Indukcijski grijači rade na principu "dobijanja struje iz magnetizma". U posebnoj zavojnici stvara se naizmjenično magnetsko polje velike snage koje stvara vrtložne električne struje u zatvorenom vodiču.

Zatvoreni provodnik u indukcijskim štednjacima je metalno posuđe koje se zagrijava vrtložnim električnim strujama. Općenito, princip rada takvih uređaja nije kompliciran, a uz malo znanja iz fizike i elektrotehnike, neće biti teško sastaviti indukcijski grijač vlastitim rukama.

Sljedeći uređaji se mogu izraditi samostalno:

1. Uređaji za grijanje u kotlu za grijanje.
2. Mini pećnice za topljenje metala.
3. Ploče za kuvanje hrane.

Indukcijski štednjak "uradi sam" mora biti izrađen u skladu sa svim normama i pravilima za rad ovih uređaja. Ako se elektromagnetno zračenje opasno za ljude emitira izvan kućišta u bočnim smjerovima, tada je strogo zabranjeno korištenje takvog uređaja.

Osim toga, velika poteškoća u dizajnu peći leži u odabiru materijala za podnožje ploče za kuhanje, koji mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

1. Idealan za provođenje elektromagnetnog zračenja.
2. Nije provodno.
3. Izdržati visok temperaturni stres.

U kućnim pločama za kuhanje indukcijske površine koristi se skupa keramika, kada se radi kod kuće indukcijski štednjak, naći vredna alternativa takav materijal je prilično težak. Stoga, za početak, trebali biste dizajnirati nešto jednostavnije, na primjer, indukcijsku peć za otvrdnjavanje metala.

Uputstva za proizvodnju

Nacrti

Slika 1. Dijagram ožičenja indukcijski grijač
Slika 2. Uređaj. Slika 3. Šema jednostavnog indukcijskog grijača

Za proizvodnju peći trebat će vam sljedeći materijali i alati:

• lemljenje;
• tekstolitna ploča.
• mini bušilica.
• radioelementi.
• termalna pasta.
• hemijski reagensi za jetkanje ploča.

Dodatni materijali i njihove karakteristike:

1. Da napravim zavojnicu, koji će emitovati naizmjenično magnetsko polje potrebno za grijanje, potrebno je pripremiti komad bakarne cijevi prečnika 8 mm i dužine 800 mm.
2. Moćno tranzistori snage su najskuplji dio domaće indukcijske instalacije. Za montažu kruga generatora frekvencije potrebno je pripremiti 2 takva elementa. Za ove svrhe prikladni su tranzistori marki: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. U proizvodnji kola koriste se 2 identična od navedenih tranzistora sa efektom polja.
3. Za proizvodnju oscilatornog kola trebat će vam keramički kondenzatori kapaciteta 0,1 mF i radnog napona od 1600 V. Da bi se u zavojnici stvorila naizmjenična struja velike snage potrebno je 7 takvih kondenzatora.
4. Tokom rada takvog indukcionog uređaja, tranzistori sa efektom polja će se jako zagrijati i ako na njih nisu pričvršćeni radijatori od aluminijske legure, onda će nakon nekoliko sekundi rada na maksimalnoj snazi ​​ovi elementi otkazati. Tranzistore treba postaviti na hladnjake kroz tanak sloj termalne paste, inače će efikasnost takvog hlađenja biti minimalna.
5. Diodes, koji se koriste u indukcijskom grijaču, moraju biti ultra brzog djelovanja. Najprikladnije za ovo kolo, diode: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Otpornici koji se koriste u krugu 3: 10 kOhm snage 0,25 W - 2 kom. i snaga od 440 oma - 2 vata. Zener diode: 2 kom. sa radnim naponom od 15 V. Snaga zener dioda mora biti najmanje 2 vata. Sa indukcijom se koristi prigušnica za spajanje na izlazne snage zavojnice.
7. Za napajanje cijelog uređaja trebat će vam jedinica za napajanje kapaciteta do 500 W. i napon 12 - 40 V. Možete napajati ovaj uređaj iz auto akumulator, ali neće raditi za postizanje najveće snage na ovom naponu.

Sam proces proizvodnje elektronskog generatora i zavojnice traje malo vremena i odvija se u sljedećem redoslijedu:

1. Od bakarne cijevi izrađuje se spirala prečnika 4 cm.Da bi se napravila spirala, bakarnu cijev treba namotati na šipku ravne površine prečnika 4 cm.Spirala treba imati 7 zavoja koji se ne smiju dodirivati. Montažni prstenovi su zalemljeni na 2 kraja cijevi za spajanje na tranzistorske radijatore.
2. Štampana ploča je izrađena prema shemi. Ako je moguće isporučiti polipropilenske kondenzatore, onda će zbog činjenice da takvi elementi imaju minimalne gubitke i stabilan rad pri velikim amplitudama fluktuacija napona, uređaj raditi mnogo stabilnije. Kondenzatori u kolu su instalirani paralelno, formirajući oscilatorni krug sa bakrenim zavojnicama.
3. Metalno grijanje javlja se unutar zavojnice, nakon što je kolo spojeno na napajanje ili bateriju. Prilikom zagrijavanja metala potrebno je osigurati da nema kratkog spoja namotaja opruge. Ako dodirnete zagrijani metal 2 zavoja zavojnice u isto vrijeme, tranzistori odmah pokvare.

Nijanse

1. Prilikom provođenja eksperimenata na zagrijavanju i otvrdnjavanju metala, unutar indukcionog namotaja temperatura može biti značajna i iznosi 100 stepeni Celzijusa. Ovaj efekat grijanja može se koristiti za zagrijavanje vode za domaćinstvo ili za grijanje kuće.
2. Šema grijača o kojoj je bilo riječi (slika 3), pri maksimalnom opterećenju može osigurati zračenje magnetske energije unutar zavojnice od 500 vati. Takva snaga nije dovoljna za zagrijavanje velike količine vode, a izgradnja indukcijskog svitka velike snage zahtijevat će izradu kruga u kojem će biti potrebno koristiti vrlo skupe radio elemente.
3. Budžetsko rješenje za organiziranje indukcijskog grijanja tekućine, je korištenje nekoliko gore opisanih uređaja, raspoređenih u seriju. U tom slučaju spirale moraju biti na istoj liniji i ne moraju imati zajednički metalni provodnik.
4. Asse koristi cijev od nerđajućeg čelika 20 mm u prečniku. Nekoliko indukcijskih spirala je "nanizano" na cijev, tako da je izmjenjivač topline u sredini spirale i ne dolazi u kontakt s njenim zavojima. Uz istovremeno uključivanje 4 takva uređaja, snaga grijanja će biti oko 2 kW, što je već dovoljno za protočno zagrijavanje tekućine s malom cirkulacijom vode, do vrijednosti koje dopuštaju korištenje ovog dizajna u opskrbi tople vode do male kuće.
5. Ako povežemo takve grijaći element sa dobro izolovanim rezervoarom, koji će se nalaziti iznad grijača, rezultat će biti kotlovski sistem u kojem će se zagrijavanje tekućine vršiti unutar nehrđajuće cijevi, zagrijana voda će se podići, a njeno mjesto će zauzeti hladnija tečnost.
6. Ako je površina kuće značajna, broj indukcijskih zavojnica se može povećati do 10 komada.
7. Snaga takvog kotla može se lako podesiti isključivanjem ili uključivanjem spirala. Što je više sekcija koje su istovremeno uključene, to će biti veća snaga uređaja za grijanje koji radi na ovaj način.
8. Za napajanje takvog modula potrebno vam je snažno napajanje. Ako postoji inverter aparat za zavarivanje jednosmjerne struje, onda je od nje moguće napraviti pretvarač napona potrebne snage.
9. Zbog činjenice da sistem radi na jednosmernu električnu struju, koji ne prelazi 40 V, rad takvog uređaja je relativno siguran, glavna stvar je osigurati blok osigurača u strujnom krugu generatora, koji će, u slučaju kratkog spoja, isključiti sistem, čime se eliminiše mogućnost požara.
10. Na ovaj način moguće je organizirati “besplatno” grijanje kuće, pod uslovom da se ugrade baterije za napajanje indukcionih uređaja, koji će se puniti solarnom energijom i energijom vjetra.
11. Baterije treba kombinovati u sekcije od 2, povezane u seriju. Kao rezultat toga, napon napajanja s takvim priključkom bit će najmanje 24 V., što će osigurati rad kotla pri velikoj snazi. osim toga, serijska vezaće smanjiti struju u krugu i produžiti vijek trajanja baterija.

1. Rad kućnih uređaja za indukcijsko grijanje, ne omogućava uvijek da se isključi širenje elektromagnetnog zračenja štetnog za ljude, stoga indukcijski kotao treba instalirati u nestambenom prostoru i zaštititi ga pocinčanim čelikom.
2. Obavezno pri radu sa strujom moraju se poštovati sigurnosni propisi a posebno za mreže naizmjenična struja napon 220 V.
3. Kao eksperiment možete napraviti ploču za kuvanje prema shemi navedenoj u članku, ali rade ovaj uređaj trajno se ne preporučuje zbog nesavršenosti samoproizvodnja shielding ovaj uređaj, zbog toga je moguće izlaganje ljudskog organizma štetnom elektromagnetnom zračenju koje može štetno uticati na zdravlje.

© Kada koristite materijale na sajtu (citati, slike), izvor mora biti naveden.

Indukcionu peć je davno, davne 1887. godine, izumio S. Farranti. Prvi industrijski pogon pušten je u rad 1890. godine od strane Benedicks Bultfabrik. Dugo su vremena indukcijske peći bile egzotične u industriji, ali ne zbog visoke cijene električne energije, tada nije bila skuplja nego sada. Još uvijek je bilo dosta nerazumljivosti u procesima koji se odvijaju u indukcijskim pećima, a elementarna baza elektronike nije dopuštala stvaranje učinkovitih upravljačkih krugova za njih.

U sferi indukcijskih peći danas se bukvalno pred našim očima dogodila revolucija, zahvaljujući pojavi, prije svega, mikrokontrolera, čija je računska snaga veća od one koju su imali personalni računari prije deset godina. Drugo, zahvaljujući ... mobilnoj komunikaciji. Njegov razvoj zahtijevao je pojavu u prodaji jeftinih tranzistora sposobnih da isporuče nekoliko kW snage na visokim frekvencijama. Oni su pak stvoreni na bazi poluvodičkih heterostruktura, za čije istraživanje je ruski fizičar Žores Alferov dobio Nobelovu nagradu.

U konačnici, indukcijske peći ne samo da su se potpuno promijenile u industriji, već su i naširoko ušle u svakodnevni život. Zanimanje za ovu temu potaknulo je mnogo domaćih proizvoda, koji bi u principu mogli biti korisni. Ali većina autora dizajna i ideja (u izvorima ima mnogo više opisa nego izvodljivih proizvoda) imaju lošu ideju kako o osnovama fizike indukcijskog grijanja, tako io potencijalnoj opasnosti od nepismenih dizajna. Ovaj članak ima za cilj da razjasni neke od najzbunjujućih tačaka. Materijal je izgrađen uzimajući u obzir specifične strukture:

1. Industrijska kanalska peć za topljenje metala i mogućnost izrade sami.
2. Tiglene peći indukcijskog tipa, najlakše za izvođenje i najpopularnije među domaćim ljudima.
3. Indukcijski kotlovi za toplu vodu, koji brzo zamjenjuju kotlove grijaćim elementima.
4. Kućni indukcijski aparati za kuhanje se takmiče plinske peći i po nizu parametara superiorniji od mikrotalasnih.

Bilješka: svi uređaji koji se razmatraju temelje se na magnetskoj indukciji koju stvara induktor (induktor), pa se stoga nazivaju indukcija. U njima se mogu topiti/zagrijati samo električno provodljivi materijali, metali itd. Postoje i elektroindukcijske kapacitivne peći zasnovane na električnoj indukciji u dielektriku između ploča kondenzatora, koje se koriste za „nježno“ topljenje i električnu toplinsku obradu plastike. Ali oni su mnogo rjeđi od induktorskih, njihovo razmatranje zahtijeva posebnu raspravu, pa ostavimo to za sada.

Princip rada

Princip rada indukcijske peći ilustrovan je na sl. desno. U suštini, to je električni transformator sa kratkospojnim sekundarnim namotom:

• Generator naizmjeničnog napona G stvara naizmjeničnu struju I1 u induktoru L (zavojnicu za grijanje).
• Kondenzator C zajedno sa L formira oscilatorno kolo podešeno na radnu frekvenciju, što u većini slučajeva povećava tehničke parametre instalacije.
• Ako je generator G samooscilirajući, onda je C često isključen iz kola, koristeći umjesto toga vlastiti kapacitet induktora. Za visokofrekventne induktore opisane u nastavku, to je nekoliko desetina pikofarada, što upravo odgovara opsegu radne frekvencije.
• Induktor, u skladu sa Maxwellovim jednadžbama, stvara u okolnom prostoru naizmjenično magnetno polje jačine H. Magnetno polje induktora može biti zatvoreno kroz zasebno feromagnetno jezgro ili postojati u slobodnom prostoru.
• Magnetno polje, koje prodire kroz radni komad (ili naboj za topljenje) W postavljen u induktor, stvara magnetni tok F u njemu.
• F, ako je W električno provodljiv, indukuje sekundarnu struju I2 u njemu, tada iste Maxwellove jednadžbe.
• Ako je F dovoljno masivan i čvrst, tada se I2 zatvara unutar W, formirajući vrtložnu struju, ili Foucaultovu struju.
• Vrtložne struje, prema Joule-Lenzovom zakonu, odaju energiju koju prima kroz induktor i magnetsko polje iz generatora, zagrijavajući radni komad (naelektrisanje).

Sa stanovišta fizike, elektromagnetna interakcija je prilično jaka i ima prilično veliko djelovanje na daljinu. Stoga, uprkos višestepenoj konverziji energije, indukciona peć je u stanju da pokaže efikasnost do 100% na vazduhu ili u vakuumu.

Bilješka: u neidealnom dielektričnom mediju sa permitivnošću >1, potencijalno dostižna efikasnost indukcijskih peći opada, au mediju sa magnetskom permeabilnosti >1, lakše je postići visoku efikasnost.

kanalska peć

Kanalska indukcijska peć za topljenje je prva koja se koristi u industriji. Strukturno je sličan transformatoru, vidi sl. desno:

1. Primarni namotaj, napajan industrijskom (50/60 Hz) ili strujom povećane (400 Hz) frekvencije, izrađen je od bakarne cijevi hlađene iznutra tečnim nosačem topline;
2. Sekundarni kratkospojni namotaj - rastopiti;
3. Prstenasti lončić od dielektrika otpornog na toplinu u koji se stavlja talina;
4. Sklapanje ploča magnetnog jezgra od transformatorskog čelika.

Kanalske peći se koriste za pretapanje duraluminijuma, specijalnih legura obojenih metala i proizvodnju visokokvalitetnog livenog gvožđa. Industrijske kanalne peći zahtijevaju zasijavanje taline, inače "sekundar" neće doći do kratkog spoja i neće biti grijanja. Ili će se pojaviti lučno pražnjenje između mrvica punjenja, a cijela talina će jednostavno eksplodirati. Stoga se prije pokretanja peći u lončić ulije malo taline, a rastopljeni dio se ne izlije u potpunosti. Metalurzi kažu da kanalska peć ima preostali kapacitet.

Može se napraviti kanalska peć snage do 2-3 kW transformator za zavarivanje industrijska frekvencija. U takvoj peći može se rastopiti do 300-400 g cinka, bronce, mesinga ili bakra. Moguće je topiti duraluminij, samo se odljevak mora ostaviti da stari nakon hlađenja, od nekoliko sati do 2 sedmice, u zavisnosti od sastava legure, kako bi dobio snagu, žilavost i elastičnost.

Bilješka: duralumin je uglavnom izmišljen slučajno. Programeri, ljuti što je nemoguće legirati aluminijum, bacili su još jedan "ne" uzorak u laboratoriju i od tuge krenuli u pohod. Otreznio, vratio se - ali nijedan nije promijenio boju. Provjeren - i on je dobio snagu gotovo čelika, ostajući lagan kao aluminij.

"Primar" transformatora je ostavljen kao standard, već je dizajniran za rad u režimu kratkog spoja sekundara sa zavarenim lukom. „Sekundar“ se uklanja (može se potom vratiti i transformator se može koristiti za predviđenu svrhu), a umjesto nje se stavlja prstenasti lončić. Ali pokušaj pretvaranja RF invertera za zavarivanje u kanalnu peć je opasan! Njegovo feritno jezgro će se pregrijati i razbiti na komade zbog činjenice da je dielektrična konstanta ferita >> 1, vidi gore.

Problem preostalog kapaciteta u peći male snage nestaje: žica od istog metala, savijena u prsten i sa uvrnutim krajevima, stavlja se u punjenje za sijanje. Prečnik žice – od 1 mm/kW snage peći.

Ali postoji problem s prstenastim loncem: jedini prikladan materijal za mali lončić je elektroporcelan. Kod kuće ga je nemoguće sami obraditi, ali gdje mogu nabaviti kupljeni odgovarajući? Ostali vatrostalni materijali nisu prikladni zbog velikih dielektričnih gubitaka u njima ili zbog poroznosti i niske mehaničke čvrstoće. Stoga, iako kanalska peć daje najkvalitetniji topljenje, ne zahtijeva elektroniku, a njegova efikasnost već prelazi 90% pri snazi ​​od 1 kW, domaći ljudi ih ne koriste.

Pod uobičajenim loncem

Preostali kapacitet iritirao je metalurge - topile su se skupe legure. Stoga, čim su se 20-ih godina prošlog stoljeća pojavile dovoljno moćne radio cijevi, odmah se rodila ideja: baciti magnetno kolo (nećemo ponavljati profesionalne idiome grubih muškaraca) i staviti običan lončić direktno u induktor, vidi sl.

Ne možete to učiniti na industrijskoj frekvenciji, niskofrekventno magnetsko polje bez magnetskog kruga koji ga koncentriše će se širiti (ovo je takozvano lutajuće polje) i predati svoju energiju bilo gdje, ali ne u talinu. Zalutalo polje se može kompenzovati povećanjem frekvencije na visoku: ako je prečnik induktora srazmeran talasnoj dužini radne frekvencije, a ceo sistem je u elektromagnetnoj rezonanciji, tada do 75% ili više njegove energije elektromagnetno polje biće koncentrisani unutar "bezdušnog" namotaja. Efikasnost će biti odgovarajuća.

Međutim, već u laboratorijima pokazalo se da su autori ideje previdjeli očiglednu okolnost: talina u induktoru, iako dijamagnetna, ali električno vodljiva, zbog vlastitog magnetskog polja vrtložnih struja, mijenja induktivnost zavojnice za grijanje. . Početna frekvencija je morala biti postavljena ispod hladnog punjenja i mijenjana kako se ono topilo. Štoviše, u većim granicama, veći je radni komad: ako za 200 g čelika možete proći s rasponom od 2-30 MHz, onda će za prazno sa željezničkim rezervoarom početna frekvencija biti oko 30-40 Hz , a radna frekvencija će biti do nekoliko kHz.

Teško je napraviti odgovarajuću automatizaciju na lampama, "povući" frekvenciju iza praznine - potreban je visoko kvalifikovan operater. Osim toga, na niskim frekvencijama, zalutalo polje se manifestira na najjači način. Talina, koja je u takvoj peći ujedno i jezgro zavojnice, u određenoj mjeri prikuplja magnetsko polje blizu sebe, ali svejedno, da bi se postigla prihvatljiva efikasnost, bilo je potrebno cijelu peć okružiti snažnim feromagnetnim ekranom. .

Međutim, zbog svojih izvanrednih zasluga i jedinstvene kvalitete(vidi dolje) indukcijske peći sa loncem se široko koriste kako u industriji tako i od strane majstora. Stoga ćemo se detaljnije zadržati na tome kako to ispravno učiniti vlastitim rukama.

Malo teorije

Prilikom dizajniranja domaće "indukcije", morate čvrsto zapamtiti: minimalna potrošnja energije ne odgovara maksimalnoj efikasnosti, i obrnuto. Minimalna snaga peć će uzimati iz mreže kada radi na glavnoj rezonantnoj frekvenciji, poz. 1 na sl. U ovom slučaju, prazan/naboj (i na nižim, pre-rezonantnim frekvencijama) radi kao jedan kratkospojen kalem, a samo jedna konvektivna ćelija se opaža u talini.

U glavnom režimu rezonancije u peći od 2-3 kW može se istopiti do 0,5 kg čelika, ali će punjenju / gredici trebati do sat vremena ili više da se zagrije. Shodno tome, ukupna potrošnja električne energije iz mreže biće velika, a ukupna efikasnost niska. Na predrezonantnim frekvencijama - još niže.

Kao rezultat toga, indukcijske peći za topljenje metala najčešće rade na 2., 3. i drugim višim harmonicima (poz. 2 na slici) Povećava se snaga potrebna za zagrijavanje / topljenje; za istu funtu čelika na 2. bit će potrebno 7-8 kW, na 3. 10-12 kW. Ali zagrijavanje se događa vrlo brzo, u minutima ili dijelovima minuta. Stoga je efikasnost visoka: peć nema vremena da "jede" puno, jer se talina već može sipati.

Peći na harmonici imaju najvažniju, čak i jedinstvenu prednost: nekoliko konvektivnih ćelija se pojavljuje u talini, koja je trenutno i temeljito miješa. Stoga je moguće topljenje vršiti u tzv. brzo punjenje, čime se dobijaju legure koje je u osnovi nemoguće topiti u bilo kojoj drugoj peći za topljenje.

Ako se, međutim, frekvencija „podiže“ 5-6 ili više puta više od glavne, tada efikasnost donekle (blago) opada, ali se pojavljuje još jedno značajno svojstvo harmonijske indukcije: površinsko zagrijavanje zbog skin efekta, koji istiskuje EMF na površinu obratka, poz. 3 na sl. Za topljenje se ovaj način rada rijetko koristi, ali za zagrijavanje zaliha za površinsko karburiziranje i otvrdnjavanje, to je zgodna stvar. Moderna tehnologija bez takve metode termičke obrade bilo bi jednostavno nemoguće.

O levitaciji u induktoru

A sada napravimo trik: namotajte prva 1-3 okreta induktora, zatim savijte cijev/sabirnicu za 180 stepeni, a ostatak namota namotajte u suprotnom smjeru (Poz 4 na slici). Spojite ga na generator, ubaciti lončić u induktor u naboju, dati struju. Sačekajmo topljenje, izvadimo lončić. Talina u induktoru će se skupiti u kuglu, koja će ostati tamo sve dok ne isključimo generator. Onda će pasti.

Efekat elektromagnetne levitacije taline koristi se za prečišćavanje metala zonskim topljenjem, za dobijanje metalnih kuglica i mikrosfera visoke preciznosti, itd. Ali za ispravan rezultat, topljenje se mora obaviti u visokom vakuumu, tako da se ovdje levitacija u induktoru spominje samo informativno.

Zašto induktor kod kuće?

Kao što vidite, čak i indukcijska peć male snage za stambene instalacije i ograničenja potrošnje je prilično moćna. Zašto je vrijedno to učiniti?

Prvo, za pročišćavanje i odvajanje plemenitih, obojenih i rijetkih metala. Uzmimo, na primjer, stari sovjetski radio konektor sa pozlaćenim kontaktima; zlato/srebro za pozlaćivanje tada nije bilo pošteđeno. Stavljamo kontakte u uski visoki lončić, stavljamo ih u induktor, topimo na glavnoj rezonanciji (stručno govoreći, na nultom modu). Nakon topljenja, postupno smanjujemo frekvenciju i snagu, ostavljajući blanku da se stvrdne 15 minuta - pola sata.

Nakon hlađenja razbijamo lončić i šta vidimo? Mesingani stub sa jasno vidljivim zlatnim vrhom koji je potrebno samo odrezati. Bez žive, cijanida i drugih smrtonosnih reagensa. To se ne može postići zagrijavanjem taline izvana na bilo koji način, konvekcija u njoj neće funkcionirati.

Pa zlato je zlato, a sad crni gvožđe ne leži na putu. Ali ovdje će se uvijek naći potreba za ujednačenim, ili točno doziranim po površini / zapremini / temperaturi zagrijavanja metalnih dijelova za visokokvalitetno očvršćivanje od strane majstora ili individualnog poduzetnika. I tu će opet pomoći induktorska peć, a potrošnja električne energije bit će izvodljiva za porodični budžet: na kraju krajeva, glavni udio energije grijanja pada na latentnu toplinu fuzije metala. A promjenom snage, frekvencije i lokacije dijela u induktoru, možete zagrijati točno pravo mjesto točno onako kako treba, vidi sl. iznad.

Konačno, izradom posebno oblikovanog induktora (pogledajte sliku lijevo), možete osloboditi očvrsli dio na pravom mjestu, bez prekidanja karburizacije sa stvrdnjavanjem na krajevima/krajevima. Zatim, gdje je potrebno, savijamo, pljunemo, a ostatak ostaje čvrst, viskozan, elastičan. Na kraju ga možete ponovo zagrijati, gdje je pušten, i ponovo očvrsnuti.

Upalimo peć: šta treba da znate

Na njega djeluje elektromagnetno polje (EMF). ljudsko tijelo, barem da ga zagrije u cijelosti, kao meso u mikrotalasnoj. Stoga, kada radite s indukcijskom peći kao dizajner, predradnik ili operater, morate jasno razumjeti suštinu sljedećih koncepata:

PES je gustina energetskog toka elektromagnetnog polja. Određuje ukupni fiziološki efekat EMF-a na organizam, bez obzira na frekvenciju zračenja, jer. EMF PES istog intenziteta raste sa frekvencijom zračenja. By sanitarni standardi U različitim zemljama, dozvoljena vrijednost PES-a je od 1 do 30 mW po 1 m2. m površine tijela uz stalnu (preko 1 sat dnevno) izlaganje i tri do pet puta više uz jednokratno, do 20 minuta.

Bilješka: Sjedinjene Države se izdvajaju, imaju dozvoljeni PES od 1000 mW (!) po kvadratnom kilometru. m. tijelo. Zapravo, Amerikanci njegove vanjske manifestacije smatraju početkom fiziološkog utjecaja, kada se osoba već razboli, a dugoročne posljedice izlaganja EMF-u potpuno se zanemaruju.

PES sa udaljenosti od tačkastog izvora zračenja pada na kvadrat udaljenosti. Jednoslojni zaklon sa pocinkovanom ili finom pocinkovanom mrežom smanjuje PES za 30-50 puta. U blizini zavojnice duž njegove ose, PES će biti 2-3 puta veći nego sa strane.

Objasnimo na primjeru. Postoji induktor za 2 kW i 30 MHz sa efikasnošću od 75%. Stoga će iz njega izaći 0,5 kW ili 500 W. Na udaljenosti od 1 m od njega (površina kugle polumjera 1 m je 12,57 kvadratnih metara) po 1 kvadratu. m. imat će 500 / 12,57 \u003d 39,77 W, a oko 15 W po osobi, ovo je puno. Induktor se mora postaviti okomito, prije uključivanja peći, staviti na njega uzemljenu zaštitnu kapu, pratiti proces izdaleka i odmah nakon završetka peći isključiti. Na frekvenciji od 1 MHz, PES će pasti za faktor od 900, a zaštićeni induktor može raditi bez posebnih mjera opreza.

SHF - ultra-visoke frekvencije. U radio elektronici se mikrotalasi smatraju sa tzv. Q-opseg, ali prema fiziologiji mikrovalne pećnice počinje na oko 120 MHz. Razlog je električno indukcijsko zagrijavanje ćelijske plazme i rezonantni fenomeni u organskim molekulima. Mikrovalna pećnica ima specifično usmjeren biološki učinak s dugoročnim posljedicama. Dovoljno je dobiti 10-30 mW na pola sata da se potkopa zdravlje i/ili reproduktivni kapacitet. Individualna osjetljivost na mikrovalne pećnice je vrlo varijabilna; radeći s njim, morate redovno prolaziti poseban medicinski pregled.

Vrlo je teško zaustaviti mikrovalno zračenje, kako kažu profesionalci, ono „sifonira“ kroz najmanju pukotinu na ekranu ili pri najmanjem narušavanju kvaliteta tla. Efikasna borba sa mikrovalnim zračenjem opreme moguće je samo na nivou njegovog dizajna od strane visoko kvalificiranih stručnjaka.

Najvažniji dio indukcijske peći je njen grijaći kalem, induktor. Za domaće peći, induktor napravljen od gole bakrene cijevi promjera 10 mm ili gole bakrene sabirnice s poprečnim presjekom od najmanje 10 četvornih metara ići će na snagu do 3 kW. mm. Unutrašnji prečnik induktora je 80-150 mm, broj zavoja je 8-10. Zavoji se ne smiju dodirivati, razmak između njih je 5-7 mm. Takođe, nijedan deo induktora ne bi trebalo da dodiruje ekran; minimalni razmak je 50 mm. Stoga, da bi se kalemovi vodili do generatora, potrebno je predvidjeti prozor u ekranu koji ne ometa njegovo uklanjanje/instalaciju.

Induktori industrijskih peći se hlade vodom ili antifrizom, ali pri snazi ​​do 3 kW, gore opisani induktor ne zahtijeva prisilno hlađenje kada radi do 20-30 minuta. Međutim, u isto vrijeme, on sam postaje vrlo vruć, a kamenac na bakru naglo smanjuje efikasnost peći, sve do gubitka njene efikasnosti. Nemoguće je sami napraviti induktor hlađen tekućinom, pa ćete ga s vremena na vrijeme morati mijenjati. Prisilno hlađenje zraka se ne može koristiti: plastično ili metalno kućište ventilatora u blizini zavojnice će "privući" EMF na sebe, pregrijati se, a efikasnost peći će pasti.

Bilješka: za usporedbu, induktor za peć za topljenje za 150 kg čelika savijen je od bakrene cijevi vanjskog promjera 40 mm i unutrašnjeg promjera 30 mm. Broj zavoja je 7, prečnik zavojnice iznutra je 400 mm, visina je takođe 400 mm. Za njegovo nakupljanje u nultom režimu potrebno je 15-20 kW u prisustvu zatvorenog rashladnog kruga sa destilovanom vodom.

Generator

Drugi glavni dio peći je alternator. Ne vrijedi pokušavati napraviti indukcijsku peć bez poznavanja osnova radio elektronike barem na nivou srednjeg radio-amatera. Upravljajte - također, jer ako peć nije pod kompjuterskom kontrolom, možete je postaviti na način rada samo opipajući strujno kolo.

Prilikom odabira generatorskog kruga treba na svaki mogući način izbjegavati rješenja koja daju čvrst strujni spektar. Kao antiprimjer, predstavljamo prilično uobičajeno kolo bazirano na tiristorskom prekidaču, vidi sl. iznad. Proračun koji je dostupan stručnjaku prema oscilogramu koji mu je priložio autor pokazuje da PES na frekvencijama iznad 120 MHz iz induktora napajanog na ovaj način prelazi 1 W/kv. m na udaljenosti od 2,5 m od instalacije. Ubitačna jednostavnost, nećeš ništa reći.

Kao nostalgični kuriozitet, dajemo i dijagram drevnog generatora lampe, vidi sl. desno. Napravili su ih sovjetski radio-amateri još 50-ih godina, sl. desno. Podešavanje na režim - pomoću vazdušnog kondenzatora promenljivog kapaciteta C, sa razmakom između ploča od najmanje 3 mm. Radi samo na nultom režimu. Indikator podešavanja - neonska sijalica L. Karakteristika kola je veoma mekan, "cevast" spektar zračenja, tako da možete koristiti ovaj generator bez posebnih mera opreza. Ali - avaj! - za njega sada nećete pronaći lampe, a sa snagom u induktoru od oko 500 W, potrošnja energije iz mreže je veća od 2 kW.

Bilješka: frekvencija od 27,12 MHz prikazana na dijagramu nije optimalna, izabrana je iz razloga elektromagnetne kompatibilnosti. U SSSR-u je to bila besplatna („smeće“) frekvencija, za koju nije bila potrebna dozvola, sve dok uređaj nikome nije ometao. Općenito, C može obnoviti generator u prilično širokom rasponu.

Na sljedećoj sl. lijevo - najjednostavniji generator sa samouzbudom. L2 - induktor; L1 - zavojnica povratne informacije, 2 zavoja emajlirane žice promjera 1,2-1,5 mm; L3 - prazno ili punjenje. Vlastiti kapacitet induktora se koristi kao kapacitivnost petlje, tako da ovo kolo ne zahtijeva podešavanje, već automatski ulazi u nulti način rada. Spektar je mekan, ali ako je faziranje L1 neispravno, tranzistor trenutno pregori, jer. u aktivnom je modu od kratkog spoja do jednosmerna struja u kolu kolektora.

Također, tranzistor može jednostavno izgorjeti zbog promjene vanjske temperature ili samozagrijavanja kristala - nisu predviđene mjere za stabilizaciju njegovog načina rada. Općenito, ako negdje leži stari KT825 ili slično, onda možete započeti eksperimente s indukcijskim grijanjem iz ove sheme. Tranzistor mora biti instaliran na radijator površine najmanje 400 kvadratnih metara. vidjeti sa protokom zraka iz kompjutera ili sličnog ventilatora. Podešavanje kapaciteta u induktoru, do 0,3 kW - promjenom napona napajanja u rasponu od 6-24 V. Njegov izvor mora osigurati struju od najmanje 25 A. Rasipanje snage otpornika baznog djelitelja napona je na najmanje 5 W.

Sljedeća šema. pirinač. desno - multivibrator s induktivnim opterećenjem na moćnim tranzistorima s efektom polja (450 V Uk, najmanje 25 A Ik). Kroz korištenje kapacitivnosti u kolu oscilatorno kolo daje prilično mekan spektar, ali je van režima, stoga je pogodan za zagrijavanje dijelova do 1 kg za kaljenje / kaljenje. Glavni nedostatak kruga je visoka cijena komponenti, moćni terenski uređaji i brze (granična frekvencija od najmanje 200 kHz) visokonaponske diode u njihovim osnovnim krugovima. Bipolarni tranzistori snage u ovom krugu ne rade, pregrijavaju se i izgaraju. Radijator je ovdje isti kao u prethodnom slučaju, ali protok zraka više nije potreban.

Sljedeća shema već tvrdi da je univerzalna, sa snagom do 1 kW. Ovo je push-pull generator sa nezavisnom pobudom i premoštenom induktorom. Omogućava rad na režimu 2-3 ili u načinu površinskog grijanja; podesiva frekvencija varijabilni otpornik R2, a frekvencijski opsezi se prebacuju kondenzatorima C1 i C2, od 10 kHz do 10 MHz. Za prvi opseg (10-30 kHz), kapacitivnost kondenzatora C4-C7 treba povećati na 6,8 uF.

Transformator između kaskada je na feritnom prstenu sa površinom poprečnog presjeka ​​magnetskog kola od 2 sq. vidi Namotaji - od emajlirane žice 0,8-1,2 mm. Tranzistorski hladnjak - 400 sq. vidi za četiri sa protokom vazduha. Struja u induktoru je skoro sinusoidna, tako da je spektar zračenja mekan i nisu potrebne dodatne mjere zaštite na svim radnim frekvencijama, pod uslovom da radi do 30 minuta dnevno nakon 2 dana 3.

Video: domaći indukcijski grijač na poslu

Indukcijski kotlovi

Indukcijski kotlovi će nesumnjivo zamijeniti kotlove grijaćim elementima gdje god je struja jeftinija od drugih vrsta goriva. Ali njihov neosporne zasluge iznjedrili su i mnoštvo domaćih proizvoda, od kojih se specijalist ponekad doslovno stane na kraj.

Recimo ovaj dizajn: induktor okružuje propilensku cijev sa tekućom vodom, a napaja je RF inverter za zavarivanje 15-25 A. Opcija - šuplja krofna (torus) je napravljena od plastike otporne na toplinu, voda se propušta kroz cijevi kroz njega, i omotane za grijanje sabirnice, formirajući namotan induktor.

EMF će prenijeti svoju energiju u bunar za vodu; ima dobru električnu provodljivost i anomalno visoku (80) dielektričnu konstantu. Sjetite se kako se kapljice vlage preostale na posuđu pucaju u mikrovalnoj pećnici.

Ali, prvo, za potpuno grijanje stana ili zimi potrebno je najmanje 20 kW topline, uz pažljivu izolaciju izvana. 25 A na 220 V daje samo 5,5 kW (a koliko košta ta struja po našim tarifama?) pri 100% efikasnosti. Dobro, recimo da smo u Finskoj, gdje je struja jeftinija od plina. Ali granica potrošnje za stanovanje je i dalje 10 kW, a morate platiti za poprsje po povećanoj stopi. A ožičenje stana neće izdržati 20 kW, potrebno je izvući zaseban napajač iz trafostanice. Koliko bi koštao takav posao? Ako su električari još daleko od nadjačavanja okruga i oni će to dozvoliti.

Zatim, sam izmjenjivač topline. To mora biti ili masivan metal, tada će raditi samo indukcijsko zagrijavanje metala, ili napravljeno od plastike s malim dielektričnim gubicima (propilen, inače, nije jedan od njih, prikladan je samo skupi fluoroplast), tada će voda direktno apsorbuju EMF energiju. Ali u svakom slučaju, ispada da induktor zagrijava cijeli volumen izmjenjivača topline, a samo njegova unutrašnja površina daje toplinu vodi.

Kao rezultat toga, po cenu velikog posla sa rizikom po zdravlje, dobijamo kotao sa efikasnošću pećinskog požara.

Industrijski indukcijski kotao za grijanje uređen je na potpuno drugačiji način: jednostavan, ali nije izvediv kod kuće, vidi sl. desno:

• Masivni bakreni induktor spojen je direktno na mrežu.
• Njegov EMF se također zagrijava masivnim metalnim labirintnim izmjenjivačem topline napravljenim od feromagnetnog metala.
• Labirint istovremeno izoluje induktor od vode.

Takav kotao košta nekoliko puta više od konvencionalnog s grijaćim elementom i pogodan je za ugradnju samo na plastične cijevi, ali zauzvrat daje puno prednosti:

1. Nikada ne izgara - u njemu nema vruće električne zavojnice.
2. Masivni labirint pouzdano štiti induktor: PES u neposrednoj blizini indukcijskog kotla od 30 kW je nula.
3. Efikasnost - više od 99,5%
4. Apsolutno je siguran: vlastita vremenska konstanta zavojnice s velikom induktivnošću je više od 0,5 s, što je 10-30 puta duže od vremena isključenja RCD-a ili stroja. Ubrzava se i "trzanjem" od tranzijenta tokom sloma induktivnosti na kućištu.
5. Sam kvar zbog "hrastovine" strukture je krajnje malo vjerojatan.
6. Ne zahtijeva zasebno uzemljenje.
7. Indiferentan prema udaru groma; ona ne može spaliti masivni kalem.
8. Velika površina lavirinta osigurava efikasnu razmjenu topline sa minimalnim temperaturnim gradijentom, što gotovo eliminira stvaranje kamenca.
9. Velika izdržljivost i jednostavnost upotrebe: indukcioni kotao, zajedno sa hidromagnetnim sistemom (HMS) i filterom rezervoara, radi bez održavanja najmanje 30 godina.

O domaćim kotlovima za toplu vodu

Ovdje na sl. prikazan je dijagram indukcijskog grijača male snage za sisteme tople vode sa spremnikom. U osnovi, bilo koji energetski transformator za 0,5-1,5 kW sa primarni namotaj na 220 V. Dvostruki transformatori sa starih cijevnih televizora u boji - "lijesovi" na magnetnom jezgru sa dva šipka tipa PL su vrlo prikladni.

Sekundarni namotaj se uklanja iz takvog, primarni se premotava na jednu šipku, povećavajući broj njegovih zavoja da radi u režimu bliskom kratkom spoju (kratkom spoju) u sekundaru. Sam sekundarni namotaj je voda u koljenu u obliku slova U iz cijevi koja pokriva drugu šipku. plastična cijev ili metal - na industrijskoj frekvenciji nije bitno, ali metal mora biti izolovan od ostatka sistema sa dielektričnim umetcima, kao što je prikazano na slici, tako da se sekundarna struja zatvara samo kroz vodu.

U svakom slučaju, takav bojler je opasan: moguće curenje je u blizini namotaja pod mrežnim naponom. Ako preuzmemo takav rizik, tada je u magnetskom krugu potrebno izbušiti rupu za vijak za uzemljenje, a prije svega čvrsto, u zemlju, uzemljiti transformator i rezervoar čeličnom sabirnicom od najmanje 1,5 četvornih metara . vidi (ne kvadratni mm!).

Zatim se transformator (treba da se nalazi direktno ispod rezervoara), sa dvostruko izoliranom mrežnom žicom spojenom na njega, uzemljenom elektrodom i zavojnicom za grijanje vode, sipa u jednu "lutku" sa silikonskim zaptivačem, poput motora pumpe filter za akvarijum. Konačno, vrlo je poželjno povezati cijelu jedinicu na mrežu putem brzog elektroničkog RCD-a.

Video: "indukcijski" kotao na bazi pločica za domaćinstvo

Induktor u kuhinji

Indukcijske ploče za kuhanje za kuhinju postale su poznate, vidi sl. Prema principu rada, ovo je ista indukcijska peć, samo dno bilo koje metalne posude za kuhanje djeluje kao kratkospojni sekundarni namotaj, vidi sl. desno, a ne samo od feromagnetnog materijala, kako često pišu ljudi koji ne znaju. Samo što aluminijumski pribor nestaje; doktori su dokazali da je slobodni aluminijum kancerogen, a bakar i kalaj su dugo bili van upotrebe zbog toksičnosti.

Indukcijski štednjaci za domaćinstvo su proizvod visoke tehnologije, iako se ideja o njegovom nastanku rodila u isto vrijeme kada i indukcijske peći za topljenje. Prvo, da bi se induktor izolovao od kuhanja, bio je potreban jak, otporan, higijenski i EMF-free dielektrik. Odgovarajući staklokeramički kompoziti su relativno novi u industriji, a gornja ploča štednjaka čini značajan dio njegove cijene.

Tada su sve posude za kuhanje različite, a njihov sadržaj ih mijenja. električni parametri, a načini kuhanja su također različiti. Ovdje pažljivo uvijanje ručki na željeni način i stručnjak neće učiniti, potreban vam je mikrokontroler visokih performansi. Konačno, struja u induktoru mora biti, prema sanitarnim zahtjevima, čista sinusoida, a njena veličina i frekvencija moraju varirati na složen način u zavisnosti od stepena spremnosti posude. Odnosno, generator mora biti sa digitalnom izlaznom generisanjem struje, koju kontroliše isti mikrokontroler.

Nema smisla sami napraviti kuhinjski indukcijski štednjak: samo za elektronske komponente po maloprodajnim cijenama bit će potrebno više novca nego za gotov. dobre pločice. I dalje je teško upravljati ovim uređajima: ko ima, zna koliko ima dugmadi ili senzora sa natpisima: "Gori", "Pečenje" itd. Autor ovog članka vidio je pločicu na kojoj su riječi “Navy Borscht” i “Pretanière Soup” posebno navedene.

Međutim, indukcijski štednjaci imaju puno prednosti u odnosu na druge:

• Gotovo nula, za razliku od mikrovalnih, PES-a, čak i sami sjedite na ovoj pločici.
• Mogućnost programiranja za pripremu najsloženijih jela.
• Topljenje čokolade, topljenje riblje i ptičje masti, pravljenje karamela bez i najmanjeg znaka gorenja.
• Visoka ekonomska efikasnost kao rezultat brzog zagrevanja i skoro potpune koncentracije toplote u posuđu.

Do posljednje točke: pogledajte sl. desno su grafikoni za zagrijavanje kuhanja na indukcijskom štednjaku i plinskom gorioniku. Oni koji su upoznati sa integracijom odmah će shvatiti da je induktor 15-20% ekonomičniji i ne može se porediti sa "palačinkom" od livenog gvožđa. Trošak novca za energiju pri kuhanju većine jela za indukcijski štednjak je uporediv s plinskim štednjakom, a još manje za dinstanje i kuhanje gustih supa. Induktor je još uvijek lošiji od plina samo za vrijeme pečenja, kada je potrebno ravnomjerno zagrijavanje sa svih strana.

Topljenje metala indukcijom ima široku primenu u raznim industrijama: metalurgiji, mašinstvu, nakitu. Jednostavna indukcijska peć za topljenje metala kod kuće može se sastaviti vlastitim rukama.

Do zagrijavanja i topljenja metala u indukcijskim pećima dolazi zbog unutrašnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnoj rešetki metala kada kroz njih prolaze visokofrekventne vrtložne struje. Ovaj proces se zasniva na fenomenu rezonancije, u kojoj vrtložne struje imaju maksimalnu vrijednost.

Da bi se izazvalo strujanje vrtložnih struja kroz rastopljeni metal, on se postavlja u zonu djelovanja elektromagnetnog polja induktora - zavojnice. Može biti u obliku spirale, osmice ili trolista. Oblik induktora ovisi o veličini i obliku zagrijanog obratka.

Zavojnica induktora je povezana na izvor izmjenične struje. U industrijskim pećima za topljenje koriste se struje industrijske frekvencije od 50 Hz, a za topljenje malih količina metala u nakitu koriste se visokofrekventni generatori, jer su efikasniji.

Vrste

Vrtložne struje su zatvorene duž ograničenog kola magnetsko polje induktor. Zbog toga je moguće zagrijavanje provodnih elemenata kako unutar zavojnice tako i sa njene vanjske strane.

Dakle, indukcijske peći su dvije vrste:
• kanal, u kojem su kanali koji se nalaze oko induktora posuda za topljenje metala, a jezgro se nalazi unutar njega;
• lonac, oni koriste poseban spremnik - lončić od materijala otpornog na toplinu, koji se obično može ukloniti.

kanalska peć previše sveobuhvatan i dizajniran za industrijske količine topljenja metala. Koristi se za topljenje livenog gvožđa, aluminijuma i drugih obojenih metala.
lončasta peć prilično kompaktan, koriste ga zlatari, radio-amateri, takva pećnica se može sastaviti vlastitim rukama i koristiti kod kuće.

Uređaj

Domaća peć za topljenje metala ima prilično jednostavan dizajn i sastoji se od tri glavna bloka smještena u zajedničko tijelo:
• visokofrekventni alternator;
• induktor - spiralni namotaj od bakarne žice ili cijevi uradi sam;
• crucible.

Lončić je postavljen u induktor, krajevi namota su spojeni na izvor struje. Kada struja teče kroz namotaj, oko njega nastaje elektromagnetno polje s promjenjivim vektorom. U magnetskom polju nastaju vrtložne struje, usmjerene okomito na njegov vektor i prolaze kroz zatvorenu petlju unutar namota. Oni prolaze kroz metal postavljen u lončić, dok ga zagrijavaju do tačke topljenja.

Prednosti indukcijske peći:

• brzo i ravnomerno zagrevanje metala odmah nakon uključivanja instalacije;
• usmjerenost grijanja - grije se samo metal, a ne cijela instalacija;
• visoka stopa topljenja i homogenost taline;
• nema isparavanja legirajućih komponenti metala;
• instalacija je ekološki prihvatljiva i sigurna.

Inverter za zavarivanje može se koristiti kao generator indukcijske peći za topljenje metala. Također možete vlastitim rukama sastaviti generator prema dijagramima u nastavku.

Peć za topljenje metala na inverteru za zavarivanje

Ovaj dizajn je jednostavan i siguran jer su svi pretvarači opremljeni internom zaštitom od preopterećenja. Cijela montaža peći u ovom slučaju svodi se na izradu induktora vlastitim rukama.

Obično se izvodi u obliku spirale od bakrene cijevi tankog zida promjera 8-10 mm. Savija se prema predlošku željenog promjera, postavljajući zavoje na udaljenosti od 5-8 mm. Broj zavoja je od 7 do 12, ovisno o promjeru i karakteristikama pretvarača. Ukupni otpor induktora mora biti takav da ne izazove prekomjernu struju u pretvaraču, inače će se isključiti unutarnjom zaštitom.

Induktor se može montirati u kućište od grafita ili tekstolita, a unutra se može ugraditi lončić. Možete jednostavno staviti induktor na površinu otpornu na toplinu. Kućište ne smije provoditi struju, inače će strujni krug proći kroz njega i snaga instalacije će biti smanjena. Iz istog razloga se ne preporučuje postavljanje stranih predmeta u zonu topljenja.

Kada radite od inverter za zavarivanje njegovo tijelo mora biti uzemljeno! Utičnica i ožičenje moraju biti ocijenjeni za struju koju povlači pretvarač.

Sustav grijanja privatne kuće temelji se na radu peći ili kotla, čiji visoke performanse i dugi neprekidni vijek trajanja zavise kako od marke i ugradnje samih uređaja za grijanje, tako i od ispravna instalacija dimnjak.
naći ćete preporuke za odabir kotla na čvrsto gorivo, a u nastavku ćete se upoznati sa vrstama i pravilima:

Tranzistorska indukcijska peć: strujni krug

Postoji mnogo različitih načina da sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama. Prilično jednostavna i dokazana shema peći za taljenje metala prikazana je na slici:

Da biste montirali instalaciju vlastitim rukama, trebat će vam sljedeći dijelovi i materijali:
• dva tranzistora sa efektom polja tipa IRFZ44V;
• dvije diode UF4007 (možete koristiti i UF4001);
• otpornik 470 Ohm, 1 W (možete uzeti dva serijski spojena po 0,5 W);
• filmski kondenzatori za 250 V: 3 komada kapaciteta 1 mikrofarada; 4 komada - 220 nF; 1 komad - 470 nF; 1 komad - 330 nF;
• bakrena žica za namotaje u emajl izolaciji Ø1,2 mm;
• bakrena žica za namotaje u emajl izolaciji Ø2 mm;
• dva prstena od prigušnica uzetih iz kompjuterskog napajanja.

Redoslijed sklapanja uradi sam:

• Tranzistori sa efektom polja postavljeni su na radijatore. Budući da se strujni krug jako zagrije tokom rada, radijator mora biti dovoljno velik. Možete ih ugraditi i na jedan radijator, ali tada trebate izolirati tranzistore od metala pomoću brtvi i podložaka od gume i plastike. Pinout tranzistora sa efektom polja prikazan je na slici.

• Potrebno je napraviti dva čoka. Za njihovu proizvodnju bakrene žice sa prečnikom od 1,2 mm namotani su na prstenove uklonjene iz napajanja bilo kog računara. Ovi prstenovi su napravljeni od feromagnetnog gvožđa u prahu. Treba ih namotati od 7 do 15 zavoja žice, pokušavajući održati udaljenost između zavoja.

• Gore navedeni kondenzatori sastavljeni su u bateriju ukupnog kapaciteta 4,7 mikrofarada. Spajanje kondenzatora - paralelno.

• Namotaj induktora je izrađen od bakarne žice prečnika 2 mm. 7-8 zavoja namotaja se namotaju na cilindrični predmet prikladan za prečnik lončića, ostavljajući dovoljno duge krajeve da se spoje na kolo.
• Spojite elemente na ploči u skladu sa dijagramom. Kao izvor napajanja koristi se baterija od 12 V, 7,2 A/h. Struja koja se troši u radu je oko 10 A, kapacitet baterije u ovom slučaju je dovoljan za oko 40 minuta. Ako je potrebno, tijelo peći je izrađeno od materijala otpornog na toplinu, na primjer, tekstolita. Snaga uređaja se može mijenjati promjenom broja zavoja namotaja induktora i njihovog prečnika.

Tokom dužeg rada, grijaći elementi se mogu pregrijati! Možete koristiti ventilator da ih ohladite.

Indukcijski grijač za topljenje metala: video

Indukcijska pećnica sa lampom

Snažnija indukcijska peć za topljenje metala može se sastaviti ručno na vakuum cijevi. Dijagram uređaja je prikazan na slici.

Za generiranje visokofrekventne struje koriste se 4 paralelno spojene žarulje. Kao induktor koristi se bakrena cijev prečnika 10 mm. Jedinica je opremljena trimer kondenzatorom za podešavanje snage. Izlazna frekvencija je 27,12 MHz.

Za sastavljanje kola vam je potrebno:

• 4 vakuumske cijevi - tetrode, možete koristiti 6L6, 6P3 ili G807;
• 4 prigušnice za 100 ... 1000 μH;
• 4 kondenzatora na 0,01 uF;
• neonska indikatorska lampa;
• tuning kondenzator.

Sastavljanje uređaja vlastitim rukama:

1. Induktor je napravljen od bakrene cijevi, savijajući je u obliku spirale. Promjer zavoja je 8-15 cm, razmak između zavoja je najmanje 5 mm. Krajevi su kalajisani za lemljenje na strujno kolo. Prečnik induktora mora biti 10 mm veći od prečnika lončića postavljenog unutra.
2. Postavite induktor u kućište. Može biti izrađen od neprovodnog materijala otpornog na toplinu ili od metala, koji pruža toplinsku i električnu izolaciju od elemenata kola.
3. Kaskade svjetiljki sastavljaju se prema shemi s kondenzatorima i prigušnicama. Kaskade su povezane paralelno.
4. Spojite neonsku indikatorsku lampu - ona će signalizirati spremnost kruga za rad. Lampa se dovodi do instalacijskog kućišta.
5. Kondenzator za podešavanje promjenjive kapacitivnosti uključen je u krug, njegova ručka je također prikazana na kućištu.

Za sve ljubitelje hladno dimljenih delicija predlažemo da naučite kako brzo i jednostavno napraviti pušnicu vlastitim rukama, te se upoznati sa foto i video uputama za izradu generatora hladnog dimljenog dima.

Hlađenje kruga

Industrijske topionice opremljene su sistemom prisilnog hlađenja pomoću vode ili antifriza. Vodeno hlađenje kod kuće zahtijevat će dodatne troškove, usporedive po cijeni s troškovima samog postrojenja za topljenje metala.

Zračno hlađenje pomoću ventilatora je moguće pod uslovom da je ventilator dovoljno udaljen. Inače će metalni namotaj i drugi elementi ventilatora poslužiti kao dodatni krug za zatvaranje vrtložnih struja, što će smanjiti efikasnost instalacije.

Elementi elektronskih kola i krugova lampe također se mogu aktivno zagrijavati. Za njihovo hlađenje predviđeni su radijatori koji odvode toplotu.

Mjere zaštite na radu

• Glavna opasnost tokom rada je opasnost od opekotina od zagrijanih elemenata instalacije i rastopljenog metala.
• Krug lampe uključuje elemente sa visokog napona, tako da se mora staviti u zatvorenu kutiju, eliminirajući slučajni kontakt sa elementima.
• Elektromagnetno polje može uticati na objekte koji se nalaze izvan kućišta uređaja. Stoga je prije rada bolje obući odjeću bez metalnih elemenata, ukloniti složene uređaje iz područja pokrivenosti: telefone, digitalne fotoaparate.

Ne preporučuje se korištenje uređaja osobama sa ugrađenim pejsmejkerima!

Domaća peć za topljenje metala također se može koristiti za brzo zagrijavanje metalnih elemenata, na primjer, kada su kalajisani ili oblikovani. Karakteristike prikazanih instalacija se mogu prilagoditi konkretan zadatak, mijenjanje parametara induktora i izlaznog signala generirajući setovi- tako da možete postići njihovu maksimalnu efikasnost.

Indukcijska peć se često koristi u oblasti metalurgije, pa je ovaj koncept dobro poznat ljudima koji su manje-više povezani s procesom topljenja raznih metala. Uređaj vam omogućava da električnu energiju generiranu magnetskim poljem pretvorite u toplinu.

Takvi se uređaji prodaju u trgovinama po prilično visokoj cijeni, ali ako imate minimalne vještine korištenja lemilice i možete čitati elektroničke sklopove, onda možete pokušati napraviti indukcijsku peć vlastitim rukama.

Domaći uređaj vjerojatno neće biti prikladan za složene zadatke, ali će se nositi s osnovnim funkcijama. Uređaj možete sastaviti na osnovu radnog invertora za zavarivanje od tranzistora ili na lampama. Najproduktivniji u ovom slučaju je uređaj na lampama zbog visoke efikasnosti.

Princip rada indukcijske peći

Zagrijavanje metala smještenog unutar uređaja nastaje prelaskom elektromagnetnih impulsa u toplinsku energiju. Elektromagnetne impulse proizvodi zavojnica sa zavojima bakrene žice ili cijevi.

Shema indukcijske peći i sheme grijanja

Kada je uređaj povezan, električna struja počinje da prolazi kroz zavojnicu, a oko njega se pojavljuje električno polje mijenjanje smjera tokom vremena. Po prvi put je izvedbu takve instalacije opisao James Maxwell.

Predmet koji se grije mora biti smješten unutar zavojnice ili blizu nje. Ciljni objekt će biti probijen fluksom magnetske indukcije, a unutra će se pojaviti magnetsko polje tipa vrtloga. Tako će se induktivna energija pretvoriti u toplinu.

Sorte

Peći na indukcijskoj zavojnici obično se dijele na dvije vrste ovisno o vrsti konstrukcije:

• kanal;
• Crucible.

U prvim uređajima metal koji se topi je ispred indukcijski kalem, a u pećima drugog tipa se postavlja unutar njega.

Pećnicu možete sastaviti slijedeći korake u nastavku:

1. Bakrenu cijev savijamo u obliku spirale. Ukupno je potrebno napraviti oko 15 okreta, razmak između kojih bi trebao biti najmanje 5 mm. Unutar spirale treba slobodno postaviti lončić u kojem će se odvijati proces topljenja;
2. Izrađujemo pouzdano kućište za uređaj, koji ne bi trebao provoditi električnu struju, a mora izdržati visoke temperature zraka;
3. Prigušnice i kondenzatori su sastavljeni prema gore navedenoj shemi;
4. Na krug je spojena neonska lampa koja će signalizirati da je uređaj spreman za rad;
5. Kondenzator je također zalemljen za podešavanje kapacitivnosti.

Upotreba grijanja

Indukcijske peći ovog tipa mogu se koristiti i za grijanje prostora. Najčešće se koriste zajedno s kotlom, koji dodatno proizvodi grijanje. hladnom vodom. Zapravo, dizajni se koriste izuzetno rijetko zbog činjenice da je, kao rezultat gubitaka elektromagnetne energije, efikasnost uređaja minimalna.

Drugi nedostatak se zasniva na potrošnji velike količine električne energije od strane uređaja tokom rada, jer je uređaj klasifikovan kao ekonomski neisplativ.

Hlađenje sistema

Uređaj koji se samostalno sklapa mora biti opremljen rashladnim sistemom, jer će tokom rada sve komponente biti pod utjecajem visoke temperature, struktura se može pregrijati i slomiti. Pećnice kupljene u prodavnici se hlade vodom ili antifrizom.

Prilikom odabira hladnjaka za dom, prednost se daje opcijama koje su s ekonomskog gledišta najpovoljnije za implementaciju.

Za kućne pećnice možete pokušati koristiti konvencionalni ventilator sa oštricama. Obratite pažnju da uređaj ne treba da bude preblizu rerni, jer metalni delovi ventilatora negativno utiču na performanse uređaja, a takođe mogu da otvore vrtložne tokove i umanje performanse celog sistema.

Mjere opreza za korištenje uređaja

Prilikom rada sa uređajem morate se pridržavati sljedećih pravila:

• Neki elementi instalacije, kao i metal koji se topi, izloženi su jakoj toplini, zbog čega postoji opasnost od opekotina;
• Kada koristite pećnicu sa lampom, obavezno je stavite u zatvorenu kutiju, inače postoji velika vjerovatnoća strujnog udara;
• Prije rada s uređajem uklonite sve metalne elemente i složene elektronske uređaje iz radnog područja uređaja. Uređaj ne bi trebalo da koriste osobe koje imaju ugrađen pejsmejker.

Indukcijska peć za topljenje metala može se koristiti za kalajisanje i oblikovanje metalnih dijelova.

Domaću instalaciju je lako prilagoditi za rad u specifičnim uvjetima promjenom nekih postavki. Ako slijedite naznačene sheme prilikom sastavljanja konstrukcije, kao i pridržavate se osnovnih sigurnosnih pravila, domaći uređaj praktički neće biti inferioran u odnosu na pohranu kućanskih aparata.

Kućna indukcijska peć se nosi s topljenjem relativno malih dijelova metala. Međutim, takvom ognjištu nije potreban dimnjak ili mijeh koji pumpa zrak u zonu topljenja. A na nju se može postaviti cijela konstrukcija takve peći stol. Stoga je grijanje električnom indukcijom najbolji način za topljenje metala kod kuće. I u ovom članku ćemo razmotriti dizajn i sheme montaže takvih peći.

Kako radi indukcijska peć - generator, induktor i lončić

U fabričkim radionicama možete pronaći kanalske indukcijske peći za topljenje obojenih i crnih metala. Ove instalacije imaju vrlo veliku snagu, koju postavlja unutrašnji magnetni krug, čime se povećava gustina elektromagnetnog polja i temperatura u lončiću peći.

Međutim, strukture kanala troše velike dijelove energije i zauzimaju puno prostora, stoga se kod kuće i u malim radionicama koristi instalacija bez magnetskog kruga - lončasta peć za taljenje obojenog / željeznog metala. Takav dizajn se može sastaviti čak i vlastitim rukama, jer se instalacija lonca sastoji od tri glavne jedinice:

• Generator koji proizvodi naizmjeničnu struju visokih frekvencija, koje su neophodne za povećanje gustine elektromagnetnog polja u lončiću. Štoviše, ako se promjer lončića može usporediti s dugovalnom frekvencijom naizmjenične struje, tada će takav dizajn omogućiti transformaciju u toplotnu energiju do 75 posto električne energije koju troši instalacija.
• Induktor je bakrena spirala stvorena na osnovu preciznog proračuna ne samo promjera i broja zavoja, već i geometrije žice koja se koristi u ovom procesu. Kolo induktora mora biti podešeno da dobije snagu kao rezultat rezonancije s generatorom, odnosno frekvencijom struje napajanja.
• Lončić je vatrostalna posuda, u kojoj se odvija sav rad topljenja, nastao zbog pojave vrtložnih struja u metalnoj strukturi. U ovom slučaju, promjer lončića i druge dimenzije ovog spremnika određuju se striktno prema karakteristikama generatora i induktora.

Svaki radio-amater može sastaviti takvu pećnicu. Da bi to uradio, treba da pronađe ispravna šema i zalihe materijala i dijelova. Spisak svega ovoga možete pronaći u nastavku.

Od čega se sastavljaju peći - odabiremo materijale i dijelove

Dizajn domaće peći za lončiće temelji se na najjednostavnijem laboratorijskom pretvaraču Kukhtetsky. Shema ove instalacije na tranzistorima je sljedeća:

Na osnovu ovog dijagrama, moći ćete sastaviti indukcijsku peć koristeći sljedeće komponente:

• dva tranzistora - poželjno tip polja i marka IRFZ44V;
• bakrena žica prečnika 2 mm;
• dvije diode marke UF4001, još bolje - UF4007;
• dva prstena za gas - mogu se ukloniti sa starog napajanja sa radne površine;
• tri kondenzatora kapaciteta od 1 mikrofarada svaki;
• četiri kondenzatora kapaciteta 220nF svaki;
• jedan kondenzator kapaciteta 470 nF;
• jedan kondenzator kapaciteta 330 nF;
• jedan otpornik od 1 vati (ili 2 otpornika od 0,5 vati svaki), dizajniran za otpor od 470 oma;
• bakrena žica prečnika 1,2 mm.

Osim toga, trebat će vam nekoliko radijatora - mogu se ukloniti iz starog matične ploče ili CPU hladnjake, i akumulatorska baterija sa kapacitetom od najmanje 7200 mAh iz starog izvora neprekidno napajanje na 12 V. Pa, u ovom slučaju, posuda za lončić zapravo nije potrebna - metalna šipka će se istopiti u peći, koju može držati hladni kraj.

Korak po korak upute za montažu - jednostavne operacije

Odštampajte i okačite crtež Kukhtetskyjevog laboratorijskog pretvarača preko radne površine. Nakon toga rasporedite sve radio komponente po klasama i markama i zagrijte lemilo. Pričvrstite dva tranzistora na hladnjake. A ako radite sa pećnicom duže od 10-15 minuta zaredom, popravite hladnjake sa računara na radijatore tako što ćete ih priključiti na ispravan izvor napajanja. Pinout dijagram za tranzistore iz serije IRFZ44V je sljedeći:

Uzmite bakrenu žicu od 1,2 mm i namotajte je oko feritnih prstenova, čineći 9-10 zavoja. Kao rezultat toga, dobit ćete gušenje. Udaljenost između zavoja određena je prečnikom prstena, na osnovu ujednačenosti koraka. U principu, sve se može učiniti "na oko", mijenjajući broj okreta u rasponu od 7 do 15 okreta. Sastavite bateriju kondenzatora tako što ćete sve dijelove spojiti paralelno. Kao rezultat, trebali biste dobiti bateriju od 4,7 mikrofarada.

Sada napravite induktor od bakarne žice od 2 mm. Promjer zavoja u ovom slučaju može biti jednak promjeru porculanskog lončića ili 8-10 centimetara. Broj okreta ne bi trebao biti veći od 7-8 komada. Ako vam se tokom procesa testiranja snaga peći čini nedovoljnom, ponovite dizajn induktora promjenom promjera i broja zavoja. Stoga je u prvom paru bolje da kontakti induktora nisu zalemljeni, već odvojivi. Zatim sastavite sve elemente na PCB ploču, na osnovu crteža Kukhtetskyjevog laboratorijskog pretvarača. I spojite bateriju od 7200 mAh na kontakte za napajanje. To je sve.