катушки. Вихревые токи Фуко имеют поверхностную природу, поэтому есть смысл задействовать в качестве сердечника полую металлическую трубу, сквозь которую протекает нагреваемый теплоноситель.

Принцип действия индукционного нагревателя

Возникновение токов обусловлено подачей на обмотку переменного электрического напряжения, вызывающего появление переменного электромагнитного поля, меняющего потенциалы 50 раз в секунду при обычной промышленной частоте 50 Гц. При этом индукционная катушка выполнена таким образом, чтобы ее можно было подключить к сети переменного тока напрямую. В промышленности для такого нагрева используют токи высокой частоты – до 1 МГц, поэтому добиться работы устройства при частоте 50 Гц достаточно непросто.

Толщина медной проволоки и количество витков обмотки, которую используют индукционные нагреватели воды, рассчитано отдельно для каждого агрегата по специальной методике под требуемую тепловую мощность. Изделие должно работать эффективно, быстро нагревать протекающую по трубе воду и при этом не перегреваться. Предприятия вкладывают немалые средства в разработку и внедрение подобных продуктов, поэтому все задачи решены успешно, а показатель КПД нагревателя составляет 98%.

Помимо высокой эффективности особо привлекает скорость, с которой происходит нагрев протекающей через сердечник среды. На рисунке представлена схема работы индукционного нагревателя, сделанного в заводских условиях. Такая схема применена в агрегатах известной торговой марки «ВИН», выпускаемых Ижевским заводом.

Схема работы нагревателя

Долговечность работы теплогенератора зависит только от герметичности корпуса и целостности изоляции витков провода, а это получается достаточно большой период, производители декларируют – до 30 лет. За все эти достоинства, которыми в действительности обладают данные аппараты, надо выложить немалые деньги, индукционный нагреватель воды – самый дорогой из всех видов отопительных электроустановок. По этой причине некоторые умельцы взялись за изготовление самодельного прибора с целью задействовать его в отоплении дома.

Самодельные индукционные котлы

Самая простая схема устройства, которую собирают, состоит из отрезка пластиковой трубы, в полость которую закладываются различные металлические элементы с целью создать сердечник. Это может быть тонкая нержавеющая проволока, скатанная шариками, нарубленная мелкими кусочками проволока – катанка диаметром 6—8 мм или даже сверло диаметром, соответствующим внутреннему размеру трубы. Снаружи к ней приклеиваются палочки из стеклотекстолита, а на них наматывается провод толщиной 1.5—1.7 мм в стеклоизоляции. Длина провода – порядка 11 м. Технологию изготовления можно изучить, просмотрев видео:

Затем самодельный индукционный нагреватель испытали, заполнив его водой и подключив к индукционной варочной панели заводского изготовления ORION мощностью 2 кВт вместо штатного индуктора. Результаты испытаний показаны на следующем видео:

Другие мастера рекомендуют в качестве источника принять сварочный инвертор небольшой мощности, подключив клеммы вторичной обмотки к выводам катушки. Если внимательно изучить проделанную автором работу, то напрашиваются выводы:

Автор хорошо потрудился и его изделие, несомненно, работает.
Никаких расчетов по толщине провода, числу и диаметру витков катушки не производилось. Параметры обмотки были приняты по аналогии с варочной панелью, соответственно, индукционный водонагреватель получится мощностью не выше 2 кВт.
В лучшем случае самодельный агрегат сможет нагревать воду для двух радиаторов отопления по 1 кВт каждый, этого хватит на обогрев одной комнаты. В худшем случае нагрев будет слабым или вообще пропадет, ведь испытания проводились без протока теплоносителя.

Более точные выводы сделать трудно из-за недостатка информации о дальнейших испытаниях прибора. Другой способ, как самостоятельно организовать индукционный нагрев воды для отопления, показан на следующем видео:

Сваренный из нескольких металлических труб радиатор выполняет роль внешнего сердечника для вихревых токов, создаваемых катушкой той же индукционной варочной панели. Выводы следующие:

Тепловая мощность получившегося отопителя не превышает электрической мощности панели.
Количество и размер труб были выбраны случайно, но обеспечили достаточную поверхность для передачи тепла, возникающего от вихревых токов.
Данная схема индукционного нагревателя оказалась успешной для конкретного случая, когда квартира окружена помещениями других отапливаемых квартир. Кроме того, автор не показывал работу установки в холодное время года с фиксацией температуры воздуха в комнатах.

В подтверждение сделанных выводов предлагается просмотреть видео, где автор пытался применить подобный нагреватель в условиях отдельно стоящего утепленного здания:

Заключение

Конструирование и изготовление индукционных котлов – процесс непростой и требующий серьезного подхода. Представленные примеры показывают, что на данный момент пока не удалось создать надежный и работоспособный в каждой системе отопления самодельный агрегат. Экспериментальные модели нельзя предложить домовладельцам, которые хотели бы своими руками изготовить подобный индукционный нагреватель в домашних условиях.

Хорошая статья в тему: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Простейшая схема индукционного нагревателя своими руками

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений.

На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Чтобы охлаждать радиаторы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт такого охлаждения вполне достаточно. Если захотите поднять напряжение от 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, поставьте более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например от отопителя салона ВАЗ 2107. Желательно сделать металлическую шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на печатной плате следует усилить медной проволокой, напаянной сверху.

А теперь самое интересное… Испытания индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового автомобильного аккумулятора. Другого источника питания способного выдавать большие токи у меня просто нет. Лезвие от канцелярского ножа нагрелось до красна за 10 секунд. А это хороший результат, если учесть, что индуктор запитан всего от двенадцати вольт!

Друзья! Если хотите собрать индукционный нагреватель своими руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора обязательно используйте мощный источник питания лучше всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или аналогичные 2 шт.
Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
Дроссели от компьютерного БП желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
Колодка клемная для провода сечением 16 мм² 2 шт.
Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
Радиатор чем больше, тем лучше 2 шт.
Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
Трубка силиконовая 2 метра
Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Рекомендую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками

Индукционные нагреватели работают по принципу “получение тока из магнетизма”. В специальной катушке генерируется переменное магнитное поле высокой мощности, которое порождает вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

Замкнутым проводником в индукционных плитах является металлическая посуда, которая разогревается вихревыми электрическими токами. В общем, принцип работы таких приборов не сложен, и при наличии небольших познаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель своими руками не составит большого труда.

Самостоятельно могут быть изготовлены следующие приборы:

Приборы для нагрева теплоносителя в котле отопления.
Мини-печи для плавки металлов.
Плиты для приготовления пищи.

Кроме этого большая сложность при конструировании плиты заключается в подборе материала для основания варочной поверхности, которое должно удовлетворять следующим требованиям:

Идеально проводить электромагнитное излучение.
Не являться токопроводящим материалом.
Выдерживать высокую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях используется дорогая керамика, при изготовлении в домашних условиях индукционной плиты, найти достойную альтернативу такому материалу – довольно сложно. Поэтому, для начала следует сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

паяльник;
припой;
текстолитовая плата.
мини-дрель.
радиоэлементы.
термопаста.
химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

Нюансы

При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
В качестве теплообменникаиспользуется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками. При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.
Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.
Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.
Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.
Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
Можно таким образом организовать “бесплатное” отопление дома, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Блиц-советы

Эксплуатация самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда позволяет исключить распространение вредного для человека электромагнитного излучения, поэтому индукционный котёл следует устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованной сталью.
Обязательно при работе с электричествомследует соблюдать правила техники безопасности, особенно это касается сетей переменного тока напряжением 220 В.
В качестве экспериментаможно изготовить варочную поверхность для приготовления пищи по схеме указанной в статье, но эксплуатировать данный прибор постоянно не рекомендуется по причине несовершенства самостоятельного изготовления экранирования данного устройства, из-за этого возможно воздействие на организм человека вредного электромагнитного излучения, способного негативно сказаться на здоровье.

Добрый день. Ну и хватит о добром. Начитавшись и насмотревшись на всем известный индукционный генератор по схеме ZVC драйвера, решил сделать нечто похожее для закалки небольших металлических предметов, в гаражную автомастерскую и для плавки свинца на грузила. Схема стандартная, обычный высокочастотный мультивибратор, который повторили уже сотни человек.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба.

Были куплены все необходимые детали – новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Подозрение пало на дросселя, которые большинство радиолюбителей рекомендует мотать на желтых порошковых кольцах от БП АТХ.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной – индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили – «открывает рыба рот, но не слышно что поёт», то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит.

В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.

Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить – даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы. В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет – может смело кинуть в меня куском канифоли, другие – посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах.

Как спроектировать схему индукционного нагревателя

В статье объясняется пошаговое руководство по проектированию собственной самодельной базовой схемы индукционного нагревателя, которую также можно использовать в качестве индукционной варочной панели.

Базовая концепция индукционного нагревателя

Вы, возможно, встречали в Интернете много схем индукционного нагревателя, изготовленных своими руками, но, похоже, никто не раскрыл решающий секрет, лежащий в основе реализации идеальной и успешной конструкции индукционного нагревателя. Прежде чем узнать этот секрет, важно знать основную концепцию работы индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель на самом деле является крайне «неэффективной» формой электрического трансформатора, и эта неэффективность становится его основным преимуществом.

Мы знаем, что в электрическом трансформаторе сердечник должен быть совместим с наведенной частотой, и когда существует несовместимость между частотой и материалом сердечника в трансформаторе, это приводит к выделению тепла.

По сути, трансформатор с железным сердечником потребует более низкого диапазона частот от 50 до 100 Гц, и по мере увеличения этой частоты сердечник может проявлять тенденцию к пропорциональному нагреванию.Это означает, что если частота будет увеличена до гораздо более высокого уровня, она может превысить 100 кГц, что приведет к сильному нагреву внутри ядра.

Да, это именно то, что происходит с системой индукционного нагрева, где варочная панель действует как сердечник и, следовательно, сделана из железа. Индукционная катушка подвергается воздействию высокой частоты, что в совокупности приводит к выработке пропорционально интенсивного количества тепла на сосуде. Поскольку частота оптимизирована на очень высоком уровне, обеспечивается максимально возможный нагрев металла.

Теперь давайте продолжим и изучим важные аспекты, которые могут потребоваться для проектирования успешной и технически правильной схемы индукционного нагревателя. Следующие детали объяснят это:

Что вам понадобится

Две основные вещи, необходимые для создания любой индукционной посуды:

1) Бифилярная катушка.

2) Схема генератора регулируемой частоты

Я уже обсуждал несколько схем индукционного нагревателя на этом веб-сайте, вы можете прочитать их ниже:

Схема солнечного индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT

Простая схема индукционного нагревателя — Схема нагревательной плиты

Схема малого индукционного нагревателя для школьного проекта

Все вышеперечисленные звенья имеют две вышеупомянутые общие черты, то есть у них есть рабочая катушка и каскад задающего генератора.

Проектирование рабочей катушки

Для разработки индукционной посуды рабочая катушка должна быть плоской по своей природе, поэтому она должна быть бифилярного типа с ее конфигурацией, как показано ниже:

Бифилярная конструкция катушки, показанная выше, может быть эффективно применяется для изготовления домашней индукционной посуды.

Для оптимального отклика и низкого тепловыделения внутри катушки убедитесь, что провод бифилярной катушки сделан из множества тонких медных жил вместо одной сплошной проволоки.

Таким образом, это становится рабочей катушкой кухонной посуды, теперь концы этой катушки просто нужно объединить с согласующим конденсатором и совместимой сетью частотного драйвера, как показано на следующем рисунке:

Проектирование серии H-Bridge Схема резонансного драйвера

До сих пор информация должна была просветить вас относительно того, как сконфигурировать простую индукционную посуду или конструкцию индукционной варочной панели, однако наиболее важной частью конструкции является то, как резонировать конденсаторную сеть катушки (контур резервуара) в наиболее оптимальный диапазон, чтобы схема работала на наиболее эффективном уровне.

Для того, чтобы цепь катушки / емкости конденсатора (LC-цепь) работала на их уровне резонанса, необходимо, чтобы индуктивность катушки и емкость конденсатора были идеально согласованы.

Это может произойти только тогда, когда реактивное сопротивление обоих аналогов одинаково, то есть реактивное сопротивление катушки (индуктора) и конденсатора примерно одинаковы.

Как только это будет исправлено, можно ожидать, что контур резервуара будет работать на своей собственной частоте, а цепь LC достигнет точки резонанса.Это называется идеально настроенной LC-схемой.

На этом завершаются основные процедуры проектирования контура индукционного нагревателя.

Вы можете спросить, что такое резонанс контура LC. ?? И как это можно быстро рассчитать для выполнения конкретной конструкции индукционного нагревателя? Мы подробно обсудим это в следующих разделах.

Вышеупомянутые абзацы объясняют фундаментальные секреты разработки недорогой, но эффективной индукционной варочной панели в домашних условиях, в следующих описаниях мы увидим, как это можно реализовать, специально рассчитав ее ключевые параметры, такие как резонанс настроенного контура LC и правильный размер провода катушки для обеспечения оптимальной пропускной способности по току.

Что такое резонанс в LC-цепи индукционного нагревателя

Когда конденсатор в настроенной LC-цепи на мгновение заряжается, конденсатор пытается разрядить и сбросить накопленный заряд по катушке, катушка принимает заряд и сохраняет заряд в форме магнитного поля. Но как только конденсатор разряжен в процессе, катушка вырабатывает почти эквивалентное количество заряда в виде магнитного поля, и теперь она пытается заставить его вернуться внутрь конденсатора, хотя и с противоположной полярностью.

Изображение предоставлено:

Википедия

Конденсатор снова вынужден заряжаться, но на этот раз в противоположном направлении, и как только он полностью заряжен, он снова пытается опустошить катушку, что приводит к обмен заряда в виде колебательного тока через LC-сеть.

Частота этого колебательного тока становится резонансной частотой настроенного LC-контура.

Однако из-за собственных потерь вышеуказанные колебания со временем затухают, а частота и заряд через какое-то время заканчиваются.

Но если разрешено поддерживать частоту через внешний частотный вход, настроенный на тот же уровень резонанса, то это может гарантировать постоянный эффект резонанса, индуцируемый через LC-контур.

На резонансной частоте мы можем ожидать, что амплитуда напряжения, колеблющегося в LC-цепи, будет на максимальном уровне, что приведет к наиболее эффективной индукции.

Следовательно, мы можем подразумевать, что для реализации идеального резонанса в сети LC для конструкции индукционного нагревателя нам необходимо обеспечить следующие важные параметры:

1) Настроенная цепь LC

2) И частота согласования для поддержания резонанс LC-контура.

Это можно рассчитать по следующей простой формуле:

F = 1 ÷ 2π x √LC

, где L — в Генри, а C — в Фараде

Если вы не хотите идти Из-за хлопот расчета резонанса резервуара LC катушки по формуле гораздо более простым вариантом может быть использование следующего программного обеспечения:

LC Resonant Frequency Calculator

Или вы также можете построить этот измеритель угла наклона сетки для определения и установки резонанса частота.

После того, как резонансная частота определена, пора настроить полную мостовую ИС на эту резонансную частоту, соответствующим образом выбрав временные компоненты Rt и Ct. Это может быть выполнено методом проб и ошибок путем практических измерений или с помощью следующей формулы:

Для расчета значений Rt / Ct можно использовать следующую формулу:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, где Rt — в Омах и Ct в Фарадах.

Использование последовательного резонанса

В концепции индукционного нагревателя, обсуждаемой в этом посте, используется последовательный резонансный контур.

Когда используется последовательный резонансный LC-контур, у нас есть индуктор (L) и конденсатор (C), соединенные последовательно, как показано на следующей схеме.

Общее напряжение В , приложенное к последовательному LC, будет суммой напряжения на катушке индуктивности L и напряжения на конденсаторе C. Ток, протекающий через систему, будет равен току, протекающему через L и компоненты C.

V = VL + VC

I = IL = IC

Частота приложенного напряжения влияет на реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора.Когда частота увеличивается от минимального значения до более высокого значения, индуктивное реактивное сопротивление XL катушки индуктивности будет пропорционально увеличиваться, но XC, то есть емкостное реактивное сопротивление, будет уменьшаться.

Однако, когда частота увеличивается, будет конкретный случай или порог, когда величины индуктивного реактивного сопротивления и емкостного реактивного сопротивления будут просто равны. Этот экземпляр будет резонансной точкой серии LC, и частота может быть установлена как резонансная частота.

Следовательно, в последовательном резонансном контуре резонанс будет возникать, когда

XL = XC

или, ωL = 1 / ωC

, где ω = угловая частота.

Оценка значения ω дает:

ω = ωo = 1 / √ LC, которая определяется как резонансная угловая частота.

Подставляя это в предыдущее уравнение, а также конвертируя угловую частоту (в радианах в секунду) в частоту (Гц), мы, наконец, получаем:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Расчет сечения провода для рабочей катушки индукционного нагревателя

После того, как вы вычислили оптимизированные значения L и C для цепи резервуара индукционного нагревателя и оценили точную совместимую частоту для схемы драйвера, пришло время вычислить и зафиксировать текущую пропускную способность рабочей катушки и конденсатора.

Так как ток, задействованный в конструкции индукционного нагревателя, может быть существенно большим, этот параметр нельзя игнорировать, и его необходимо правильно назначить цепи LC.

Использование формул для расчета размеров провода для индукционного размера провода может быть немного сложным, особенно для новичков, и именно поэтому на этом сайте было включено специальное программное обеспечение для того же самого, которое любой заинтересованный любитель может использовать для измерения размера провод подходящего размера для вашей индукционной варочной панели.

Принципиальная схема индукционной печи. Простой индукционный нагреватель своими руками

В этом посте мы подробно обсудим, как построить цепь индукционного нагревателя высокой мощности с использованием IGBT, которые считаются наиболее универсальными и мощными переключающими устройствами, даже превосходящими МОП-транзисторы.

Магнитное поле высокой частоты создается катушкой, присутствующей в индукционном нагревателе, и, таким образом, вихревые токи, в свою очередь, наводятся на металлический магнитный объект, который находится в середине катушки, и нагревают его.

Чтобы компенсировать индуктивный характер катушки, параллельно катушке размещается резонансная емкость. Резонансная частота — это частота, на которой необходимо управлять резонансным контуром, также известным как катушка-конденсатор. Ток, протекающий через катушку, всегда намного больше, чем ток возбуждения.

Двойной полумост передает такую же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора в первом случае проще. Даже если для этого хватит диодов поменьше размером 30А.Потенциометр используется для настройки рабочей частоты в резонанс. Вы, безусловно, можете создавать более сложные драйверы в зависимости от ваших требований.

Вы также можете использовать автоматическую настройку, которая является одним из лучших способов сделать, как это принято в профессиональных обогревателях; но есть один недостаток, заключающийся в том, что в этом процессе будет потеряна простота схемы. Вы можете контролировать частоту, которая находится в диапазоне примерно от кГц. Адаптер небольшого размера, который может быть трансформаторного типа или SMPS, используется для обеспечения V вспомогательного напряжения, которое требуется в цепи управления.

Разделительный трансформатор и согласующий дроссель L1 — это электрическое оборудование, которое используется для подключения выхода к рабочей цепи. С одной стороны, где дроссель состоит из 4 витков на диаметре 23 см, изолирующий трансформатор, с другой стороны, состоит из 12 витков на диаметре 14 см, и эти витки состоят из двухжильного кабеля, как показано на рисунке ниже.

Даже когда выходная мощность достигает шкалы Вт, вы обнаружите, что есть еще много возможностей для улучшения.Рабочая катушка предлагаемого индукционного нагревателя IGBT состоит из проволоки 3.

Медный провод считается более подходящим для изготовления рабочей катушки, поскольку его можно легко и эффективно подключить к системе водяного охлаждения. Катушка состоит из шести витков с размерами 23 мм в высоту и 24 мм в диаметре. Змеевик может нагреваться при длительной эксплуатации. Резонансный конденсатор состоит из 23 небольших конденсаторов общей емкостью 2u3.Вы можете использовать их для этой цели, даже если они в основном не предназначены или не созданы для таких целей.

Частота резонанса кГц. Всегда рекомендуется использовать фильтр EMI. Плавный пуск можно использовать для замены вариак. Я всегда настоятельно рекомендую вам использовать ограничитель, который подключается последовательно к сети, такой как галогенные лампы и нагреватели примерно 1 кВт, когда он включается в первый раз. Предупреждение: используемая цепь индукционного нагрева подключена к сети и содержит высокое напряжение, которое может привести к летальному исходу.

Во избежание несчастных случаев из-за этого следует использовать потенциометр с пластмассовой штангой. Электромагнитные поля высокой частоты всегда вредны и могут повредить носители информации и электронные устройства. Электрическая цепь создает значительный уровень электромагнитных помех, что, в свою очередь, может вызвать поражение электрическим током, возгорание или ожоги. Индукционный нагрев — это процесс, который используется для связывания, упрочнения или размягчения металлов или других проводящих материалов.

Для многих современных производственных процессов индукционный нагрев предлагает привлекательное сочетание скорости, стабильности и контроля.

Основные принципы индукционного нагрева были изучены и применялись в производстве со времен s. Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя.

В последнее время акцент на бережливых производственных технологиях и упор на улучшенный контроль качества привели к повторному открытию индукционной технологии, наряду с разработкой полностью контролируемых твердотельных индукционных источников питания.

В чем уникальность этого метода нагрева? В наиболее распространенных методах нагрева к металлической части непосредственно прикладывают горелку или открытое пламя.

Но при индукционном нагреве тепло фактически «индуцируется» внутри самой детали за счет циркулирующих электрических токов. Индукционный нагрев основан на уникальных характеристиках радиочастотной радиочастотной энергии — той части электромагнитного спектра, которая находится ниже инфракрасной и микроволновой энергии.

Поскольку тепло передается продукту посредством электромагнитных волн, деталь никогда не вступает в прямой контакт с каким-либо пламенем, сам индуктор не нагревается (см. Рис. 1), и продукт не загрязняется.При правильной настройке процесс становится очень повторяемым и управляемым. Как именно работает индукционный нагрев?

Схема простого индукционного нагревателя

Это помогает получить базовое понимание принципов работы с электричеством. Когда переменный электрический ток подается на первичную обмотку трансформатора, создается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, если вторичная обмотка трансформатора находится в магнитном поле, возникает электрический ток.В базовой установке индукционного нагрева, показанной на Рисунке 2, твердотельный высокочастотный источник питания пропускает переменный ток через индуктор, часто через медную катушку, а нагреваемая деталь помещается внутри индуктора.

Катушка индуктивности служит первичной обмоткой трансформатора, а нагреваемая часть становится вторичной обмоткой короткого замыкания. Когда металлическая деталь помещается в индуктор и попадает в магнитное поле, внутри детали индуцируются циркулирующие вихревые токи.

Как показано на рисунке 3, эти вихревые токи протекают против удельного электрического сопротивления металла, генерируя точное и локализованное тепло без какого-либо прямого контакта между деталью и индуктором.Этот нагрев происходит как с магнитными, так и с немагнитными частями, и его часто называют «эффектом Джоуля», ссылаясь на первый закон Джоуля — научную формулу, выражающую связь между теплотой, производимой электрическим током, проходящим через проводник.

Во-вторых, в магнитных деталях создается дополнительное тепло за счет гистерезиса — внутреннего трения, возникающего при прохождении магнитных деталей через индуктор. Магнитные материалы, естественно, обладают электрическим сопротивлением быстро меняющимся магнитным полям внутри индуктора.Это сопротивление вызывает внутреннее трение, которое, в свою очередь, выделяет тепло. Таким образом, в процессе нагрева материала нет контакта между индуктором и деталью, а также отсутствуют газы сгорания.

Что такое индукционный нагрев?

Нагреваемый материал может находиться в изолированном от источника питания помещении; погруженный в жидкость, покрытый изолированными веществами, в газовой атмосфере или даже в вакууме. Эффективность системы индукционного нагрева для конкретного применения зависит от нескольких факторов: характеристик самой детали, конструкции индуктора, мощности источника питания и величины изменения температуры, необходимой для данной области применения.

Пластмассы и другие непроводящие материалы часто можно нагревать косвенно, сначала нагревая проводящий металлический приемник, который передает тепло непроводящему материалу.

Помимо тепла, вызванного вихревыми токами, магнитные материалы также выделяют тепло за счет так называемого эффекта гистерезиса, описанного выше. Этот эффект перестает проявляться при температурах выше «точки Кюри» — температуры, при которой магнитный материал теряет свои магнитные свойства.

Таким образом, маленькие или тонкие детали обычно нагреваются быстрее, чем большие толстые, особенно если большие детали необходимо нагреть полностью.

Исследования показали взаимосвязь между частотой переменного тока и глубиной проникновения нагрева: чем выше частота, тем меньше нагрев детали.

Dhokebaaz dost shayari на английском языке

Было показано, что для глубокого проникающего тепла наиболее эффективными являются более длительные циклы нагрева на более низких частотах от 5 до 30 кГц. Сталь — наряду с углеродом, оловом и вольфрамом — имеет высокое электрическое сопротивление.

Поскольку эти металлы сильно сопротивляются току, быстро накапливается тепло.Металлы с низким удельным сопротивлением, такие как медь, латунь и алюминий, нагреваются дольше. Удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры, поэтому очень горячая сталь будет более восприимчива к индукционному нагреву, чем холодная. Именно внутри индуктора через протекание переменного тока создается переменное магнитное поле, необходимое для индукционного нагрева.

Таким образом, конструкция индуктора — один из наиболее важных аспектов всей системы. Хорошо спроектированный индуктор обеспечивает правильный режим нагрева для вашей детали и максимизирует эффективность источника питания индукционного нагрева, при этом позволяя легко вставлять и извлекать деталь.Размер индукционного источника питания, необходимый для нагрева конкретной детали, можно легко рассчитать. Индукционные нагреватели используются для бесконтактного нагрева проводящих материалов.

В коммерческих целях они используются для термообработки, пайки, пайки и т. Д. В этом руководстве вы познакомитесь с конструкцией мощного нагревателя 30 кВА, подходящего для плавления алюминия и стали. Обратите внимание, что для полного использования преимуществ этой конструкции вам понадобится V-образная розетка, по крайней мере, однофазная на 50 А и, предпочтительно, трехфазная розетка на 50 или 60 А.

Об авторе :. Я отвечаю за множество гнусных проектов силовой электроники, которые вы можете найти в моем блоге; Возможно, наиболее интересным является тот, который с тех пор обрел собственную жизнь как стартап, создающий наборы DRSSTC. Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке. IGBT: или «кирпичи», как мы их называем.

Они должны быть хороши для V, а не для беспокойства, я никогда раньше не видел кирпичей с рейтингом ниже, по крайней мере, A. Я использую модули A, чтобы быть безопасными и, что более важно, быть быстрыми.Здесь вам нужно проверить таблицу — IGBT имеют длительную задержку выключения.

Блоки

бывают нескольких типов: однотранзисторные, двухтранзисторные, блоки из 6 блоков и некоторые более редкие типы, такие как модули прерывателя. Однотранзисторные модули преобладают для IGBT V и большего размера, имеют самые высокие тепловые характеристики и их сложнее всего монтировать. Сдвоенные полумостовые модули намного проще монтировать и меньше рассеивают. Они наиболее распространены для модулей V. Используйте то, что считаете нужным; в этом руководстве используются полумостовые модули.

Бак конденсатор: очень-очень важен. Он обрабатывает огромное количество реактивной мощности на очень высоких частотах. Абсолютно необходимо, чтобы эта часть была выбрана соответствующим образом.

Hangaroo отвечает победителю оскара

Это должен быть высококачественный полипропиленовый или слюдяный конденсатор. Вам нужна достаточная емкость, чтобы резонировать с вашей рабочей катушкой на частоте не более 70 кГц.

Индукционные нагреватели работают, окружая обрабатываемую деталь катушкой, по которой проходит переменный ток высокой частоты от кГц до низкой МГц.В результате в заготовке возникают вихревые токи, которые действуют как закороченная вторичная обмотка однооборотного трансформатора. Токи могут быть огромными, порядка нескольких тысяч ампер.

Схематическое описание Примечание. Не обращайте внимания на номера моделей транзисторов; Я просто использовал то, что было встроено в Eagle. IC1 — это TL, работающий как генератор с регулируемыми мертвым временем и частотой. Выходной сигнал подается на вход двух микросхем управления затвором UCC 9A, которые «усиливают» сигнал до чего-то, способного управлять затворами транзисторов с высокой емкостью.

Этот трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию, необходимую для управления Q1 — Q4, которые образуют полный мост. Этот промежуточный мост необходим для обеспечения высокой средней мощности, необходимой для управления Q5 — Q8, полного моста из больших модулей IGBT.

Этот мост образует главный инвертор.

Типы складских помещений pdf

Создайте логическую схему по своему усмотрению, используя прилагаемые изображения для изготовления плат или перфорированную или макетную плату. Компания Carrier производит и устанавливает печи с тех пор. Известные своей надежностью, печи Carrier обеспечивают годы комфорта для эксплуатации. много домов по всей Америке.Как и в случае с любыми механическими устройствами, иногда детали печи перестают работать и требуют замены. Вы можете самостоятельно диагностировать и устранять некоторые неисправности печи.

Когда вы это сделаете, Sears PartsDirect предоставит вам оригинальные детали печи Carrier, необходимые для того, чтобы ваша печь снова заработала. Ремонт печей Carrier и запасные части Carrier занимается производством и установкой печей с момента демонстрации моделей частей магазина. Печь Carrier 58STA. Газовая печь Carrier 58MVCF. Печь Carrier 58CVX.Печь Carrier 58STX.

Печь Carrier 58MXAF. Печь Carrier 58MSA. Печь Carrier 58DLX. Печь Carrier 58CMR. Печь Carrier 58CLA. Печь Carrier 58UVBF. Печь Carrier 58MTBF. Печь Carrier 58MVBF. Печь Carrier 58MXBF. Перевозчик 58MCB furance. Отображение Вернуться к началу. Категории Все категории. Все марки. Coleman Evcon. Комфортное свечение.

Квадрат Д. Термальная зона. Плита США. Как диагностировать типичные проблемы печи Carrier Вот некоторые проблемы печи, с которыми вы можете столкнуться, и что с ними делать.Печи-носители часто имеют выключатель, который выглядит как обычный выключатель света, расположенный на печи или рядом с ней, который отключает подачу электроэнергии в печь.

Убедитесь, что этот выключатель включен. Проверьте контрольную лампу, если в вашей печи она используется для зажигания газа. Это удивительный индукционный нагреватель, и теперь вы можете построить свой собственный для развлечения или в качестве мощного инструмента. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий и медь. Вы можете использовать это для пайки, плавления и ковки металлов.

Вы также можете использовать это для литья. Учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых критических компонентов. Учебник большой. Я рассмотрю основные шаги здесь, чтобы дать вам представление о том, что входит в подобный проект и как его спроектировать, чтобы вы не взорвали ни МОП-транзисторы, ни IGBT. При желании вы можете перейти по ссылке выше. Это руководство предполагает, что вы хорошо разбираетесь в электронике и индукционных нагревателях. Давай начнем. Кстати, я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр.

Посмотрите, как я сравниваю его со стандартным брендом, используя жидкий азот для теста. Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке. Основными компонентами являются инвертор, драйвер, трансформатор связи и цепь резервуара RLC. Я немного покажу вам схемы.

Начнем с инвертора. Это электрическое устройство, изменяющее направление постоянного тока на переменный. Для мощного агрегата он должен быть прочным.Выше вы можете увидеть экранирование, которое используется для защиты привода затвора MOSFET от любых паразитных ЭДС. Паразитная ЭДС вызывает шум, который приводит к высокочастотному переключению. Это приводит к перегреву и выходу из строя МОП-транзистора. Сильноточные трассы на печатной плате находятся внизу.

Используется много слоев меди, чтобы они могли выдерживать ток более 50 А. Вы не хотите, чтобы они перегревались. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с каждой стороны. Это необходимо для отвода тепла, выделяемого МОП-транзисторами.Первоначально я использовал охлаждение с помощью вентилятора, но для того, чтобы справиться с этой мощностью, у меня есть небольшие насосы для прудов, которые перемещают обычную воду через алюминиевые радиаторы.

Пока вода чистая, проводимости не должно быть. У меня также есть тонкие слюдяные прокладки под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через раковины. Это схема инвертора.

Araignee a grigny

Схема действительно не такая уж сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер перемещает высокое и низкое напряжение 15 В для создания переменного сигнала в трансформаторе управления затвором GDT.Этот трансформатор изолировал микросхемы от mofset. Диод на затворе МОП-транзистора ограничивает выбросы, а резистор затвора минимизирует колебания. Конденсатор C1 удаляет любую составляющую постоянного тока. В идеале вам нужно максимально быстрое время подъема и опускания ворот, уменьшая нагрев. Резистор замедляет это, что кажется неправильным.

Однако, если сигнал не ослаблен, вы получите выбросы и колебания, которые разрушат МОП-транзистор. Электрический A2Z. Однофазные асинхронные двигатели традиционно используются в жилых помещениях, таких как потолочные вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и холодильники.

Эти двигатели состоят из двигателей с расщепленной фазой, экранированных полюсов и конденсаторных двигателей. Двигатель переменного тока переменного тока — это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое движение за счет использования электромагнетизма и изменения частоты и напряжения, производимых коммунальной компанией или контроллером двигателя. Электродвигатели переменного тока составляют основу потребления электроэнергии в мире, потому что они делают так много и с минимальным вмешательством человека.

Двигатель переменного тока — безусловно, самый простой и дешевый двигатель, используемый в промышленности.Электродвигатель переменного тока состоит из очень небольшого числа деталей, но пока они не выходят за рамки своих рабочих характеристик, они могут работать годами с минимальным техобслуживанием.

Население серверов Grobbulus

Основными частями двигателя переменного тока являются ротор и статор, как показано на рисунке 1. Ротор — это вращающаяся часть двигателя переменного тока, которая поддерживается набором подшипников, обеспечивающих безупречное вращение внутри конца. колокольчики. Подшипники запрессованы в набор концевых раструбов, заполненных смазкой для обеспечения плавного движения.Статор — это неподвижная или неподвижная часть двигателя, к которой прикреплены концевые раструбы, а обмотки намотаны вокруг многослойных листов железа, которые создают электромагнитное вращающееся поле, когда катушка находится под напряжением.

Двигатели

— это очень универсальные электромеханические компоненты, поскольку их размеры, конфигурация и конструкция могут быть адаптированы к любой ситуации или выполнению любых задач.

Большой процент двигателей, используемых в промышленности, — это однофазные и трехфазные двигатели, как показано на рисунке 2.Однофазный асинхронный двигатель — это электродвигатель, который работает от одной формы волны переменного тока. Однофазные асинхронные двигатели используются в жилых помещениях для электроприборов переменного тока в одном или нескольких жилищах.

Существует три типа однофазных асинхронных двигателей: электродвигатели с экранированными полюсами, электродвигатели с разделенной фазой и конденсаторные электродвигатели. Двигатели с экранированными полюсами, как показано на рисунке 3, представляют собой однофазные асинхронные двигатели, которые используются для работы небольших охлаждающих вентиляторов внутри холодильников компьютеров.

Самая большая нагрузка. Двигатель с экранированными полюсами может повернуть очень легкий компонент, способный вращаться с низкой плотностью. Обычно, когда двигатели с экранированными полюсами выходят из строя, их выбрасывают в мусорную корзину и покупают новый. Полюса статора снабжены дополнительной обмоткой в каждом углу, называемой экранирующей обмоткой, как показано на рис. Эти обмотки не имеют электрического соединения для запуска, но используют индуцированный ток для создания вращающегося магнитного поля.

Полюсная конструкция двигателя с экранированными полюсами позволяет создавать вращающееся магнитное поле, задерживая нарастание магнитного потока.Медный проводник изолирует заштрихованную часть полюса, образуя полный виток вокруг него.

В заштрихованной части магнитный поток увеличивается, но задерживается током, индуцированным в медном экране. Магнитный поток в незатененной части увеличивается с током обмотки, формирующим вращающееся поле. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой — это однофазный асинхронный двигатель с двумя обмотками, называемыми рабочей обмоткой, вторичной пусковой обмоткой и центробежным переключателем, как показано на рисунке 6.

Эти двигатели с короткозамкнутым ротором на шаг выше двигателей с экранированными полюсами, потому что они могут немного больше работать с более тяжелой нагрузкой, приложенной к валу ротора.Центробежный переключатель — это нормально замкнутое управляющее устройство, подключенное к пусковой обмотке. Несмотря на то, что это считается надежным двигателем, этот центробежный переключатель является подвижной частью, которая иногда не включается снова, когда двигатель перестает вращаться.

Однофазные конденсаторные двигатели — это следующий шаг в семействе однофазных асинхронных двигателей. Конденсаторные двигатели содержат такую же пусковую и рабочую обмотку, что и двигатель с расщепленной фазой, за исключением конденсатора, который дает двигателю больший крутящий момент при запуске или во время работы.Конденсатор предназначен для возврата напряжения в систему при отсутствии напряжения и синусоидального сигнала ЦАП в однофазной системе.

В однофазной системе переменного тока существует только одна форма волны напряжения, и в течение одного цикла из 60 гц, необходимых для выработки напряжения, напряжение не создается в двух точках.

Работа конденсатора состоит в том, чтобы заполнить эту пустоту, чтобы двигатель всегда находился под напряжением, что означает, что во время работы двигателя создается большой крутящий момент.Есть три типа конденсаторных двигателей: конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель и конденсаторный пуск и пуск.

Асинхронные двигатели с конденсаторным пуском, как показано на рисунке 7, представляют собой однофазные асинхронные двигатели, в которых конденсатор последовательно соединен с пусковой обмоткой и центробежным переключателем двигателя. Эта конфигурация дает двигателю стартовую мощность, но приложение не требует большой мощности во время работы. Часто я сталкивался с людьми на 4hv, прося простой дизайн индукционного нагревателя, с которым они могли бы играть дома без больших денежных вложений.

Оригинальная схема возвратного драйвера Mazzili была изменена для работы с индукционным нагревателем. Конденсаторы расположены на большом расстоянии, чтобы обеспечить хорошее конвекционное охлаждение.

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT (протестировано)

Катушки индуктивности наматываются вручную на два сердечника из порошкового железа от блоков питания ПК. Выходная мощность схемы удивила даже меня, поскольку я с легкостью плавил небольшие стальные, латунные и алюминиевые детали. Пропускная способность, по-видимому, в основном ограничивалась источником питания, который должен был обеспечивать менее 30 В из-за номинальных значений MOSFET при большом токе.

Нужно ли мне подключать royer к трансформатору или я могу подключить его к источнику постоянного тока ??? Извините за мой плохой английский….

Основная плата управления индукционной печи

У меня есть вопрос: нужно ли мне вернуть трансформатор обратно в Ройер по схеме, которую вы опубликовали. Спасибо и извините за мой плохой английский. У меня вопрос, а почему вы используете постоянный ток?

Пожалуйста, объясните, как я хочу это построить. Это блестящая трасса.Он использует два повышающих преобразователя оригинальным образом, так что они действуют как источники тока для согласования с параллельным резонансным контуром в течение половины цикла. Также большой конденсатор действует как демпфер для двух переключаемых катушек индуктивности поочередно и, таким образом, гармоники в питании сводятся к минимуму.

Энергия, накачиваемая в параллельный резонансный контур LC, зависит от того, сколько энергии должен удерживать каждый повышающий преобразователь на каждой стороне контура LC! Любой аппаратно переключаемый Mosfet — это источник напряжения, который не подходит для согласования с параллельными LC-цепями, но он заряжает индуктор магнитным зарядом, когда Mosfet включен, а когда он выключен, заряженный индуктор становится источником тока, идеально подходящим для параллельного LC. цепь, в то время как другой МОП-транзистор включен, чтобы замкнуть цепь.

Затем функция повторяется для другого полупериода, используя другую сторону. Одна из самых гениальных схем, которые я встречал. Сейчас я работаю над аналогичной схемой, чтобы она соответствовала последовательной цепи LC, но она будет не такой аккуратной, как эта.

Мои поздравления. Что ж, сэр, что касается индукционных нагревателей, есть несколько подсказок, которые нужно сообщить, но можно придерживаться этой конкретной схемы.

Если размер индукционной катушки примерно такой же, как у обрабатываемой детали, то передача энергии лучше.Следует быть осторожным при выборе номинальной мощности стабилитронов, поскольку увеличение напряжения питания сверх некоторого значения может привести к их сгоранию.

Как отклонить приглашение на конференцию

В этой схеме энергия не идет напрямую от источника питания к индукционной резонансной катушке, а сначала накапливается в двух основных индукторах высокой мощности, действующих как нагрузка стока для МОП-транзисторов.

Предположим, что один МОП-транзистор включен из-за сопротивления Ом, поднимающего затвор. Допустимое увеличение тока зависит от продолжительности, значения индуктивности и напряжения питания.

Как построить простой мощный индукционный нагреватель — Teslascience Hacks

Индукционный нагрев — это захватывающая способность беспроводного нагрева металлических или графитовых объектов без использования открытого пламени и с минимальными потерями тепла в окружающую среду. Это не новое явление, оно существует уже более 100 лет. Он широко используется в плавильной и автомобильной промышленности, поскольку его легко контролировать и масштабировать.

Прочитав руководство и построив индукционный нагреватель с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) на основе работы Джонатана Крейдена (mindcallenger.com), я хотел придумать что-то более простое и понятное для начинающих любителей электроники. Поскольку я еще и новичок в электронике, я чувствовал, что этот проект будет интересным и даст хорошее представление об основах работы индукционных нагревателей. В дополнение к упомянутому выше нагревателю с ФАПЧ я также построил множество индукционных нагревателей типа Mazilli или Royer, включая дешевые драйверы Mazilli китайского производства, которые можно приобрести на Ebay и Alibaba. Я обнаружил, что, хотя они хороши и просты в использовании, они склонны к отказу, поскольку они ограничены рабочим диапазоном низкого напряжения и относительно низкой мощностью для того, что я хотел.Их также трудно контролировать с точки зрения количества нагрева. Я хотел сделать что-то более надежное и управляемое, а не перегруженные транзисторы! По сути, мне нужна была настраиваемая вручную установка, которая работала бы от выпрямленной сети вместо дорогостоящих импульсных источников питания. Основная конструкция будет заключаться в том, чтобы брать более высокое напряжение при более низком токе (с которым транзисторы MOSFET хорошо справляются) и преобразовывать его в более низкое напряжение при гораздо более высоких токах порядка 100 или 1000 ампер и высокочастотном переменном токе, обычно 20-100 кГц. .Он проходит через катушку из нескольких витков меди (называемую «рабочей катушкой»). Если кусок железа помещается в рабочую катушку, в железной части (также называемой «заготовкой») индуцируются вихревые токи, так что заготовка действует как закороченная 1-витковая первичная катушка. Из-за эффекта соотношения трансформатора в заготовке протекают огромные токи порядка многих сотен или тысяч ампер, что приводит к нагреву заготовки из-за сочетания внутреннего сопротивления (нагрев IR2) и гиперезиса (из-за воздействия на случайный массив магнитных диполей в железной заготовке, меняющий направление много раз в секунду с высокой частотой).Из-за высокой частоты ток протекает преимущественно в самых поверхностных слоях заготовки и рабочей катушки, также известный как «скин-эффект». Это дополнительно увеличивает эффективное сопротивление заготовки, что приводит к еще большему нагреву I2R. Поскольку скин-эффект также имеет место в рабочей катушке, в рабочей катушке возникают потери энергии в виде тепла в поверхностных слоях катушки. Толстая медная трубка, имеющая внешнюю и внутреннюю поверхности, или лицевый провод (многопроволочный изолированный провод, каждая жила которого имеет электроизоляционное покрытие) увеличивает эффективную площадь поверхности рабочей катушки, уменьшая потери энергии в виде потерь тепла.Литц-проволока используется в индукционных варочных панелях по той же причине. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект и больший нагрев поверхности лучше для нагрева небольших деталей. Более низкие частоты имеют меньший скин-эффект и лучше подходят для нагрева больших деталей. Этот нагрев может привести к нагреву железа, например, от комнатной температуры до красного тепла, от оранжевого тепла до ярко-желтого тепла за пределами точки Кюри (точка, при которой заготовка из железа или стали теряет нагрев из-за гистерезиса из-за потери своего ферромагнетизма).Чтобы добиться дальнейшего нагрева и плавления железной заготовки (включая неферромагнитные металлы, такие как медь, серебро, золото и алюминий), необходимо добиться гораздо больших токов, чтобы преодолеть отсутствие гистерезиса. Целью этого проекта является создание такого простого небольшого настраиваемого индукционного нагревателя, который мог бы плавить небольшие количества этих металлов.

С индукционными нагревателями с ФАПЧ, упомянутыми выше (хорошее подробное руководство по ним см. В работе Джонатана Крейдена по адресу http: // indexheatertutorial.com /), они самостоятельно настраиваются на точку. ФАПЧ работает от генератора, управляемого напряжением. Поскольку частота резонанса индукционного нагревателя изменяется по мере помещения в него заготовки. Это приведет к резонансу потерь и соответствующей потере нагрева, поскольку максимальный нагрев происходит, когда контур резервуара индукционного нагревателя находится в резонансе. В системе ФАПЧ напряжение на баке подается на управляемый напряжением генератор микросхемы ФАПЧ CD4046 для поддержания максимального напряжения в баке. Однако обычно, когда металл, такой как железо, достигает точки Кюри, изменение резонансной частоты выходит за пределы диапазона ФАПЧ, и схема выходит из резонанса и теряется нагрев.Некоторые любители электроники в области индукционного нагрева (например, Джонатон Крейден на mindchallenger.com) обошли эту проблему, используя микропроцессор для поддержания цепи в резонансе, а также для периодической расстройки цепи, чтобы снизить общий ток в силовых транзисторах. спасая их от разрушения в случае, если сила тока превышает их максимально допустимое значение. Многие люди помогли продвинуть вперед области твердотельного индукционного нагрева — в их числе такие люди, как «Неон Джон», Бейли Ван из Массачусетского технологического института, Джонатан Крейден, Ричи Бернетт (Великобритания) и многие другие.

Завершенный проект — Небольшая мощная настольная установка размера:

Если вы планируете построить индукционный нагреватель, подобный показанному здесь, сначала сделайте предостережение: в этом проекте использовались незащищенные сети, высокое напряжение и высокие токи с серьезным риском получения травм или того, что еще хуже, если его не выполнять в опытных руках. Я не несу ответственности за травмы или что-то еще хуже, возникшие в результате любой работы, описанной здесь. Описанная здесь работа предназначена только для академических и научных интересов.

Описанный здесь проект можно разделить на 3 части: 1) Генератор переменной частоты, 2) Полумостовой инвертор с МОП-транзисторами или БТИЗ и 3) Контур резервуара.

Вот список компонентов для этого проекта по разделам:

ОСЦИЛЛЯТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ:

8-контактное гнездо для микросхемы x 3
14-контактное гнездо для микросхемы x 1
2 резистора 1 кОм 0,5 Вт
10 нФ, керамический колпачок 50 В x 1
1 нФ, керамический колпачок 50 В x 1
20k 10-поворотный горшок x 1
100 нФ, керамический колпачок 50 В x 4
47 мкФ, 4 электролитических колпачка 35 В
1 мкФ керамический, 4 конденсатора 50 В
1000 мкФ, 1 электролитический колпачок 35 В
LM7815 x 1
LM7805 x 1
маленький радиатор для LM7815 x 1
Алюминиевая проектная коробка (опция) x 1
120VAC на 19-26.Понижающий трансформатор 5 В (радиошак) x 1
полный мостовой выпрямитель 50V 2A x 1
Зеленый ферритовый тороид диаметром 1–1,5 дюйма x 1 (для GDT)
перфокарт x 1
тонкий припой (флюсованный канифолью) x 1
паяльник 20-30Вт x 1
UC37321 x 2
UC37322 x 2
NE555 x 1
1N5819 (шоттки) x 4
соединительный провод x 1 рулон
Инвертор 74HC14 с шестигранной головкой x 1

ИНВЕРТОР ПОЛОВИННОГО МОСТА И КОНДЕНСАТОРЫ ШИНЫ:

IRFP260N x 2
6.2 резистора 8 Ом, 2Вт
1N5819 (шоттки) x 2
1N4744A (стабилитрон 15 В) x 4
U860 сверхбыстрый диод x 2
1.5KE440CA двунаправленный TVS (или однонаправленный) диод x 1
Полипропиленовый демпфирующий колпачок 5 мкФ, 450 В x 1
100кОм, 2 резистора 2Вт
Aerovox RBPS20591KR6GNZ 1 кВ, демпфирующий колпачок 2 мкФ, используемый для заглушки постоянного тока (можно приобрести в компании Eastern Voltage Research, Нью-Джерси, США) x 1
400-450V 1500 мкФ 2 электролитических колпачка
Переключатель 20-30 А x 1
Шунтирующий амперметр 20-30 А x 1
Ферритовый тороид (большой) для соединительного трансформатора x 1 (или более)
Изолированный многожильный провод 16 калибра на 22 витка трансформатора связи
большой алюминиевый радиатор x 1 (Ebay)
Полный мостовой выпрямитель, 35-40 А, 400 В x 1
Предохранитель на 30-40 А с держателем предохранителя или 1 прерыватель на 30-40 А
клеммные винтовые разъемы x 4 (для легкого снятия IGBT МОП-транзисторов)

БАК КОНДЕНСАТОР — 6-Х ОБОРОТНЫЙ РАБОЧИЙ БУМАЖНИК:

Рулон мягкой медной трубки 3/8 ″ из хозяйственного магазина x 1
3/8 ″ соединители для медных труб x 2-4
фонтанный насос x 1
латексная трубка для соединения насоса и медной трубки x 1 рулон
припой и флюс x 1
Резак для медных труб x 1
12 емкостных конденсаторов 1200 В, 0.33 мкФ (доступно здесь: https://www.ebay.com/itm/10PCS-New-BM-Capacitor-MKPH-0-33uF-630VAC-1200VDC-for-Induction-cooker-P-30-5/272271654633?hash = item3f64a7bee9: g: PJ4AAOSw9eVXXQsg), а также другие китайские сайты на Ebay
Резистор 47кОм x 1
зеленый светодиод x 1
UF4007 сверхбыстрый диод x 1

В этом проекте мы используем микросхему таймера 555 (рисунок 1) в нестабильном режиме для генерации прямоугольного сигнала с коэффициентом заполнения 50%. Это достигается с помощью переменного резистора (0-20 кОм) для генерации переменной частоты в диапазоне от 35 кГц до 132 кГц.Этот диапазон отлично подходит для различных индукционных нагревателей различных размеров. Хотя 555 выдает прямоугольный сигнал на выходе, это не «чистый» прямоугольный сигнал. Чтобы очистить прямоугольную волну, выходной сигнал 555 подается на шестигранный инвертор 74HC14, который выдает хороший чистый прямоугольный сигнал. Он подается на инвертирующий и неинвертирующий входы микросхем драйвера MOSFET UC37321 / 22. Эти микросхемы питаются от 15 В для выхода 15 В. Поскольку микросхемы работают в непрерывном режиме, а не в импульсном, как в твердотельных катушках Тесла, они имеют тенденцию к нагреву.Чтобы уменьшить перегрев этих микросхем, по 2 микросхемы каждой из них уложены параллельно, спаяв их ножки вместе. На эти параллельно соединенные микросхемы можно наклеить небольшие полоски алюминия для еще большего охлаждения. Выход микросхем проходит через керамические конденсаторы, которые функционируют как блокирующие конденсаторы постоянного тока. Обычно достаточно 1-2 мкФ (рис. 1). Колпачки должны быть рассчитаны минимум на 50 В. Трансформатор драйвера затвора намотан на ферритовый тороид, намотанный 1: 1: 1 с 10-15 витками трехзаходного провода.Одна из трехфазных обмоток является первичной обмоткой GDT, подключенной к выходу микросхемы драйвера затвора UC. Две оставшиеся обмотки включают затворы полевых МОП-транзисторов; один из 2 включен, а другой выключен. Это достигается изменением мест подключения вывода второй из трехзаходных обмоток. Перед подключением выходов GDT к затворам MOSFET проверьте формы сигналов вторичных обмоток GDT, чтобы убедиться, что они прямоугольные или как можно более близкие к прямоугольным.Это может включать использование другого или большего GDT или увеличение или уменьшение количества обмоток на нем. Доступно много различных типов ферритовых материалов. Лучше всего подходят зеленые ферритовые тороиды. Желтые или светло-зеленые тороиды из порошкового железа, используемые в источниках питания компьютеров, дают очень плохой сигнал управления затвором и не подходят для этой цели. Единственным недостатком использования микросхемы таймера 555 таким образом является то, что рабочий цикл установлен на уровне 50%. Поскольку 555 допускает возможность одновременного включения обоих полевых МОП-транзисторов, известного как «простреливание», существует вероятность одновременного включения обоих полевых МОП-транзисторов, замыкающего и разрушающего полумост.Однако, несмотря на такую возможность с микросхемой 555, я никогда не наблюдал эффекта «прострела» после нескольких часов работы индукционного нагревателя!

Рисунок 1 (Схема драйвера на основе таймера 555 — обратите внимание: если микросхемы управления затвором слишком сильно нагреваются, попробуйте уменьшить емкость керамических конденсаторов между выходом микросхем драйвера затвора и GDT с 2 мкФ до 0,1 мкФ). 7HC14N — ошибка опечатки и должна читаться как 74HC14. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ВЫСОКОМ РАЗРЕШЕНИИ

Отрицательная шина секции драйвера на Рисунке 1 также должна быть заземлена на заземление сети, так как при перемещении руки или других предметов рядом с секцией драйвера во время ручной настройки могут возникнуть колебания на выходе, если она не была должным образом заземлена, поскольку Я испытал.Секция драйвера должна быть изолирована от части схемы высокой мощности, предпочтительно алюминиевой коробкой. Коробку также следует заземлить. Важно — обратите внимание, что регулятор напряжения LM7815 на 15 В ДОЛЖЕН иметь теплоотвод, иначе он перегреется и отключится. Отвод тепла может быть достигнут либо путем добавления навинчиваемого радиатора к регулятору, либо, что более удобно, путем ввинчивания LM7815 в стенку проектной коробки. Поскольку металлическая задняя часть регулятора является отрицательной шиной, это позволяет легко заземлить отрицательную шину, а также коробку на землю, просто подключив заземление к внешней стороне коробки.

Полумостовой инвертор (рис. 2) питается от выпрямленного переменного тока от переменного тока. Он также будет работать с выпрямленным переменным током без больших сглаживающих конденсаторов, если нет необходимости в удвоителе напряжения.

Выпрямитель может быть подключен как удвоитель напряжения, обеспечивающий максимальное напряжение постоянного тока 120 x 1,42 x2 = 340 В на инверторе или 170 В на каждой ветви полумоста. Вы хотите использовать как минимум 2 или 3 кВА вариак. Тем не менее, он будет работать с вариаком 500 ВА, но с пониженной мощностью.

Рисунок 2 (Полумостовой инвертор с защитными диодами, демпфирующим колпачком и 6.Резисторы затвора 8 Ом) НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ВЫСОКОМ РАЗРЯДЕ

МОП-транзисторы IRFP 260N рассчитаны на постоянный ток 50 А и импульсный ток стока 200 А и напряжение между стоком и истоком 200 В, что дает им огромную рассеиваемую мощность (для чего определенно требуется радиатор). Для получения еще большей мощности МОП-транзисторы IRFP260N можно заменить на FDh54N50. Поскольку все эти полевые МОП-транзисторы имеют внутреннюю емкость затвора, которая в сочетании с вторичной индуктивностью трансформатора управления затвором может привести к сильным колебаниям звена на затворе во время переключения, что приведет к повреждению затвора.Этот звон подавляется резисторами затвора 6,8 Ом. Остаточный заряд на затворах полевых МОП-транзисторов быстро разряжается диодами Шоттки (1N5819), подключенными параллельно резисторам затвора (см. Рисунок 2). Если вентили работают при 15 В, они работают в области плато кривой напряжения тока, где нагрев полевого МОП-транзистора уменьшается. Это дополнительно уменьшается с помощью ZVS или переключения нулевой точки, что достигается при правильной настройке (см. Ниже). Противоположные стабилитроны на затворе и истоке предотвращают скачки напряжения на затворе более 15 В и, следовательно, защищают затвор от повреждений из-за скачков напряжения.Сверхбыстрые безынерционные диоды (U860) между истоком и стоком полевых МОП-транзисторов защищают их от скачков обратного напряжения. Демпферный конденсатор, рассчитанный на 450 В, 5 мкФ, и диоды TVS, обычно рассчитанные на 400-440 В (скачки напряжения), делают именно это для защиты моста от скачков напряжения. Большие электролитические конденсаторы помогают сглаживать выпрямленный переменный ток и действуют как резервуар заряда. Они также позволяют настроить удвоитель напряжения от полного мостового выпрямителя. Выпрямитель и транзисторы IRFP260 должны иметь теплоотвод с добавлением вентилятора для дополнительного охлаждения радиаторов.Выход инвертора подается на соединительный трансформатор, предпочтительно сделанный из феррита, вокруг которого намотано около 20-22 витков изолированного многожильного провода калибра 16. Эти обмотки действуют как первичные обмотки цепи резервуара (см. Рисунок 3). Резервуар, по сути, представляет собой 1 виток первичной обмотки, включенной последовательно с рабочей катушкой (в данном случае 6 витков на 1,5 дюйма диаметром медной трубки 3/8 дюйма) и последовательно с батареей конденсаторов (Рисунок 3). Конденсаторная батарея состоит из 12 параллельно соединенных конденсаторов MKP емкостью 0,33 мкФ 1200 В (рассчитанных на использование с индукционными нагревателями и катушками Тесла).Использование высококачественных конденсаторов MKP или других полипропиленовых конденсаторов, которые могут выдерживать большой ток, высокое напряжение и высокую частоту, необходимо для работы индукционного нагревателя. Если конденсаторы рассчитаны неправильно, они нагреются и взорвутся, и передача энергии на изделие в 6-витковой катушке будет незначительной или отсутствовать вообще.

Между выходом инвертора и ферритовым трансформатором связи установлен блокирующий конденсатор постоянного тока 1 кВ 2 мкФ (схема инвертора см. На Рисунке 2).При первом запуске я использовал блокирующий конденсатор постоянного тока с неверным номиналом (5 мкФ при 275 В вместо 2 мкФ 1000 В), и вот результат:

Вот замена на правильный блокирующий колпачок (Aerovox) номиналом 1 кВ 2 мкФ, который безупречно работал в нескольких циклах:

Четыре электролитических конденсатора подключены последовательно параллельно для удвоителя напряжения в цепи. Также обратите внимание на резистор 100 кОм на этой конденсаторной батарее для отвода избыточного заряда, когда устройство не используется.

Резонансную частоту контура резервуара можно найти, подключив его к генератору сигналов через резистор 10 кОм и измерив напряжение на резервуаре до тех пор, пока не будет достигнут резонанс.

В обычном режиме переменный ток на вариакоре установлен на низкое значение, например, 40 В. Схема драйвера настраивается, начиная с более высокой частоты ВЫШЕ резонанса контура резервуара и медленно регулируя его до более низкой частоты, пока не будет достигнута резонансная частота контура резервуара.В этот момент на резервуаре загорится зеленый светодиодный индикатор, и на вариаке будет слышно гудение. Настройка продолжается до тех пор, пока на шунтирующем амперметре не будет наблюдаться максимальный ток (рис. 2).

Важно начинать с более высокой частоты выше резонанса и медленно уменьшать частоту до тех пор, пока не будет достигнут резонанс и не произойдет нагрев детали. Причина в том, что если настройка начинается с более низкой частоты на более высокую, то между истоком и стоком полевого МОП-транзистора ниже резонанса могут возникнуть серьезные скачки напряжения вызывного сигнала, что может привести к отказу полевого МОП-транзистора.

Желательно начинать настройку с заготовкой (нагреваемым металлом) уже в рабочей катушке. Отсутствие заготовки в катушке приведет к очень высоким токам, протекающим через стоки полевого МОП-транзистора, что может вызвать нагрузку на полевые МОП-транзисторы. Когда кажется, что устройство настроено (максимальный ток при наличии заготовки и горящем индикаторе), напряжение на вариаторе медленно увеличивается для достижения желаемого уровня нагрева. Перенастройка выполняется по мере необходимости при увеличении напряжения на вариаторе для максимального нагрева заготовки.

Рисунок 3 (Схема резервуара с индикатором состояния в резонансе) НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ВЫСОКОМ РАЗРЕШЕНИИ

Если, например, ток 20А проходит через полевые МОП-транзисторы во время прогрева, это означает, что ток 22 x 20А в резервуаре с 22-витковым соединительным трансформатором, то есть 440А.

Использование токоизмерительных клещей для измерения расхода 355 А в контуре резервуара:

С 6-витковой рабочей катушкой величина тока, протекающего в заготовке, будет 440 x 6 = приблизительно 2.6ка! Общая емкость конденсаторной батареи, состоящей из 12 конденсаторов по 0,33 мкФ, = 4 мкФ. При 6-витковой 1,5-дюймовой рабочей катушке она колеблется примерно с частотой 60 кГц. Это частота, на которой цепь находится в резонансе и происходит переключение нулевой точки транзисторов. Частота может быть изменена на лету, чтобы приспособиться к более крупной детали и т. Д. Обычно для более точной настройки предпочтительнее использовать подстроечный резистор на 10 витков 20 кОм (рис. 1). Когда желаемая величина нагрева достигнута, передача мощности может быть уменьшена и отключена либо путем расстройки, либо уменьшением напряжения на вариаторе.Рабочий змеевик поддерживается прохладным, позволяя воде течь через медную трубку в непрерывном контуре с помощью фонтанного насоса или просто из шланга, подключенного к крану. Если ферритовый трансформатор связи выбран правильно, то нагревание материала трансформатора связи или первичной обмотки трансформатора связи будет незначительным или вовсе отсутствует. Конденсаторы подключены (рис. 3) таким образом (я припаял свой к медной шине), так что каждый из конденсаторов в конденсаторной батарее вносит равный вклад в общий ток, чтобы избежать чрезмерного нагрева любого из конденсаторов.Следовательно, рабочая катушка подключается к противоположным концам конденсаторной батареи, как показано на рисунке 3. Дальнейшее охлаждение конденсаторов может быть достигнуто с помощью принудительного воздушного охлаждения от вентилятора корпуса компьютера.

Перейдем к деталям конструкции Конденсаторной батареи.

Сначала вам понадобятся конденсаторы хорошего качества, рассчитанные на использование с индукционными нагревателями и катушками Тесла, как указывалось ранее. Мои — 1200 В 0,33 мкФ, купленные на Ebay (https://www.ebay.com/itm/10PCS-New-BM-Capacitor-MKPH-0-33uF-630VAC-1200VDC-for-Induction-cooker-P-30-5 / 272271654633? Hash = item3f64a7bee9: g: PJ4AAOSw9eVXXQsg):

Вам понадобятся 2 медные полоски примерно 1 к 1.5 дюймов в ширину, 12-15 дюймов в длину и примерно 0,1-0,2 дюйма в толщину. Его легко купить в виде рулона медной полосы. Я нашел свой на EBay:

Вот как я припаял колпачки и медную трубку 3/8 дюйма к медным полоскам, чтобы получить красивый внешний вид.

Для электрических соединений я использовал пропановую горелку и плуммеры. Будьте осторожны, чтобы не пережечь конденсаторы горелкой при пайке! Медная трубка диаметром 3/8 дюйма была разрезана резаком для медных труб и соединена с медным фитингом с использованием плавильного припоя для герметизации соединения.Фитинги для медных труб:

6-витковую медную рабочую катушку создали, сначала рассчитав правильную длину медной трубки 3/8 дюйма, чтобы получить 6-витковую катушку диаметром 1,5 дюйма, а затем добавив еще 20-24 дюйма, чтобы получить прямую медную трубку 10-12 дюймов. дополнительные на каждом конце катушки. Требуемая длина трубки — это отрезок (с помощью резака для медных труб, а не ножовки) из рулона мягкой медной трубки, доступного в любом строительном магазине. Середина отрезанной части отмечается маркером, один конец отрезанной части закрывается колпачком, а затем отрезанный кусок доверху заполняется песком.Песок периодически утрамбовывают, постукивая трубкой по земле, чтобы обеспечить полное заполнение без воздушных зазоров. Другой конец закрывают, когда трубка полностью заполнится песком. Используя кусок трубы из ПВХ с наружным диаметром 1,5 дюйма или деревянную трубу, прочно закрепленную не менее чем двумя зажимами, средняя точка трубы, заполненной песком, помещается на один конец 1,5-дюймовой трубы из ПВХ или деревянного дюбеля, и на любой из них наматываются 3 витка. сторона отмеченной средней точки, чтобы получить в общей сложности 6 витков с концевыми деталями равной длины 10–12 дюймов на 6-витковой катушке.Песок предотвращает перекручивание или коробление трубки во время наматывания змеевика. Намотать катушку не так просто, как может показаться, и перед намоткой 6-витковой катушки может оказаться полезным тренировочный пробег с небольшой длиной заполненной песком медной трубки. Песок удаляется из готового змеевика путем снятия заглушек и постукивания по нему, пока песок падает из него. Последние следы песка в змеевике можно удалить, продув их ртом или сжатым воздухом.

Схема драйвера была сделана с использованием обычных перфокарт и сквозных компонентов.Для компонентов IC настоятельно рекомендуется использовать держатели гнезд IC! Как упоминалось ранее, заземление отрицательной шины схемы драйвера необходимо для стабильной работы драйвера.

В схеме инвертора для этого проекта используется полумостовой инвертор. Я использовал клеммные винтовые соединители, чтобы легко заменить IRFP260, вместо того, чтобы паять их на месте. Хотя многослойный мост с низкой индуктивностью и медной шиной или полосой является оптимальным, в этом проекте нет необходимости, поскольку протекающие токи —

Видео нагрева стальных заготовок:

Видео аналогичного более крупного блока, использующего полный мост из модулей IGBT размером To247 вместо IRFP260 для нагрева кусков железа.В остальном, кроме IGBT, базовая конструкция такая же. Тигель Al2O3 при этом треснул, и жидкий чугун начал выливаться:

продолжение

— через полумост и полевые МОП-транзисторы не так высоки, как те, которые обычно наблюдаются в твердотельных катушках Тесла (SSTC и DRSSTC). Высокие токи возникают в гальванически изолированной цепи резервуара. Обратите внимание на красивый большой радиатор для транзисторов MOSFET. Поскольку задняя часть этих полевых МОП-транзисторов является металлической и электрически сообщается с их стоками, необходимы электрически изолирующие теплопроводящие прокладки радиатора, чтобы избежать короткого замыкания стоков МОП-транзисторов.Между полевым МОП-транзистором и передней частью колодки и между задней частью колодки и алюминиевым радиатором требуется много термопасты. Слюда — лучший материал, так как он обладает превосходной теплопередачей, а также является отличным изолятором:

Обратите внимание на зеленый трансформатор GDT и вентилятор корпуса компьютера. Убедитесь, что вторичные выводы от GDT скручены и не слишком долго уменьшают паразитные радиопомехи, мешающие затворам полевых МОП-транзисторов:

Ферритовый трансформатор связи с многожильным проводом 22T калибра 16:

Нагревает толстый болт почти до белого каления.Позже он расплавился и начал капать на бетонный пол:

Шунтирующий амперметр, подключенный к выходу удвоителя напряжения для точной настройки максимального резонанса и нагрева:

Подстроечный резистор с отмеченной точкой резонанса. Цепь генератора находится за заземленной алюминиевой обшивкой:

Использование прерывателя на 40 А вместо предохранителя. Выключатель на 30А мог бы быть лучше:

Схема драйвера с радиаторами из алюминиевой ленты, приклеенными к сдвоенным микросхемам драйвера UC373XX, чтобы охладить их.Обратите внимание на монтажную плату и разъемы IC:

Нагрев большой гайки. Позже гайка была расплавлена путем увеличения напряжения:

Полномостовой выпрямитель, охлаждаемый тем же радиатором, что и полевые МОП-транзисторы:

Вот видео на YouTube, показывающее работу устройства, включая отказ блокирующего конденсатора постоянного тока, который был неправильно оценен:

Я надеюсь, что это короткое руководство было полезным для тех, кто заинтересован в создании небольшого, но мощного настраиваемого индукционного нагревателя.Этот блок зарекомендовал себя без перегоревших транзисторов (пока) и прост в эксплуатации. Для еще большей мощности МОП-транзисторы IRFP260N могут быть заменены на FDh54N50, которые являются чудовищами с точки зрения управления мощностью, учитывая, что они поставляются в том же небольшом корпусе To247, что и блоки IRFP260N. Этот проект был удовлетворительным, поскольку разработал небольшое устройство, способное плавить различные металлы, а также с точки зрения изучения некоторых электронных устройств, лежащих в основе этих увлекательных устройств.

Если вас интересует другая электроника и целый ряд других интересных технических проектов, посетите мой канал на YouTube по адресу

https: // www.youtube.com/user/skippy38305

и не забудьте подписаться!

Как это:

Нравится Загрузка …

Китайский производитель электромагнитного нагревателя, Электромагнитный шкаф управления, поставщик электромагнитного парогенератора

Компания Guangdong Jonson Electronic Technology Co., Ltd. — выдающийся поставщик решений по энергосбережению и сокращению потребления. Ее продукты и решения широко используются в отопительной, химической, литейной, пластмассовой, пищевой и других отраслях промышленности.У компании есть сильная команда разработчиков и инженеров, стремящаяся превратить мудрость в превосходный …

Компания Guangdong Jonson Electronic Technology Co., Ltd. — выдающийся поставщик решений по энергосбережению и сокращению потребления. Ее продукты и решения широко используются в отопительной, химической, литейной, пластмассовой, пищевой и других отраслях промышленности. У компании есть сильная команда по исследованию и разработке продуктов, а также команда инженеров, стремящаяся превратить мудрость в превосходные продукты и услуги, чтобы удовлетворить потребности различных клиентов и продолжать создавать для них ценность.

Jiangxin Electromagnetic заинтересован в обеспечении устойчивости и устойчивого развития энергосбережения и сокращения выбросов. Обладая обширными преимуществами в области нагрева с помощью электромагнитной индукции, мы стремимся стать лидером отрасли. Улучшение природной среды Земли в качестве своей собственной ответственности, соблюдение принципа социального устойчивого развития, ориентированного на пользователей, чтобы создавать надежные, стабильные экологически чистые энергосберегающие продукты и решения, является ключом к компании, чтобы сохранить свои преимущества.

Придерживаясь принципа «научные и технологические инновации, отличное качество», мы торжественно обещаем, что вся машина будет иметь 10-летнюю гарантию на срок службы, бесплатное техническое обслуживание в течение одного года и пожизненное техническое обслуживание. Мы верим, что с вашей заботой, поддержкой и нашими неустанными усилиями компания Jonson electronics вступит в блестящее будущее вместе с вами.

Индукционный нагрев — Блог мастерской Дэна

Концептуальный автогенератор на полевых МОП-транзисторах

Этот дизайн — результат небольших экспериментов.Я изначально
хотел использовать SCR из-за простоты конструкции. Но оказывается, что
недорогие и легко доступные SCR не поддерживают частоту
, достаточно высокую, чтобы нагревать маленькие тигли, полные металла, ничего более
выше 10 кГц. В моем приложении для индукционного нагрева требуются частоты
от 200 кГц до 1 МГц. Поэтому я обратился к устройствам на полевых МОП-транзисторах, и резонансный контур
был наиболее целесообразным. Обратите внимание, что эта схема носит только концептуальный характер. Пожалуйста, не отправляйте мне по электронной почте
с просьбой указать номера деталей и стоимость компонентов.Они не принесут вам
никакой пользы! Я экспериментировал с небольшими устройствами, и поскольку схема
все еще находится в стадии разработки, вам не следует воспринимать эту информацию о
как практическое руководство! Эта страница предназначена только для подробного описания моих исследований,
экспериментов и наблюдений.

ОБНОВЛЕНИЕ

: октябрь 2011 г. — Я нашел этот сайт: http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/diy-induction-heater.htm, который очень похож на мысли о саморезонансности. Почему я не подумал об этом ?? Я помню эти схемы Ройера из наборов для экспериментаторов Radio Shack, они были просты и легки в сборке с множеством вариаций и размеров / форм, если хотите.Ссылка выше — это royer с большими мощными МОП-транзисторами вместо транзисторов 2SA, которые были у RS 160-in-1. Отличная идея. Отличная работа, Р. М. Кибернетика.

Ниже представлено мое понимание и объяснение работы схемы.
Для тех из вас, кто знает об индукционном нагреве больше, чем я,
, пожалуйста, отправьте мне свои комментарии!

Вот что я наблюдал в аналогичной принципиальной схеме на своем осциллографе Phillips 35 МГц. Схема

работала на 12 вольт.Верхняя кривая была снята на выводе стока
на полевом МОП-транзисторе (в этот конкретный момент я использовал IRF510)
, который также является соединением между L1 и C2. В основном это
заряд на С2.

Нижняя кривая была снята на соединении между C2 и L2. Это
представляет напряжение на L2. Ниже приводится объяснение того, как работает эта схема
.

Когда на схему подается питание, заряд постепенно накапливается в синхронизирующем конденсаторе
C1. Когда оно превышает опорное напряжение, установленное VR1, выходной сигнал усилителя op
резко увеличивается и замыкает Q1.Это быстрое изменение вызывает «звон»
в резонансном силовом каскаде. Положительная половина этого «кольца»
проводится самим Q1, а отрицательная половина — внутренним диодом Q1
(полюбите их MOSFET!). На осциллограмме примечание
встречается только один полный цикл.

Во время этого резонансного состояния происходят другие вещи. Напряжение питания полной мощности
подается на катушку индуктивности L1, пока Q1 закрыт. Этот
создает поток в L1, который затем высвобождает всплеск энергии в C2
, когда Q1 открывается.Этот всплеск виден на осциллограмме на верхней кривой
как наклонный сигнал.

Кроме того, пока Q1 закрыт, напряжение на C1 разряжается, и когда оно на
падает ниже опорного значения, установленного VR1, на выходе операционного усилителя устанавливается низкий уровень
, размыкая Q1 и позволяя L1 поднять C2 примерно в 1,5 раза.
напряжение питания. Этот подъем рассчитывается по времени C1, и цикл повторяется.

В конечном итоге мы хотим получить высокое напряжение, высокую силу тока, высокочастотный переменный ток
(«звенящий») в L2, который представляет собой рабочую катушку
.Это вызовет токи в массе металла, нагревая ее и, в конечном счете, расплавляя. В промышленности этот принцип усовершенствован для промышленного использования
, и моя цель — разработать схему, применимую для домашнего использования
в магазине.

Форма сигнала в саморезонансной цепи полевого МОП-транзистора

ВСПЫШКА НОВОСТЕЙ !! Для всех вас,
, затаив дыхание ожидающих прогресса на этой странице, я пересмотрел свою концептуальную схему
. Сначала я рассмотрю фундаментальные различия
между этой схемой и исходной концепцией: во-первых, временная развертка ПДУ получает сигнал от датчика тока, а не от датчика напряжения
.Это главное отличие. Резистор R1
имеет очень низкое сопротивление, в миллиомах, как шунт амперметра. 30-50
ампер на этом резисторе вызовут падение напряжения около 1 вольт.
Отрицательное напряжение питания операционных усилителей, вероятно, будет составлять -5 вольт, чтобы обеспечить
им хорошую операционную маржу.

Этот метод измерения тока для зарядки и разрядки синхронизирующего конденсатора C1
означает, что частота колебаний цепи пропорциональна
(a) индуктивности L1 и L2 и (b) резистивной нагрузке, представленной
на катушку индуктивности L2.

Частоту (читается: потребляемая мощность) можно настроить, регулируя переменный резистор
VR. Перемещение дворника на VR вправо приведет к тому, что частота
будет выше, а потребляемая мощность уменьшится. При перемещении влево
включенное состояние Q1 будет дольше, что приведет к снижению частоты и увеличению потребляемой мощности
. R3 и R4 просто устанавливают верхний и нижний пределы
«усиление» каскада чувствительного предусилителя схемы. Эти значения
еще не установлены.

Эта схема представляет собой «удобство» по сравнению с предыдущей: поскольку зарядка и разрядка
конденсатора временной развертки RC соответствует среднеквадратичному значению или
«площади под кривой» силы тока через (и результирующего напряжения
на) шунтирующего резистора R1, ток, потребляемый схемой, будет постоянным
независимо от значений индуктивности L1 и L2.Удобство
заключается в возможности управлять схемой с различными индуктивностями и частотами
, а регулирование тока (и до некоторой степени
градусов выходной мощности) будет автоматически регулироваться схемой.

Нет, фото рефлектограммы осциллографа у меня пока нет. Еще не дошел до этого
. Вот насколько это ново. Да, я тестировал маломощную версию схемы
с прицелом. Я не знаю, когда будет следующее обновление
, так что проявите терпение.Эта схема, возможно, должна быть «новой» для
какое-то время.

С другой стороны, я также обнаружил хороший источник «выкованных» катушек индуктивности
. Старые телевизоры имеют два ферритовых сердечника хорошего размера. Один из
— трансформатор обратного хода, а другой — индуктор ярма. Мое предпочтение
, вероятно, будет индуктором ярма из-за его круглой формы
. Тороидальные индукторы, как их еще называют, примечательны тем, что
удерживают свои магнитные поля ограниченными. И при высоких уровнях мощности
и высоких частотах, присутствующих в этих схемах, это хорошо.

Схема пересмотренной концепции

Для индукционного нагрева необходим высокочастотный полупроводник с высоким током. Это изображение представляет собой корпус SOT-227, который является распространенным выбором
для источников питания индукционного нагрева. Конкретное устройство, которое я считаю
наиболее перспективным для моего приложения, — это IXYS IXFN36N100 .
Это полевой МОП-транзистор на 36 ампер, 1000 вольт с быстрым внутренним диодом. У него
, достаточно быстрое время подъема и опускания для моего дизайна.Его можно приобрести в компании Digi-Key примерно за 90 долларов. IXFN44N50 , номинальный ток 44 А, 500 В, стоит 33 доллара, и его может хватить в качестве более дешевой альтернативы.

МОП-транзистор с высоким током для индукционного нагрева

Также необходим выпрямительный модуль хорошего размера для подачи постоянного напряжения на
цепь. Лучшие возможности представлены в модуле ADD-A-Pak
, изображенном на рисунке. Я собираюсь использовать IRKC71 / 06 , стандартный восстанавливающий диодный модуль на 70 А, 600 В, производства International Rectifier. и доступен в Newark Electronics
примерно за 30 долларов.Этот модуль содержит два диода в конфигурации с общим катодом
, идеально подходящие для двухполупериодного выпрямления трехпроводной схемы
, питание 240 В. Если IRKC71 / 06 недостаточно большой, возможно, придется подойти и к IRKC166 / 08 , но он дороже.

Высокоамперный диодный модуль для источника питания

Вот отличный веб-сайт, который дает полезные инструкции по замене тигля
в индукционной плавильной печи. Есть много изображений
— это небольшая печь, которую восстанавливают.Кажется, что печь на этих фотографиях способна расплавить около
фунтов железа. Моя печь была бы немного меньше
, чем эта, я подозреваю, больше на 25 или 30 фунтов.

Ссылка на отличный веб-сайт по индукционному нагреву

Следующее является результатом моего исследования на патентном веб-сайте США по теме
, посвященной индукционному нагреву. Я подробно рассмотрел
, изучая конструкции на основе SCR, но технологии SCR немного не хватает на устройствах с высокой частотой
, выше 20 кГц.Но вы определенно можете увидеть сходство
между этими запатентованными схемами и моей конструкцией, в которой используются полевые МОП-транзисторы
. ПРИМЕЧАНИЕ. Эти схемы являются фактическими снимками патентов США.
Это НЕ моя «интеллектуальная собственность». Я просто представляю их здесь как
— набросок моего исследования электронного индукционного нагрева. Благодаря администрации Клинтона
база данных патентных изображений США открыта для
публики. Вы можете попасть туда и найти здесь полные
патентов.

Любое использование этой информации регулируется патентным законодательством. Вы,
, должны убедиться, что использование любого запатентованного дизайна является законным! (В действительности
, все патенты, которые я упоминаю на этой странице, датируются 1974 годом, за исключением
, за исключением последнего, который относится к 1981 году. Таким образом, их более
, вероятно, истекли!)

Схема, приведенная выше, взята из патента № 3,786,222. Щелкните изображение, чтобы
увидеть всю страницу. Это индукционный нагреватель, разработанный для нагрева
пищевых продуктов или других материалов, завернутых в фольгу, путем нагрева самой фольги
.Нас интересует именно схема, обратите внимание на ее простоту!
Я поискал в Интернете такие схемы, и в патентах
я нашел лучшую информацию. Это не более чем схемы индукционной плиты
, но я считаю, что принципы
можно применить к термообработке и плавлению металлов.

Индукционный нагреватель на основе SCR

Для источника питания индукционного нагрева на базе SCR наиболее вероятным кандидатом, который я мог придумать, был International Rectifier IRKHF200-12HJ .Это высокоскоростной модуль SCR «MagnaPak» на 200 А, 1200 В с восстанавливающим диодом. Это удивительное устройство, которое действительно может выдерживать номинальную силу тока при
10 кГц! Как вы можете видеть на картинке, это очень прочный блок с толстым основанием радиатора
и большими клеммами. Цена тоже немного прочная
. Arrow Electronics продает этого ребенка за 180 долларов!

Ограничение
— это частота, на которой его рейтинг достигает пика: 10 кГц. Мое приложение
(маленькие размеры тиглей) требует гораздо более высоких частот,
между 200 кГц и 1 МГц.Но принципы остаются прежними.

Высокоскоростной модуль SCR для индукционного нагрева

Из патента № 3,786,219. Этот практически идентичен
3,786,222, но показывает источник питания с выпрямлением переменного тока. Также
обратите внимание на «резервуарную» цепь, образованную конденсатором 27 и индуктором 31, характеристики LC
которого, несомненно, задают частоту сигнала
индукционного нагрева.

Еще одна простая схема

Вот что происходит в цепи.Обратите внимание на то, как срабатывает тиристор, и
проводит положительную полярность, а затем, когда индуктивные компоненты «срабатывают», тогда
параллельный диод занимает отрицательную половину.

Форма волны в конструкции с одним тиристором

Из патента № 3,814,888. Эта схема
принципиально отличается от других тем, что в ней используются тиристоры в полумосте, которые запускаются в чередующейся последовательности
для формирования сигнала переменного тока.

Полумост индукционного нагревателя Twin SCR

Опять же, вот внутренняя работа.Не путайте форму волны и работу
этой схемы с двойной самокоммутирующейся конструкцией в трехфазной конструкции
, далее.

Форма сигнала в конструкции полумоста

Из патента № 3,814,888. В этом случае используются два SCR, но он работает как
с двумя последовательно соединенными одиночными цепями SCR в патентах 3,786,222 и 3,786,219
, упомянутых ранее. Чтобы просмотреть осциллограмму, щелкните изображение, и вы увидите
всю страницу.

Трехфазный промышленный индукционный нагреватель

Еще одна основная схема с одиночным тиристором, с четырьмя отдельными цепями (предположительно для 4 конфорок кухонной плиты) и входом
фильтрации.Итак, у вас есть объем моих патентных исследований схемы индукционного нагрева
. Однажды я надеюсь построить небольшую домашнюю индукционную печь
, которая сможет плавить железо и другие металлы, требующие больше тепла, чем моя печь сопротивления, которую я использую для плавления алюминия.

Силовая цепь индукционной плиты

Схема простого индукционного нагревателя

Идея предлагаемой схемы простого индукционного нагревателя проста.Катушка генерирует высокочастотный магнитный поток, а затем металлические предметы в катушке создают вихревые токи, которые могут нагревать ее.

Просадки гистерезиса дополнительно способствуют нагреву. Возможно, даже для такой катушки меньшего размера, как эта, обычно используется ток около 100 А, следовательно, в случае с катушкой вы обнаружите резонансную емкость, которая составляет их индуктивный характер.

Цепь катушка-конденсатор должна получать питание на их резонансной частоте.Ток мотивации значительно меньше, чем ток по всей катушке. Источником питания является простой полумост MOSFET, регулируемый схемой IR2153. МОП-транзисторы имеют компактный радиатор.

Управляющая частота настраивается на резонанс с помощью потенциометра. Резонанс определяется неоновой лампочкой. Частоту можно было регулировать в диапазоне примерно от 20 до 200 кГц.

Для схемы управления требуется вспомогательное напряжение 12-15 В постоянного тока. Я буду использовать малоразмерный источник питания для настенной розетки, но просто потому, что можно использовать всего несколько мА, не стесняйтесь использовать осаждающий резистор или конденсатор.

В основном из-за того, что выходной драйвер не может быть напрямую связан, вы можете последовательно найти дополнительный дроссель. Он включает около двадцати витков диаметром 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм, а также прочность может быть определена путем изменения воздушного зазора.

Индукционный нагрев работает напрямую от электросети. Он будет использовать двухполупериодное выпрямленное напряжение без фильтрующего электролитического конденсатора. Лампочка подключается последовательно, чтобы уменьшить ток и помочь сохранить схему в случае ошибки, перегрузки или нежелательной работы.
Рабочая катушка индукционного нагрева должна быть из прочной медной проволоки или, что более желательно, из медной трубки и иметь примерно 12–30 витков на диаметре 3–10 см.

Резонансный конденсатор — результат большой силы тока, создаваемой многочисленными (как минимум 6) конденсаторами. В моем примере катушка имеет 26 витков, а конденсаторы — 6 x 330n 250V ~.

Вместе очень сильно нагреваются после длительной работы. Резонансная частота составляет примерно 29 кГц. Мой резонансный контур построен быстро, с добавлением метода проб и ошибок можно достичь значительно лучших конечных результатов.

Это действительно мой самый первый опыт работы с простой схемой индукционного нагревателя

Индукционный нагреватель Arduino

21 ноября 2013 г. · Дизайн и код контроллера солнечного водяного насоса Arduino Опубликовано 21 ноября 2013 г. автором neil Следуя нашим недавним сообщениям в блоге Контроллер солнечного водонагревательного насоса Arduino и Введение в Arduino, мы получили несколько запросов на исходный код (эскиз) и дизайн очень простого контроллера солнечного водонагревательного насоса на базе Arduino.

20 августа 2016 г. — В этом посте мы узнаем о 2 простых в сборке схемах индукционного нагревателя, которые работают с принципами высокочастотной магнитной индукции для генерирования значительного количества тепла в небольшом заданном […]

Индукционном нагревателе 30 кВА (4/8 paso) Paso 4: Construcción: controlador … Это небольшой обогреватель, который я построил с двумя компьютерными вентиляторами, теплообменником от автомобильного сиденья, алюминиевым корпусом, используемым в качестве основания, парой потенциометров, переключателем и светодиодом. … Arduino Powered Guantes calientesEste proyecto es sobre cómo hacer las más inteligente del mundo calienta…

Этот тип инвертора будет использоваться в системе индукционного нагрева или в других промышленных приложениях, где требуются высокочастотные, периодические и переменные сигналы. Управляющие сигналы электронных переключателей реализуются через плату с открытым исходным кодом Arduino, состоящую из микроконтроллера Atmega2560.

24 апреля 2015 г. · R = V / I = 3,3 / 0,2 = 16,5 Ом. Конечно, поскольку нам не нужен большой ток, рекомендуется использовать гораздо более высокие значения: в этом случае ток, протекающий через резистор, будет намного меньше, что снизит энергопотребление и нагрев.Например, использование резистора 2 кОм вызовет ток I = V / R = 3,3 / 2000 = 1,65 мА от Arduino к датчику.

23-сен-2021 — Изучите таблицу «индукционный нагреватель» Эммануэля Гранадоса Рейеса, 130 подписей на Pinterest. Ver más idea sobre calentamiento por Induction, Electrónica, electricidad y electronica.

Во второй части этого руководства (Как построить нагреватель с помощью Arduino — Часть 2) объясняется, как использовать датчик температуры для поддержания желаемой температуры.

Схема индукционного нагревателя металла своими руками: Простой индукционный нагреватель своими руками

Схема индукционного нагревателя металла своими руками: Простой индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель металла своими руками схема

Как выполнить индукционный нагреватель собственными руками?

Инструкция по изготовлению

Блиц-советы

Индукционный нагреватель собственными руками

Схема самодельного индукционного нагревателя

Рабочий принцип ТВЧ установки

Схема принципиальная электрическая

Другой вариант схемы — с питанием от сети

Навигация по записям

особенности конструкции и пример рабочей схемы устройства

Преимущества и недостатки

Особенности конструкции

Рекомендации по изготовлению

Индукционный нагреватель металла. Принцип работы

Как работает индукционный нагреватель?

Индукционный нагреватель своими руками

Рабочая схема

Индукционный нагреватель металла своими руками из сварочного

Принцип работы

Преимущества

Сборка и монтаж системы

Печь для металла

Нагреватель для воды

Несколько слов о безопасности

Заключение

Принцип действия

Устройство самодельного нагревателя

Нагреватель индукционный для металлических деталей

Особенности эксплуатации

Принцип работы в системе водяного отопления

Источник напряжения высокой частоты

Подключение к индуктору

Преимущества

Самодельный индуктор для нагрева. Простейший индукционный нагреватель своими руками. Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Преимущества и недостатки прибора

Выводы и полезное видео по теме

Как работает индукционный нагреватель, сделанный своими руками?

Своими руками собираем индукционный прибор: важные детали

Делаем сердечник

Сборка устройства на примере отопительного индукционного котла

Подведение итогов

Принцип действия

Индуктор в быту

Элементы конструкции

Самодельный индукционный нагреватель своими руками: схема и устройство

Схема индукционного нагревателя

Самодельные индукционные котлы

Заключение

Простейшая схема индукционного нагревателя своими руками

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Нюансы

Блиц-советы

Схема ZVC драйвера

Как спроектировать схему индукционного нагревателя

Базовая концепция индукционного нагревателя

Что вам понадобится

Проектирование рабочей катушки

Проектирование серии H-Bridge Схема резонансного драйвера

Что такое резонанс в LC-цепи индукционного нагревателя

Использование последовательного резонанса

Расчет сечения провода для рабочей катушки индукционного нагревателя

Принципиальная схема индукционной печи. Простой индукционный нагреватель своими руками

Схема простого индукционного нагревателя

Что такое индукционный нагрев?

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT (протестировано)

Как построить простой мощный индукционный нагреватель — Teslascience Hacks

Как это:

Китайский производитель электромагнитного нагревателя, Электромагнитный шкаф управления, поставщик электромагнитного парогенератора

Индукционный нагрев — Блог мастерской Дэна

Схема простого индукционного нагревателя

Индукционный нагреватель Arduino

Поalexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ