Diagrama unui cuptor cu inducție de casă cu tranzistori. Încălzitor cu inducție: diagrame simple pentru implementarea DIY

Conţinut

Astăzi, electricitatea îi costă destul de scump pe consumatori, dar pe cei care lucrează pe o astfel de resursă dispozitive de încălzire se bucură de o anumită popularitate în rândul populaţiei. Dispozitivele care funcționează pe principiul inducției electromagnetice sunt de mare interes. Articolul descrie cum funcționează un astfel de dispozitiv, unde este utilizat și cum să faci un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Dar mai întâi, puțină istorie.

Încălzitor cu inducție Vortex

La începutul secolului al XIX-lea, un om de știință din Anglia Faraday a efectuat experimente cu scopul de a transforma magnetismul în electricitate. A reușit să obțină un flux de energie în înfășurarea primară, constând dintr-un fir înfășurat pe un miez din fier. Astfel, a fost descoperită inducția electromagnetică. S-a întâmplat în 1831.

Prima topitorie care folosea un încălzitor puternic de apă cu inducție a fost deschisă în Anglia în anii treizeci ai secolului trecut. În anii optzeci ai secolului trecut, principiul inducției a fost folosit mai activ. Experții au dezvoltat încălzitoare vortex. Au încălzit ateliere fabrici și diverse spatii industriale... După un timp, au început să producă aparate electrocasnice.

Principiul de funcționare a inductorului

Încălzitoarele vortex sunt utilizate în mod obișnuit pentru încălzirea cazanelor. Sunt la mare căutare în rândul populației datorită puterii și designului lor simplu. Funcționarea lor se bazează pe transferul energiei câmpului magnetic către lichidul de răcire. Apa furnizată aparatului este încălzită prin furnizarea de energie. Apoi este furnizat sistemului de încălzire. Pentru a crea presiune, se folosește o pompă. Apa circulă și protejează elementele de supraîncălzire. Lichidul de răcire vibrează, ceea ce previne formarea depunerilor pe pereții echipamentului.

Dacă examinați interiorul unui încălzitor cu inducție, veți găsi o carcasă metalică, izolație și un miez. Principala diferență între un astfel de încălzitor și cele industriale este înfășurarea cu conductori de cupru. Acesta din urmă este situat între 2 țevi de oțel sudate.

Un încălzitor cu inducție de casă este ușor, are o eficiență bună și are dimensiuni compacte. Ca miez, aici se folosește o țeavă înfășurată. A doua conductă este necesară pentru încălzire. Curentul generat de câmpul magnetic încălzește apa. Dispozitivele de casă și o parte din încălzitoarele moderne funcționează conform acestui principiu.

Dispozitiv de încălzire

Dispozitivul este format din astfel de elemente:

1. Tub de plastic.
2. Plasă din oțel inoxidabil.
3. Sârmă de oțel.
4. Sârmă de cupru.
5. Invertor de sudare.

Unul dintre principalele avantaje ale acestui dispozitiv este construcție simplă... Circuitul încălzitorului cu inducție este aproximativ după cum urmează. Există o bobină într-o carcasă rotundă - un inductor. Există un segment în interiorul acestuia din urmă țeavă de oțel cu 2 ramuri la capete. Sunt necesare pentru conectarea dispozitivului la sistemul de încălzire. Odată conectat, apa va curge prin conductă. Țeava se va încălzi. Din contactul cu acesta, lichidul de răcire se încălzește.

Pentru alte tipuri de dispozitiv, bobina este atașată la reteaua electrica, cu toate acestea, există o altă diagramă de conectare. Diferă într-un convertor care crește frecvența oscilațiilor curentului furnizat bobinei. Acest convertor se numește invertor și constă din 3 module:

1. Redresor.
2. Invertor cu 2 tranzistoare.
3. Circuitul de control al tranzistorului.

Procesele care au loc în dispozitiv sunt similare cu funcționarea unui transformator. Diferența este în înfășurarea secundară, care este scurtcircuitată aici și situată în interiorul primarului. O altă diferență este că, în cazul unui transformator, încălzirea este efect secundar, ei încearcă să o evite.

Un fapt interesant: întreținerea unei bobine de inducție va costa mult mai puțin decât dacă folosiți un cazan pe gaz sau un cazan. Dispozitivul este format dintr-un minim de piese care practic nu dau greș. Nu există nimic de spart în încălzitor. Apa este încălzită printr-un tub obișnuit, care, spre deosebire de același element de încălzire, nu se poate arde sau deteriora.

Scopul aplicatiei

Astăzi, utilizarea încălzirii prin inducție este foarte comună. Domenii principale de aplicare:

• topirea metalelor, producerea de noi aliaje;
• producția de sârmă metalică;
• fabricarea de bijuterii;
• producție de cazane de încălzire;
• Tratament termic al pieselor de schimb pentru vehicule;
• industria medicala (dezinfectia instrumentelor, echipamentelor medicale);
• inginerie mecanică, încălzire auto;
• cuptoare industriale.

Dezavantaje și avantaje

Considera caracteristici pozitiveși avantajele echipamentelor de inducție:

1. Incalzirea se face in orice mediu.
2. Capacitatea de a produce aliaje ultrapure.
3. Încălzirea și topirea rapidă a oricărui material care conduce curentul.
4. Elementele dispozitivului sunt montate exterior, nu există inserții. Acest lucru asigură evitarea scurgerilor.
5. Boilerul cu inducție nu poluează mediul înconjurător.
6. Convenabil atunci când este necesar să încălziți o anumită zonă a suprafeței.
7. Zona de contact a lichidului de răcire cu suprafața încălzitorului este de multe ori mai mare decât la dispozitivele cu încălzitoare electrice tubulare. Din acest motiv, mediul se încălzește foarte repede.
8. Dimensiunile compacte ale dispozitivului.
9. Echipamentul este ușor de reglat la modul de funcționare dorit și este ușor de reglat.
10. Este posibil să se fabrice un dispozitiv de orice formă (inclusiv independent). Acest lucru previne încălzirea localizată și promovează o distribuție uniformă a căldurii.

Un încălzitor cu flux continuu de acest tip nu are practic niciun dezavantaj în comparație cu dispozitivele care funcționează conform altor principii. Singura dificultate în funcționare este că este necesar să se potrivească inductorul cu piesa de prelucrat. În caz contrar, încălzirea va fi insuficientă și de mică putere.

Proces de realizare DIY

Următoarele instrumente sunt utile pentru muncă:

• invertor de sudare;
• curent generator de sudare cu o putere de 15 amperi.

De asemenea, aveți nevoie de sârmă de cupru, care este înfășurată în jurul corpului de bază. Dispozitivul va acționa ca un inductor. Contactele firului sunt conectate la bornele invertorului, astfel încât să nu se formeze răsuciri. Piesa de material necesară pentru asamblarea miezului trebuie să aibă lungimea corectă. În medie, numărul de spire este de 50, diametrul firului este de 3 milimetri.

Acum să trecem la miez. În rolul său va exista o țeavă polimerică din polietilenă. Acest tip de plastic poate rezista la temperaturi destul de ridicate. Diametrul miezului este de 50 de milimetri, grosimea peretelui este de cel puțin 3 mm. Această piesă este folosită ca un calibre pe care este înfășurat un fir de cupru pentru a forma un inductor. Aproape oricine poate asambla un simplu încălzitor de apă cu inducție.

În videoclip, veți vedea o modalitate - cum să organizați independent încălzirea prin inducție a apei pentru încălzire:

Prima varianta

Sârma este tăiată în bucăți de 50 mm și un tub de plastic este umplut cu el. Pentru a preveni căderea acestuia din țeavă, astupați capetele cu o plasă de sârmă. La capete, adaptoarele sunt amplasate de la conducta, in locul unde este conectat incalzitorul.

O înfășurare este înfășurată pe corpul acestuia din urmă cu sârmă de cupru. În acest scop, aveți nevoie de aproximativ 17 metri de sârmă: trebuie să faceți 90 de spire, diametrul țevii este de 60 de milimetri. 3,14 × 60 × 90 = 17 m.

Este important de știut! Când verificați funcționarea dispozitivului, trebuie să vă asigurați cu atenție că există apă (purtător de căldură) în el. În caz contrar, corpul dispozitivului se va topi rapid.

Conducta taie în conductă. Încălzitorul este conectat la invertor. Rămâne să umpleți dispozitivul cu apă și să îl porniți. Totul este gata!

A doua varianta

Această opțiune este mult mai simplă. Pe partea verticală a țevii este selectată o secțiune dreaptă de metru. Ar trebui să fie curățat bine de vopsea folosind hârtie abrazivă. În plus, această secțiune a țevii este acoperită cu trei straturi de material electric. O bobină de inducție este înfășurată cu sârmă de cupru. Întregul sistem de conectare este bine izolat. Invertorul de sudură poate fi acum conectat și procesul de asamblare este complet.

Înainte de a începe să faceți un încălzitor de apă cu propriile mâini, este recomandabil să vă familiarizați cu caracteristicile produselor din fabrică și să studiați desenele acestora. Acest lucru vă va ajuta să înțelegeți datele originale. echipamente de casăși evita eventualele greșeli.

A treia varianta

Pentru a face încălzitorul mai mult într-un mod dificil, trebuie să utilizați sudarea. Pentru lucru, mai aveți nevoie de un transformator trifazat. Două țevi trebuie sudate una în cealaltă, care vor acționa ca un încălzitor și un miez. O înfășurare este înfășurată pe corpul bobinei de inducție. Astfel, performanța dispozitivului este crescută, care are o dimensiune compactă, ceea ce este foarte convenabil atunci când îl folosiți acasă.

Pentru alimentarea și scurgerea apei, 2 țevi sunt sudate în corpul bobinei de inducție. Pentru a nu pierde caldura si a preveni eventualele scurgeri de curent, trebuie facuta izolatie. Va elimina problemele descrise mai sus și va elimina complet aspectul de zgomot în timpul funcționării cazanului.

Măsurile de siguranță trebuie respectate întotdeauna. Mai ales când fac ceva singuri. Aici încălzitoarele sunt folosite pentru sisteme cu circulație forțată... Energia termică este generată foarte rapid și poate apărea supraîncălzirea vehiculului de căldură.

Nu trebuie să uităm de supapa de siguranță. Este atașat la încălzitor. În cazul în care pompa circulară nu mai funcționează, atunci va avea loc o supraîncălzire sută la sută a lichidului de răcire. Dacă supapa nu este instalată în prealabil, sistemul se va rupe. Acesta din urmă trebuie să fie echipat cu un termostat ca măsură de precauție. Dacă încălzitorul este închis într-o carcasă metalică, atunci acesta trebuie să fie împământat.

Deci ce mai faci construcție de casă nu există o ecranare normală, atunci bobina de inducție este instalată la cel puțin 80 de centimetri de suprafețele orizontale. Distanța până la perete este de la 30 de centimetri.

Sfat: Puterea încălzitoarelor de casă poate răspândi radiația electromagnetică. Este indicat să ecranați dispozitivul cu oțel zincat și să nu îl instalați într-o zonă rezidențială! Există un câmp electromagnetic alternativ în interiorul și în exteriorul bobinei. Va încălzi totul suprafete metalice situat în apropiere.

Deci, fără cheltuieli financiare globale, nu este dificil să faci acest dispozitiv simplu cu propriile mâini. Schema de asamblare este simplă și aproape toată lumea va putea face față lucrării de asamblare a încălzitorului cu propriile mâini. Acest lucru nu necesită cunoștințe tehnice de specialitate. Lucrarea poate fi finalizată în doar câteva ore.

Recent, a devenit necesar să creați un mic încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Rătăcind pe internet, am găsit mai multe circuite de încălzitoare cu inducție. Multe scheme nu s-au potrivit din cauza conductelor destul de complicate, unele nu au funcționat, dar au existat și opțiuni de lucru.

Acum cateva zile am ajuns la concluzia ca un incalzitor cu inductie se poate face dintr-un transformator electronic cu cost minim.

Principiul încălzirii prin inducție este efectul curenților Foucault asupra metalului. Un astfel de încălzitor este utilizat în mod activ în diferite domenii ale științei și tehnologiei. În teorie, curenții Foucault sunt indiferenți la tipurile și proprietățile metalelor, astfel încât un inductor poate încălzi sau topi absolut orice metal.

Un transformator electronic este o sursă de alimentare cu impulsuri pe baza căreia este construit încălzitorul nostru. Acesta este un simplu invertor cu jumătate de punte construit pe două tranzistoare bipolare de putere din seria MJE13007, care se supraîncălzesc teribil în timpul funcționării, deci au nevoie de o disipare foarte bună a căldurii.

În primul rând, trebuie să scoateți transformatorul principal din transformatorul electronic. Vom face un fel de inductor bazat pe o cupă de ferită. Pentru a face acest lucru, luați o ceașcă de 2000NM (dimensiunea cupei nu este deosebit de importantă, dar de preferință mai mare). Înfășurăm 100 de spire de sârmă de 0,5 mm pe cadru, scoatem lacul de la capetele firelor și tablă. Apoi lipim capetele firelor în locul transformatorului de impuls standard - totul este gata!

Rezultatul este un încălzitor cu inducție de casă destul de puternic (eficiență nu mai mare de 65%), pe baza căruia poate fi asamblată chiar și o sobă cu inducție mică. Dacă luați o bucată de metal și aduceți acest metal mai aproape de centrul bobinei, atunci, după câteva secunde, metalul se va încălzi. Cu un astfel de încălzitor pot fi topite fire cu diametrul de 1,5 mm - am reușit în doar 20 de secunde, dar în același timp tranzistoarele ET de înaltă tensiune s-au încins atât de mult încât a fost posibil să prăjim ouă pe ele!

În timpul lucrului, poate fi nevoie de o răcire suplimentară pentru radiatoarele, deoarece experiența a arătat că radiatorul pur și simplu nu are timp să elimine căldura din tranzistoare.

Funcționarea de bază a unui astfel de invertor este destul de simplă. Circuitul încălzitorului cu inducție în sine este convenabil, deoarece nu necesită nicio ajustare.(în mai mult scheme complexe adesea devine necesară ajustarea circuitului la frecvența de rezonanță, pentru a calcula cu exactitate numărul de spire și diametrul firului circuitului, precum și pentru a calcula condensatorul buclei, dar toate acestea nu există și circuitul funcționează imediat) .

Tensiunea de rețea (220 volți) este mai întâi redresată de un redresor cu diodă, apoi alimentată în circuit. Frecvența este setată de dinistorul (diac) al mărcii DB3. Circuitul în sine nu are nicio protecție, doar un rezistor de limitare la intrarea de alimentare, care ar trebui să funcționeze ca o siguranță de rețea, dar la cea mai mică problemă, tranzistorii zboară mai întâi. Fiabilitatea circuitului de încălzire cu inducție poate fi crescută prin înlocuirea diodelor din redresor cu altele mai puternice, adăugând un protector la supratensiune la intrarea circuitului și înlocuind tranzistoarele de putere cu altele mai puternice, de exemplu, MJE13009.

În general, nu sfătuiesc să porniți un astfel de încălzitor pt pentru mult timp, dacă nu există răcire activă, altfel va trebui să schimbați tranzistoarele la fiecare 5 minute.

Principiul de funcționare al unui încălzitor cu inducție se bazează pe două efecte fizice: primul este că atunci când un circuit conductor se mișcă într-un câmp magnetic, un curent indus ia naștere în conductor, iar al doilea se bazează pe eliberarea de căldură de către metale prin pe care se trece curentul. Primul încălzitor cu inducție a fost implementat în 1900, când a fost găsită o metodă de încălzire fără contact a unui conductor - pentru aceasta s-au folosit curenți de înaltă frecvență, care au fost induși folosind un câmp magnetic alternativ.

Încălzirea prin inducție și-a găsit aplicație în diverse domenii ale activității umane datorită:

• încălzire rapidă;
• capacitatea de a lucra în diverse programe software proprietăți fizice medii (gaz, lichid, vid);
• absența contaminării cu produse de ardere;
• capacități de încălzire selectivă;
• formele și dimensiunile inductorului - pot fi oricare;
• capabilități de automatizare a proceselor;
• un procent ridicat de eficiență - până la 99%;
• prietenos cu mediul - fără emisii nocive în atmosferă;
• durata de viata lunga.

Domeniul de aplicare: încălzirea spațiilor

În viața de zi cu zi, circuitul de încălzire cu inducție a fost implementat pentru și sobe. Primele au câștigat o popularitate și o recunoaștere deosebit de mare în rândul utilizatorilor datorită absenței elementelor de încălzire, care reduc performanța în cazanele cu alt principiu de funcționare, și a conexiunilor detașabile, care economisește întreținerea sistemelor de încălzire prin inducție.

Notă: Circuitul dispozitivului este atât de simplu încât poate fi creat acasă și puteți crea un încălzitor de casă cu propriile mâini.

În practică, se folosesc mai multe opțiuni unde tipuri diferite inductori:

• încălzitoare cu control electronic pentru a crea curenti genul potrivitîntr-o bobină;
• încălzitoare cu inducție vortex.

Principiul de funcționare

Ultima opțiune, folosită cel mai adesea în cazanele de încălzire, a devenit solicitată datorită ușurinței sale de implementare. Principiul de funcționare al instalației de încălzire prin inducție se bazează pe transferul energiei câmpului magnetic către lichidul de răcire (apă). Câmpul magnetic este generat în inductor. Un curent alternativ, care trece prin bobină, creează curenți vortex care transformă energia în căldură.

Apa alimentată prin conducta inferioară către cazan este încălzită datorită transferului de energie și iese prin conducta superioară, ajungând mai departe în sistemul de încălzire. O pompă încorporată este utilizată pentru a crea presiune. Apa care circulă constant în cazan nu permite supraîncălzirea elementelor. În plus, în timpul funcționării, transportorul de căldură vibrează (la un nivel scăzut de zgomot), din cauza căreia depunerile de calcar pe pereții interiori ai cazanului sunt imposibile.

Încălzitoarele cu inducție pot fi implementate într-o varietate de moduri.

Implementare internă

Încălzirea prin inducție nu a cucerit încă suficient piața din cauza costului ridicat al sistemului de încălzire în sine. Deci, de exemplu, pentru întreprinderile industriale un astfel de sistem va costa 100.000 de ruble, pt uz casnic- de la 25.000 de ruble. si mai sus. Prin urmare, interesul pentru circuitele care vă permit să creați un încălzitor cu inducție de casă cu propriile mâini este destul de de înțeles.

Bazat pe transformator

Elementul principal al unui sistem de încălzire prin inducție cu un transformator va fi dispozitivul în sine, care are o înfășurare primară și secundară. Curenții turbionari se vor forma în înfășurarea primară și vor crea un câmp de inducție electromagnetică. Acest câmp va afecta secundarul, care este, de fapt, un încălzitor cu inducție, implementat fizic sub forma unui corp de boiler de încălzire. Este înfășurarea secundară scurtcircuitată care transferă energie lichidului de răcire.

Elementele principale ale unei instalații de încălzire prin inducție sunt:

• miez;
• serpuit, cotit;
• două tipuri de izolație - termică și electrică.

Miezul este format din două tuburi ferimagnetice de diametre diferite cu o grosime a peretelui de cel puțin 10 mm, sudate între ele. Înfășurare toroidală realizată din sârmă de cupru produs prin tubul exterior. Este necesar să suprapuneți de la 85 la 100 de ture cu o distanță egală între ture. Curentul alternativ, care se modifică în timp, creează curenți turbionari într-o buclă închisă, care încălzește miezul și, prin urmare, lichidul de răcire, prin încălzirea prin inducție.

Utilizarea invertorului de sudare de înaltă frecvență

Un încălzitor cu inducție poate fi creat folosind invertor de sudare, unde principalele componente ale circuitului sunt un alternator, un inductor și un element de încălzire.

Generatorul este utilizat pentru a converti frecvența standard a rețelei de alimentare de 50 Hz într-un curent de frecvență mai mare. Acest curent modulat este aplicat unei bobine-inductor cilindric, unde firul de cupru este folosit ca înfășurare.

Bobina creează un câmp magnetic alternant, al cărui vector se modifică cu frecvența setată de generator. Curenții turbionari generați induși de câmpul magnetic generează încălzire element metalic, care transferă energie lichidului de răcire. Astfel, este implementată o altă schemă de încălzire prin inducție realizată de sine.

Elementul de încălzire poate fi creat și cu propriile mâini dintr-un fir metalic tăiat de aproximativ 5 mm lungime și o bucată de țeavă polimerică în care este plasat metalul. Când instalați supape în partea de sus și de jos a conductei, verificați etanșeitatea umpluturii - nu ar trebui să existe spațiu liber. Conform diagramei, peste țevii sunt suprapuse aproximativ 100 de spire de cablaj de cupru, care este inductorul conectat la bornele generatorului. Încălzire prin inducție sârmă de cupru apare din cauza curenților turbionari generați de un câmp magnetic alternativ.

Notă:Încălzitoarele cu inducție pot fi realizate după orice schemă, principalul lucru de reținut este că este important să se efectueze o izolare termică fiabilă, altfel eficiența sistemului de încălzire va scădea semnificativ.

Reguli de siguranță

Pentru sistemele de încălzire în care se utilizează încălzirea prin inducție, este important să se respecte mai multe reguli pentru a evita scurgerile, pierderea eficienței, consumul de energie și accidentele.

1. Sistemele de încălzire prin inducție necesită o supapă de siguranță pentru a elibera apă și abur în cazul defecțiunii pompei.
2. Manometrul și RCD sunt obligatorii pentru o funcționare în siguranță sistem de incalzire asamblat cu propriile mâini.
3. Prezența legăturii la pământ și a izolației electrice a întregului sistem de încălzire prin inducție va preveni șocurile electrice.
4. Pentru a evita efectele nocive câmp electromagnetic este mai bine să amplasați astfel de sisteme pe corpul uman în afara zonei de locuit, unde trebuie respectate regulile de instalare, conform cărora dispozitivul de încălzire prin inducție ar trebui să fie amplasat la o distanță de 80 cm de orizontală (pardoseală și tavan) și 30 cm. de pe suprafete verticale.
5. Înainte de a porni sistemul, este imperativ să verificați prezența unui mediu de încălzire.
6. Pentru a preveni defecțiunile în funcționarea rețelei electrice, se recomandă conectarea unui cazan autofabricat cu încălzire prin inducție conform schemelor propuse la o linie de alimentare separată, a cărei secțiune a cablului va fi de cel puțin 5 mm2. Este posibil ca cablurile convenționale să nu poată rezista consumului de energie necesar.

Încălzitoarele cu inducție funcționează pe principiul „generării curentului din magnetism”. Într-o bobină specială, se generează un câmp magnetic alternativ de mare putere, care generează curenți turbionari într-un conductor închis.

Conductor închis înăuntru plite cu inducție ah este un vas de gătit din metal care este încălzit de curenți electrici turbionari. În general, principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive nu este complicat și, dacă aveți puține cunoștințe în fizică și electricitate, asamblarea unui încălzitor cu inducție cu propriile mâini nu va fi dificilă.

Următoarele dispozitive pot fi realizate independent:

1. Dispozitive pentru încălzire într-un cazan de încălzire.
2. Minicuptoare pentru topirea metalelor.
3. Dale pentru gătit alimente.

Un aragaz cu inducție cu propriile mâini trebuie realizat în conformitate cu toate regulile și reglementările pentru funcționarea acestor dispozitive. Dacă o radiație electromagnetică periculoasă pentru oameni este emisă în afara corpului în direcții laterale, atunci este strict interzisă utilizarea unui astfel de dispozitiv.

În plus, o mare dificultate în proiectarea unui aragaz este alegerea materialului pentru baza plitei, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

1. În mod ideal, conduc radiația electromagnetică.
2. Nu conductiv.
3. Rezistă la sarcină la temperaturi ridicate.

În plitele cu inducție de uz casnic se utilizează ceramică scumpă; atunci când faceți o plită cu inducție acasă, este destul de dificil să găsiți o alternativă demnă la un astfel de material. Prin urmare, pentru început, ar trebui să proiectați ceva mai simplu, de exemplu, un cuptor cu inducție pentru călirea metalelor.

Instrucțiuni de fabricație

Planuri

Pentru a face un cuptor, veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente:

• lipire;
• placa de textolit.
• mini burghiu.
• radioelemente.
• pasta termica.
• reactivi chimici pentru gravarea plăcii.

Materiale suplimentare și caracteristicile acestora:

1. Pentru realizarea unei bobine, care va emite campul magnetic alternant necesar incalzirii, este necesar sa se pregateasca o bucata de tub de cupru cu diametrul de 8 mm si lungimea de 800 mm.
2. Tranzistoare de putere puternice sunt cea mai scumpă parte a unei mașini cu inducție de casă. Pentru a instala circuitul generator de frecvență, trebuie să pregătiți 2 astfel de elemente. În aceste scopuri, sunt potrivite tranzistoarele de următoarele mărci: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. La fabricarea circuitului se folosesc 2 tranzistoare cu efect de câmp identice dintre cele enumerate.
3. Pentru fabricarea unui circuit oscilator veți avea nevoie de condensatoare ceramice cu o capacitate de 0,1 mF și o tensiune de funcționare de 1600 V. Pentru a se forma un curent alternativ de mare putere în bobină, sunt necesari 7 astfel de condensatoare.
4. La operarea unui astfel de dispozitiv de inducție, tranzistoarele cu efect de câmp se vor încinge foarte tare și dacă nu sunt conectate calorifere din aliaj de aluminiu, atunci după câteva secunde de funcționare la putere maximă, aceste elemente se vor defecta. Tranzistoarele trebuie plasate pe radiatoarele printr-un strat subțire de pastă termică, altfel eficiența unei astfel de răciri va fi minimă.
5. Diode care sunt utilizate într-un încălzitor cu inducție trebuie să fie ultra-rapide. Cele mai potrivite pentru acest circuit, diode: MUR-460; UF-4007; EA - 307.
6. Rezistoarele utilizate în circuitul 3: 10 kOhm cu o putere de 0,25 W - 2 buc. și 440 ohmi cu o putere de 2 wați. Diode Zener: 2 buc. cu o tensiune de funcționare de 15 V. Puterea diodelor zener trebuie să fie de cel puțin 2 W. Choke-ul pentru conectarea la bornele de putere ale bobinei este utilizat cu inducție.
7. Pentru a alimenta întregul dispozitiv, veți avea nevoie de o unitate de alimentare cu o capacitate de până la 500 de wați. și tensiune 12 - 40 V. Puteți alimenta acest dispozitiv de la baterie auto, dar obținerea celor mai mari valori de putere la această tensiune nu va funcționa.

Procesul de fabricare a unui generator electronic și a unei bobine în sine durează puțin timp și se desfășoară în următoarea secvență:

1. Din teava de cupru se face o spirală cu diametrul de 4 cm.Pentru a face o spirală, un tub de cupru trebuie înșurubat pe o tijă cu o suprafață plană cu diametrul de 4 cm.Spirala trebuie să aibă 7 spire, care să nu se atingă. Inelele de montare sunt lipite la cele 2 capete ale tubului pentru conectarea la radiatoarele tranzistorului.
2. Placa de circuit imprimat este fabricată conform schemei. Dacă este posibil să se furnizeze condensatoare din polipropilenă, atunci datorită faptului că astfel de elemente au pierderi minime și funcționează stabil la amplitudini mari ale fluctuațiilor de tensiune, dispozitivul va funcționa mult mai stabil. Condensatorii din circuit sunt instalați în paralel, formând un circuit oscilant cu bobina de cupru.
3. Incalzire metalica apare în interiorul bobinei după ce circuitul este conectat la o sursă de alimentare sau la o baterie. Când încălziți metalul, este necesar să vă asigurați că nu există un scurtcircuit al înfășurărilor arcului. Dacă metalul încălzit atinge 2 spire ale bobinei în același timp, atunci tranzistoarele eșuează instantaneu.

Nuanțe

1. La efectuarea experimentelor de încălzire și stingere a metalelor, în interiorul bobinei de inducție, temperatura poate fi semnificativă și este de 100 de grade Celsius. Acest efect de încălzire poate fi folosit pentru a încălzi apa pt nevoile casnice sau pentru incalzirea locuintei.
2. Circuitul de încălzire discutat mai sus (Figura 3), la sarcina maximă este capabil să furnizeze radiații de energie magnetică în interiorul bobinei egale cu 500 W. Această putere nu este suficientă pentru a încălzi un volum mare de apă, iar construcția unei bobine de inducție de mare putere va necesita fabricarea unui circuit în care va fi necesară utilizarea unor radioelemente foarte scumpe.
3. O soluție bugetară pentru organizarea încălzirii prin inducție a lichidului, este utilizarea mai multor dispozitive descrise mai sus, dispuse în serie. În același timp, spiralele ar trebui să fie pe aceeași linie și să nu aibă un conductor metalic comun.
4. La fel dese foloseste o teava de inox cu diametrul de 20 mm. Mai multe bobine de inducție sunt „înșirate” pe țeavă, astfel încât schimbătorul de căldură să fie în mijlocul bobinei și să nu intre în contact cu bobinele acesteia. Odată cu pornirea simultană a 4 astfel de dispozitive, puterea de încălzire va fi de aproximativ 2 kW, ceea ce este deja suficient pentru încălzirea instantanee a lichidului cu o circulație mică a apei, până la valori care permit utilizarea acestui design în livra apa calda o casă mică.
5. Dacă conectați un astfel de element de încălzire cu un rezervor bine izolat, care va fi situat deasupra încălzitorului, atunci rezultatul va fi un sistem de cazan în care lichidul va fi încălzit în interior teava din inox, apa încălzită se va ridica, iar un lichid mai rece îi va lua locul.
6. Dacă suprafața casei este semnificativă, atunci numărul bobinelor de inducție poate fi crescut la 10 bucăți.
7. Puterea unui astfel de cazan poate fi reglată cu ușurință. prin oprirea sau pornirea spiralelor. Cu cât mai multe secțiuni sunt pornite simultan, cu atât va fi mai mare puterea dispozitivului de încălzire care funcționează în acest fel.
8. Pentru a alimenta un astfel de modul, veți avea nevoie bloc puternic nutriție. Dacă este disponibil un aparat de sudură cu invertor curent continuu, atunci este posibil să se realizeze un convertor de tensiune cu puterea necesară din acesta.
9. Datorită faptului că sistemul funcționează pe un curent electric constant, care nu depășește 40 V, funcționarea unui astfel de dispozitiv este relativ sigură, principalul lucru este de a furniza un bloc de siguranțe în circuitul de alimentare al generatorului, care, în cazul unui scurtcircuit, va dezactiva sistemul, excluzând astfel posibilitatea unui incendiu.
10. Astfel, puteți organiza încălzirea „gratuită” a casei., sub rezerva instalării de baterii reîncărcabile pentru alimentarea cu energie a dispozitivelor cu inducție, a căror încărcare se va efectua folosind energia soarelui și a vântului.
11. Bateriile trebuie combinate în secțiuni de 2, conectate în serie. Ca urmare, tensiunea de alimentare cu o astfel de conexiune va fi de cel puțin 24 V. Acest lucru va asigura funcționarea cazanului la putere mare. În plus, o conexiune în serie va reduce curentul din circuit și va crește durata de viață a bateriei.

1. Exploatare dispozitive de casăîncălzire prin inducție, nu permite întotdeauna excluderea răspândirii radiațiilor electromagnetice dăunătoare pentru oameni, prin urmare cazanul cu inducție trebuie instalat în spații nerezidențialeși ecranat cu oțel galvanizat.
2. Obligatoriu atunci când lucrați cu energie electrică trebuie respectate regulile de sigurantași, în special, acest lucru se aplică rețelelor de curent alternativ cu o tensiune de 220 V.
3. Ca experiment poate fi facut plită pentru gătit alimente conform schemei indicate în articol, dar nu este recomandată operarea constantă a acestui dispozitiv din cauza imperfecțiunilor făcut singur protejând acest dispozitiv, din această cauză, corpul uman poate fi expus la radiații electromagnetice dăunătoare, care pot afecta negativ sănătatea.

Cuptoarele cu inducție sunt folosite pentru topirea metalelor și diferă prin faptul că sunt încălzite cu ajutorul unui curent electric. Excitarea curentului are loc în inductor, sau mai degrabă în câmpul nealternant.

În astfel de construcții, energia este convertită de mai multe ori (în această secvență):

• în electromagnetic;
• electric;
• termic.

Astfel de cuptoare permit folosirea căldurii cu eficiență maximă, ceea ce nu este surprinzător, deoarece sunt cele mai avansate dintre toate modelele existente care funcționează cu energie electrică.

Notă! Structurile de inducție sunt de două tipuri - cu sau fără miez. În primul caz, metalul este plasat într-o canelură tubulară, care este situată în jurul inductorului. Miezul este situat în inductorul propriu-zis. A doua opțiune se numește creuzet, deoarece în el metalul cu creuzetul este deja în interiorul indicatorului. Desigur, nu poate fi vorba de vreun nucleu în acest caz.

Articolul de astăzi se va concentra asupra modului de preparareCuptor cu inducție DIY.

Printre numeroase avantaje merită subliniat următoarele:

• curățenie și siguranță ecologică;
• omogenitate crescută a topiturii datorită mișcării active a metalului;
• răspuns rapid - cuptorul poate fi folosit aproape imediat după pornire;
• zona și direcția concentrată a energiei;
• viteză mare de topire;
• fără deșeuri din substanțe de aliere;
• capacitatea de a regla temperatura;
• numeroase posibilitati tehnice.

Dar există și dezavantaje.

1. Zgura este încălzită de metal, drept urmare are o temperatură scăzută.
2. Dacă zgura este rece, atunci este foarte dificil să îndepărtați fosforul și sulful din metal.
3. Câmpul magnetic este disipat între bobină și metalul topit, de aceea va fi necesară o reducere a grosimii căptușelii. Acest lucru va duce în curând la faptul că căptușeala în sine va eșua.

Video - Cuptor cu inducție

Aplicație industrială

Ambele modele sunt folosite la topirea fierului, aluminiului, oțelului, magneziului, cuprului și metalelor prețioase. Volumul util al unor astfel de structuri poate ajunge la câteva kilograme și câteva sute de tone.

Cuptoarele industriale sunt împărțite în mai multe tipuri.

1. Proiectările cu frecvență medie sunt utilizate în mod obișnuit în inginerie mecanică și metalurgie. Cu ajutorul lor, oțelul este topit și atunci când se folosesc creuzete de grafit și metale neferoase.
2. Construcțiile cu frecvență de putere sunt utilizate în topirea fierului.
3. Structurile de rezistență sunt destinate topirii aluminiului, aliajelor de aluminiu, zincului.

Notă! Tehnologia de inducție a fost cea care a stat la baza celor mai populare dispozitive - cuptoarele cu microunde.

Uz casnic

Din motive evidente, cuptoarele de topire cu inducție nu sunt utilizate în mod obișnuit în casă. Dar tehnologia descrisă în articol se găsește în aproape toate case moderne si apartamente. Acestea sunt cuptoarele cu microunde menționate mai sus, mașinile de gătit cu inducție și cuptoarele electrice.

Luați în considerare plăcile, de exemplu. Acestea încălzesc vasele cu ajutorul curenților turbionari de inducție, în urma cărora încălzirea are loc aproape instantaneu. Este caracteristic că este imposibil să porniți o plită fără vase pe ea.

Eficiența mașinilor de gătit cu inducție ajunge la 90%. Pentru comparație: pentru sobele electrice, este de aproximativ 55-65%, iar pentru gaz - nu mai mult de 30-50%. Dar, în mod corect, merită remarcat faptul că pentru funcționarea sobelor descrise sunt necesare feluri de mâncare speciale.

Cuptor cu inducție de casă

Nu cu mult timp în urmă, radioamatorii autohtoni au demonstrat în mod clar că un cuptor cu inducție poate fi fabricat de unul singur. Astăzi sunt multe scheme diferiteși tehnologiile de fabricație, am citat doar cele mai populare dintre ele, ceea ce înseamnă că cele mai eficiente și mai ușor de implementat.

Cuptor cu inducție cu generator de înaltă frecvență

Mai jos este circuit electric pentru fabricarea unui dispozitiv de casă dintr-un generator de înaltă frecvență (27,22 megaherți).

În plus față de generator, asamblarea va necesita patru becuri de mare putere și un bec de mare putere pentru indicatorul gata de funcționare.

Notă! Principala diferență între un cuptor realizat conform acestei scheme este mânerul condensatorului - în acest caz, acesta este situat în exterior.

În plus, metalul din bobină (inductor) se va topi în dispozitivul de cea mai mică putere.

Când faceți, este necesar să vă amintiți câteva Puncte importante influenţând rata de domnie a metalelor. Acest:

• putere;
• frecvență;
• pierderi turbioare;
• intensitatea transferului de căldură;
• pierdere de histerezis.

Aparatul va fi alimentat de la o rețea standard de 220 V, dar cu un redresor preinstalat. Dacă cuptorul este destinat încălzirii unei încăperi, se recomandă utilizarea unei spirale de nicrom, iar dacă pentru topire, atunci perii de grafit. Să facem cunoștință cu fiecare dintre modele mai detaliat.

Video - Construcție dintr-un invertor de sudare

Esența designului este următoarea: se instalează o pereche de perii de grafit și se toarnă granit pulbere între ele, după care se realizează conexiunea la transformatorul descendente. Este caracteristic că atunci când topești, nu te poți teme de un șoc electric, deoarece nu este nevoie să folosești 220 V.

Tehnologia de asamblare

Pasul 1. Baza este asamblată - o cutie de cărămizi refractare cu dimensiunile 10x10x18 cm, așezate pe o țiglă refractară.

Pasul 2. Cutia este finisată cu placă de azbest. După umezirea cu apă, materialul se înmoaie, ceea ce vă permite să îi dați orice formă. Dacă se dorește, structura poate fi înfășurată cu sârmă de oțel.

Notă! Dimensiunile cutiei pot varia in functie de puterea transformatorului.

Pasul 3. Cea mai bună opțiune pentru un cuptor de grafit - un transformator de la aparat de sudura cu o putere de 0,63 kW. Dacă transformatorul este evaluat pentru 380 V, atunci poate fi rebobinat, deși mulți electricieni cu experiență susțin că îl puteți lăsa așa cum este

Pasul 4. Transformatorul este învelit cu aluminiu subțire - astfel încât structura nu se va încinge foarte mult în timpul funcționării.

Pasul 5. Se instalează perii de grafit, se instalează un substrat de argilă pe fundul cutiei - astfel încât metalul topit să nu se răspândească.

Principalul avantaj al acestui cuptor este căldură care este potrivit chiar și pentru topirea platinei sau paladiului. Dar printre minusuri se numără încălzirea rapidă a transformatorului, un volum mic (nu mai mult de 10 g pot fi topite la un moment dat). Din acest motiv, va fi necesar un design diferit pentru topirea unor volume mari.

Deci, pentru topirea unor volume mari de metal, va fi necesar un cuptor cu sârmă de nicrom. Principiul de funcționare al structurii este destul de simplu: electricitate este alimentat în spirala nicrom, care se încălzește și topește metalul. Există o masă pe web formule diferite pentru calcularea lungimii firului, dar toate sunt, în principiu, la fel.

Pasul 1. Pentru spirală se folosește nicrom de ø0,3 mm cu o lungime de aproximativ 11 m.

Pasul 2. Firul trebuie înfășurat. Acest lucru necesită o linie dreaptă tub de cupruø5 mm - spirala este înfășurată pe ea.

Pasul 3. Ca creuzet se folosește un tub ceramic mic de ø1,6 cm și lungime de 15 cm.Un capăt al tubului este astupat cu un fir de azbest - astfel încât metalul topit să nu curgă afară.

Pasul 4. După verificarea funcționalității și spirala este așezată în jurul țevii. În acest caz, același fir de azbest este plasat între spire - va preveni scurtcircuitele și va limita accesul oxigenului.

Pasul 5. Bobina finită este plasată într-un soclu de lampă de mare putere. Aceste cartușe sunt de obicei ceramice și sunt dimensionate corespunzător.

Avantajele acestui design:

• productivitate ridicată (până la 30 g la o singură rulare);
• încălzire rapidă (aproximativ cinci minute) și răcire lungă;
• ușurință în utilizare - este convenabil să turnați metal în matrițe;
• înlocuirea promptă a bobinei în caz de ardere.

Dar, desigur, există și dezavantaje:

• nicromul se arde, mai ales dacă spirala este prost izolată;
• nesiguranță - dispozitivul este conectat la o sursă de alimentare de 220 V.

Notă! Nu puteți adăuga metal la sobă dacă porțiunea anterioară a fost deja topită acolo. În caz contrar, tot materialul va zbura în jurul camerei, în plus, poate răni ochii.

Drept concluzie

După cum puteți vedea, un cuptor cu inducție poate fi făcut în continuare pe cont propriu. Dar să fiu sincer, designul descris (ca tot ce este pe Internet) nu este cu adevărat un cuptor, ci un invertor de laborator Kukhtetsky. Este pur și simplu imposibil să asamblați o structură de inducție cu drepturi depline acasă.