2

Простий індукційний нагрівач своїми руками

індукційний нагрівач – це електронний пристрій, що використовується для нагріву і плавлення металів. Він використовує високочастотну електромагнітне поле, яке нагріває міститься в ньому метал за допомогою вихрових струмів. Нагрівачі використовуються в загартуванні і плавці металів, на металургійних заводах, а також на невеликих металообробних заводах. У промисловості існує два типи індукційних нагрівачів: Основний (непрямий) і без сердечника (прямий). Останній тип індукційного нагрівача буде розглянуто в статті.

Простий індукційний нагрівач своїми руками

індукційний нагрівач

Основною перевагою індукційного нагріву є його висока енергоефективність, досягає до 90%. Під час звичайного нагріву викопним паливом відбувається велика втрата теплової енергії, яка виділяється в навколишнє середовище, і тільки частина цієї енергії використовується для нагріву металу. У методі індукційного нагріву майже вся енергія, за винятком втрат в генераторі, котушці і системі електроживлення, нагріває метал, тому що метал нагрівається зсередини за допомогою вихрових струмів. Якщо в області нагрівача немає металу, споживається тільки струм, необхідний для живлення нагрівача. Важливо відмітити, що на відміну від нагрівання паливом, за допомогою індукційного нагрівача можна нагрівати тільки електропровідні матеріали. Раніше індукційного нагріву застосовувався тільки в промисловості, потім увійшов в домашнє господарство у вигляді індукційних плит. Така плита забезпечує комфорт використання, високу ефективність і безпеку, а головне – не вимагає використання з легкозаймистою газом. ККД індукційних плит набагато вище, ніж класичних газових, або електричних зі спіралями напруження. На жаль, при використанні індукційного плити необхідно використовувати посуд, призначену для неї.

принцип дії

Конструкція індукційного нагрівача, представлена ​​в статті, складається з генератора і котушки. Котушка не має сердечника, і нагрітий метал поміщається всередині котушки, наприклад, в тиглі. Принцип роботи печі можна порівняти з принципом роботи трансформатора з укороченою вторинною обмоткою. Прикладом такого пристрою є трансформаторний паяльник. Котушка печі є первинною обмоткою, а заряд – компактної вторинною обмоткою. Змінний струм високої інтенсивності з частотою в декілька десятків кГц, протікає через котушку, створює швидко змінюється електромагнітне поле. коли провідник (метал) знаходиться всередині цього поля, він стає «вторинною обмоткою», в якій індукуються вихрові струми, нагрівають заряд.

Представлений обігрівач був сконструйований таким чином, що після складання і включення живлення він готовий до роботи, і його не потрібно налаштовувати. На рис.1 приведена принципова схема моделі індукційного нагрівача.

Схема індукційного нагрівача

Рис. 1

Як видно, схема індукційного нагрівача побудована на невеликій кількості елементів. Найбільш важливими з яких є два транзистора, два дроселя, набір конденсаторів і котушка. При проектуванні нагрівача розглядалися різні конструкції, в тому числі рішення з генератором частоти. Однак нагрівачі з генератором, частоту якого необхідно встановити вручну, працюють не дуже добре через зміну параметрів індуктивності і потужності, які нагріваються під час роботи, що призводить до зміни частоти, що генерується і відбудові від резонансу. Схема характеризується стабільністю роботи і хорошими параметрами, широко використовується в пристроях DIY. Після включення джерела живлення генератор автоматично налаштовується на резонанс і підтримує відповідну робочу частоту, автоматично реагуючи на зміни температури використовуваних компонентів. У порівнянні з типовим рішенням для поліпшення і підвищення надійності, в нагрівач додано кілька елементів. У схемах затворів MOSFET транзисторів T1 і T2 були включені стабілітрони D1 і D2 для обмеження напруги на їх затворах, запобігаючи пошкодження транзисторів, і використовувалися діоди D3 та D4, які покращують попеременное відкриття транзисторів T1 і T2. частота, генерується нагрівачем, складає близько 90 кГц і залежить від загальної ємності С1 … С6 і індуктивності котушки.

Котушка нагрівача виконана з мідного трубки діаметром близько 6 мм. З Мідна трубка дозволяє легко охолоджувати змійовик під час тривалої роботи, наприклад, з водою або іншим охолоджуючим засобом, яке може проходити через її внутрішню частину.

Установка і запуск

Індукційний нагрівач автора був виконаний на двосторонній друкованої платі з металізацією отворів, яка показана на малюнку 2. Транзистори Т1 і Т2 повинні бути припаяні таким чином, щоб їх можна було прикрутити до радіатора. L1 і L2 найкраще паяти в самому кінці, щоб не ускладнити привинчивания транзисторів до радіатора.

Рис. 2

Котушка була виготовлена ​​з мідної трубки діаметром близько 6 мм, намотаною на сердечник діаметром близько 50 мм.

Obmotayte з 6 або 7 оборотів, залишаючи прямі висновки для монтажу в затискачах генератора і для можливого з'єднання трубок охолоджуючої рідини. Приклад реалізації котушки нагрівача показаний на малюнку 3.

Рис. 3

Щоб зробити котушку з сімома витками, намотаних на сердечник діаметром 50 мм, використовуйте трубку завдовжки близько 150 см.

на рис. 4. показано, як підключити котушку до плати генератора. При установці транзисторів ретельно виміряйте висоту, на якій вони повинні бути припаяні до плати, щоб монтажні отвори збігалися з отворами в радіаторі. На рис.5 показані розміри моделі радіатора з розташуванням кріпильних отворів для транзисторів.

Рис. 4

Індукційний нагрівач харчується від напруги 12 … 48 В.

Рис. 5

випробування автором, також проводилися при напрузі 55 В, але вище 40 В метод, використовуваний для охолодження транзисторів у вигляді шматочка алюмінієвого профілю, недостатній, і його поверхня повинна бути збільшена, а потік повітря примусовим. Через високий струму, споживаного нагрівачем при роботі зі струмом, досягає в імпульсі 30 … 40 А, для запуску нагрівача слід використовувати трансформатор потужністю близько 1 кВт і вторинним напругою змінного струму 9 … 40 В змінного струму. Змінна вторинна напруга трансформатора повинно бути випрямлено випрямним мостом, розрахованим на струм близько 50 А та згладжено за допомогою конденсатора ємністю близько 10 мФ.

Рис. 6

Схема нескладного випрямляча показана на малюнку 6, а його зовнішній вигляд на малюнку 7.

Рис. 7

на рис. 8 показаний приклад роботи нагрівача. Залежно від типу нагрівається металу можуть бути досягнуті температури навіть понад 1000 ° C.

Рис. 8

Нагрівач не нагріває повітря кольорові метали, такі як алюміній. Для плавлення алюмінію слід використовувати тигель з металевим сердечником. Під час роботи нагрівача котушка сильно нагрівається, тому будьте обережні при її використанні і використовуйте захисний одяг і окуляри.






2 Коментарі

    • Цю плату то малювати 20 хвилин. На ринок йдіть купуйте кондери, радіатори та ін. Під розміри своїх компонентів плату робіть.

Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.