Chauffe-boulon à induction à faire soi-même. Chauffage à induction bricolage

Le chauffage par induction est une méthode de chauffage sans contact par des courants haute fréquence (eng. RFH - chauffage par radiofréquence, chauffage par ondes radiofréquence) de matériaux électriquement conducteurs.

Description de la méthode.

Le chauffage par induction est le chauffage de matériaux par des courants électriques induits par un champ magnétique alternatif. Il s'agit donc du chauffage de produits en matériaux conducteurs (conducteurs) par le champ magnétique d'inducteurs (sources d'un champ magnétique alternatif). Le chauffage par induction est effectué comme suit. Une pièce électriquement conductrice (métal, graphite) est placée dans ce que l'on appelle l'inducteur, qui est un ou plusieurs tours de fil (le plus souvent en cuivre). Des courants puissants de différentes fréquences (de quelques dizaines de Hz à plusieurs MHz) sont induits dans l'inducteur à l'aide d'un générateur spécial, à la suite de quoi un champ électromagnétique apparaît autour de l'inducteur. Le champ électromagnétique induit des courants de Foucault dans la pièce. Les courants de Foucault chauffent la pièce sous l'action de la chaleur Joule (voir la loi Joule-Lenz).

Le système inductance-vide est un transformateur sans noyau dans lequel l'inductance est l'enroulement primaire. La pièce est un enroulement secondaire court-circuité. Le flux magnétique entre les enroulements se ferme dans l'air.

À haute fréquence, les courants de Foucault sont déplacés par le champ magnétique formé par eux dans de fines couches superficielles de la pièce Δ (effet de surface), à la suite de quoi leur densité augmente fortement et la pièce est chauffée. Les couches sous-jacentes du métal sont chauffées en raison de la conductivité thermique. Ce n'est pas le courant qui est important, mais la haute densité de courant. Dans la couche de peau Δ, la densité de courant diminue d'un facteur e par rapport à la densité de courant à la surface de la pièce, tandis que 86,4 % de la chaleur est libérée dans la couche de peau (du dégagement de chaleur total. La profondeur de la couche de peau dépend de la fréquence de rayonnement : plus la fréquence est élevée, plus la couche de peau est fine Elle dépend également de la perméabilité magnétique relative μ du matériau de la pièce.

Pour le fer, le cobalt, le nickel et les alliages magnétiques à des températures inférieures au point de Curie, μ a une valeur de plusieurs centaines à des dizaines de milliers. Pour les autres matériaux (fonds fondus, métaux non ferreux, eutectiques liquides à bas point de fusion, graphite, électrolytes, céramiques conductrices d'électricité, etc.), μ est approximativement égal à un.

Par exemple, à une fréquence de 2 MHz, la profondeur de peau pour le cuivre est d'environ 0,25 mm, pour le fer ≈ 0,001 mm.

L'inducteur devient très chaud pendant le fonctionnement, car il absorbe son propre rayonnement. De plus, il absorbe le rayonnement thermique d'une pièce chaude. Ils fabriquent des inducteurs à partir de tubes de cuivre refroidis par de l'eau. L'eau est fournie par aspiration - cela garantit la sécurité en cas de brûlure ou autre dépressurisation de l'inducteur.

Application:
Fusion, brasage et soudage de métaux ultra-propres sans contact.
Obtention de prototypes d'alliages.
Pliage et traitement thermique de pièces de machines.
Commerce de bijoux.
Usinage de petites pièces qui peuvent être endommagées par la flamme ou le chauffage à l'arc.
Durcissement superficiel.
Trempe et traitement thermique de pièces de forme complexe.
Désinfection des instruments médicaux.

Avantages.

Chauffage ou fusion à grande vitesse de tout matériau électriquement conducteur.

Le chauffage est possible sous atmosphère de gaz protecteur, en milieu oxydant (ou réducteur), dans un liquide non conducteur, sous vide.

Chauffage à travers les parois d'une chambre de protection en verre, ciment, plastique, bois - ces matériaux absorbent très faiblement le rayonnement électromagnétique et restent froids pendant le fonctionnement de l'installation. Seuls les matériaux électriquement conducteurs sont chauffés - métal (y compris fondu), carbone, céramique conductrice, électrolytes, métaux liquides, etc.

En raison des forces MHD émergentes, le métal liquide est intensément mélangé, jusqu'à le maintenir en suspension dans l'air ou dans un gaz protecteur - c'est ainsi que l'on obtient des alliages ultra-purs en petites quantités (fusion par lévitation, fusion dans un creuset électromagnétique).

Le chauffage étant réalisé au moyen d'un rayonnement électromagnétique, il n'y a pas de pollution de la pièce par les produits de combustion de la torche dans le cas d'un chauffage à flamme gazeuse, ni par le matériau d'électrode dans le cas d'un chauffage à l'arc. Placer les échantillons dans une atmosphère de gaz inerte et une vitesse de chauffage élevée éliminera la formation de tartre.

Facilité d'utilisation grâce à la petite taille de l'inducteur.

L'inducteur peut être réalisé dans une forme spéciale - cela permettra de chauffer uniformément des pièces de configuration complexe sur toute la surface, sans entraîner leur déformation ou leur non-échauffement local.

Il est facile de réaliser un chauffage local et sélectif.

Étant donné que le chauffage le plus intense se produit dans les fines couches supérieures de la pièce et que les couches sous-jacentes sont chauffées plus doucement en raison de la conductivité thermique, la méthode est idéale pour le durcissement superficiel des pièces (le noyau reste visqueux).

Automatisation facile des équipements - cycles de chauffage et de refroidissement, contrôle et maintien de la température, alimentation et retrait des pièces.

Unités de chauffage par induction :

Sur les installations avec une fréquence de fonctionnement allant jusqu'à 300 kHz, des onduleurs sur assemblages IGBT ou transistors MOSFET sont utilisés. De telles installations sont conçues pour chauffer de grandes pièces. Pour chauffer de petites pièces, des hautes fréquences sont utilisées (jusqu'à 5 MHz, la gamme des ondes moyennes et courtes), des installations haute fréquence sont construites sur des tubes électroniques.

De plus, pour chauffer de petites pièces, des installations haute fréquence sont construites sur des transistors MOSFET pour des fréquences de fonctionnement allant jusqu'à 1,7 MHz. Le contrôle et la protection des transistors à des fréquences plus élevées présentent certaines difficultés, de sorte que les réglages de fréquences plus élevées sont encore assez coûteux.

L'inductance pour chauffer de petites pièces est de petite taille et de petite inductance, ce qui entraîne une diminution du facteur de qualité du circuit résonant de travail aux basses fréquences et une diminution de l'efficacité, et présente également un danger pour l'oscillateur maître (le facteur de qualité du circuit résonnant est proportionnel à L/C, le circuit résonant avec un faible facteur de qualité est trop bien "pompé" en énergie, forme un court-circuit dans l'inductance et désactive l'oscillateur maître). Pour augmenter le facteur de qualité du circuit oscillant, deux moyens sont utilisés :
- augmentation de la fréquence de fonctionnement, ce qui conduit à la complexité et au coût de l'installation ;
- l'utilisation d'inserts ferromagnétiques dans l'inducteur ; coller l'inducteur avec des panneaux de matériau ferromagnétique.

Étant donné que l'inducteur fonctionne le plus efficacement à des fréquences élevées, le chauffage par induction a reçu une application industrielle après le développement et le début de la production de lampes génératrices puissantes. Avant la Première Guerre mondiale, le chauffage par induction était d'une utilité limitée. À cette époque, des générateurs de machines à haute fréquence (œuvres de V.P. Vologdin) ou des installations à décharge par étincelle étaient utilisés comme générateurs.

Le circuit générateur peut, en principe, être n'importe quel (multivibrateur, générateur RC, générateur excité indépendamment, divers générateurs de relaxation) qui fonctionne sur une charge sous la forme d'une bobine d'inductance et a une puissance suffisante. Il faut aussi que la fréquence d'oscillation soit suffisamment élevée.

Par exemple, pour "couper" un fil d'acier de 4 mm de diamètre en quelques secondes, il faut une puissance oscillatoire d'au moins 2 kW à une fréquence d'au moins 300 kHz.

Le schéma est sélectionné selon les critères suivants : fiabilité ; stabilité aux fluctuations; stabilité de la puissance libérée dans la pièce ; facilité de fabrication; facilité d'installation; nombre minimum de pièces pour réduire les coûts ; l'utilisation de pièces qui au total permettent une réduction du poids et des dimensions, etc.

Pendant de nombreuses décennies, un générateur inductif à trois points a été utilisé comme générateur d'oscillations à haute fréquence (un générateur Hartley, un générateur avec rétroaction d'autotransformateur, un circuit basé sur un diviseur de tension à boucle inductive). Il s'agit d'un circuit d'alimentation parallèle auto-excité pour l'anode et d'un circuit sélectif en fréquence réalisé sur un circuit oscillant. Il a été utilisé avec succès et continue d'être utilisé dans les laboratoires, les ateliers de joaillerie, les entreprises industrielles, ainsi que dans la pratique amateur. Par exemple, pendant la Seconde Guerre mondiale, un durcissement superficiel des rouleaux du char T-34 a été effectué sur de telles installations.

Inconvénients de trois points :

Faible efficacité (moins de 40% lors de l'utilisation d'une lampe).

Une forte déviation de fréquence au moment du chauffage des pièces en matériaux magnétiques au-dessus du point de Curie (≈700С) (changements de μ), qui modifie la profondeur de la couche de peau et modifie de manière imprévisible le mode de traitement thermique. Lors du traitement thermique de pièces critiques, cela peut être inacceptable. De plus, les installations RF puissantes doivent fonctionner dans une gamme étroite de fréquences autorisées par Rossvyazokhrankultura, car avec un mauvais blindage, elles sont en fait des émetteurs radio et peuvent interférer avec la télévision et la radiodiffusion, les services côtiers et de sauvetage.

Lorsque les blancs sont changés (par exemple, de plus petits à plus grands), l'inductance du système inducteur-blanc change, ce qui entraîne également une modification de la fréquence et de la profondeur de la couche de peau.

Lors du changement d'inducteurs à un tour en inducteurs à plusieurs tours, en plus grands ou plus petits, la fréquence change également.

Sous la direction de Babat, Lozinsky et d'autres scientifiques, des circuits générateurs à deux et trois circuits ont été développés qui ont un rendement plus élevé (jusqu'à 70%) et conservent également mieux la fréquence de fonctionnement. Le principe de leur action est le suivant. En raison de l'utilisation de circuits couplés et de l'affaiblissement de la connexion entre eux, une modification de l'inductance du circuit de travail n'entraîne pas une forte modification de la fréquence du circuit de réglage de fréquence. Les émetteurs radio sont construits selon le même principe.

Les générateurs haute fréquence modernes sont des onduleurs basés sur des assemblages IGBT ou de puissants transistors MOSFET, généralement fabriqués selon le schéma en pont ou en demi-pont. Fonctionne à des fréquences jusqu'à 500 kHz. Les grilles des transistors sont ouvertes à l'aide d'un système de contrôle à microcontrôleur. Le système de contrôle, en fonction de la tâche, vous permet de tenir automatiquement

A) fréquence constante
b) puissance constante libérée dans la pièce
c) efficacité maximale.

Par exemple, lorsqu'un matériau magnétique est chauffé au-dessus du point de Curie, l'épaisseur de la couche de peau augmente fortement, la densité de courant diminue et la pièce commence à s'échauffer davantage. Les propriétés magnétiques du matériau disparaissent également et le processus d'inversion de l'aimantation s'arrête - la pièce commence à chauffer plus mal, la résistance de charge diminue brusquement - cela peut entraîner "l'espacement" du générateur et sa défaillance. Le système de contrôle surveille la transition par le point de Curie et augmente automatiquement la fréquence avec une diminution brutale de la charge (ou réduit la puissance).

Remarques.

L'inducteur doit être placé le plus près possible de la pièce si possible. Cela augmente non seulement la densité du champ électromagnétique à proximité de la pièce (proportionnellement au carré de la distance), mais augmente également le facteur de puissance Cos(φ).

L'augmentation de la fréquence réduit considérablement le facteur de puissance (proportionnellement au cube de la fréquence).

Lorsque les matériaux magnétiques sont chauffés, une chaleur supplémentaire est également libérée en raison de l'inversion de l'aimantation ; leur chauffage au point de Curie est beaucoup plus efficace.

Lors du calcul de l'inducteur, il est nécessaire de prendre en compte l'inductance des pneus menant à l'inducteur, qui peut être bien supérieure à l'inductance de l'inducteur lui-même (si l'inducteur est réalisé sous la forme d'un seul tour d'un petit diamètre ou même une partie d'un tour - un arc).

Il existe deux cas de résonance dans les circuits oscillants : la résonance de tension et la résonance de courant.
Circuit oscillant parallèle - résonance des courants.
Dans ce cas, la tension sur la bobine et sur le condensateur est la même que celle du générateur. À la résonance, la résistance du circuit entre les points de branchement devient maximale et le courant (I total) à travers la résistance de charge Rn sera minimal (le courant à l'intérieur du circuit I-1l et I-2s est supérieur au courant du générateur) .

Idéalement, l'impédance de boucle est infinie - le circuit ne tire aucun courant de la source. Lorsque la fréquence du générateur change dans n'importe quelle direction à partir de la fréquence de résonance, l'impédance du circuit diminue et le courant linéaire (Itotal) augmente.

Circuit oscillant série - résonance de tension.

La principale caractéristique d'un circuit résonnant en série est que son impédance est minimale à la résonance. (ZL + ZC - minimum). Lorsque la fréquence est accordée à une valeur supérieure ou inférieure à la fréquence de résonance, l'impédance augmente.
Conclusion:
Dans un circuit parallèle à la résonance, le courant à travers les fils du circuit est nul et la tension est maximale.
Dans un circuit en série, l'inverse est vrai - la tension tend vers zéro et le courant est maximum.

L'article a été extrait du site http://dic.academic.ru/ et retravaillé dans un texte plus compréhensible pour le lecteur par la société LLC Prominduktor.

Il y a quelque temps, nous avons acheté une paire de convertisseurs inductifs en Chine avec l'espoir que, malgré la simplicité de conception et un petit nombre de composants radio, cet appareil pourrait ensuite être utilisé dans l'atelier, par exemple, comme aide au desserrage collé boulons ou pour durcir les petits métaux. Il s'est avéré que 100 W de puissance sont très faibles à ces fins, néanmoins, l'appareil fonctionne très décemment et efficacement, pas pire que.

Schéma de principe d'un chauffage par induction

1 option de régime

Option 2 schémas

A première vue, le tableau montre que le nombre d'éléments est limité au minimum requis. Le circuit se compose de deux MOSFET, de deux diodes haute vitesse, de deux inductances, de résistances et d'éléments résonnants, c'est-à-dire d'une bobine externe et d'une grande capacité.

Passons aux tests de circuit

Lors des premiers tests du générateur, lors de la détermination de la limite de puissance, les transistors ont grillé. Nous avons essayé IRFR120 ici, mais en raison du faible courant maximum, ils n'ont duré que quelques secondes. Puis vint le tour de IRFR2905 - ce sont des transistors basse tension 50 A, avec lesquels le chauffage fonctionnait encore mieux qu'avec le mosfet d'origine, où le marquage n'est pas du tout visible.

Lorsqu'il est connecté à une tension constante de 12 V, l'appareil consomme environ 1,8 A. Lorsqu'un objet métallique s'approche de la bobine, le courant commence à augmenter. Au pic, il a été possible d'atteindre un courant d'environ 12 A, ce qui donne près de 150 W, soit encore plus que ne le prétend le constructeur. Au ralenti, il y a environ 20 W de consommation électrique et rien n'est chauffé, ce qui peut indiquer le bon fonctionnement de l'ensemble de la structure.

Pour le test, une simple alimentation par transformateur a été utilisée. Au cours des expériences, trois éléments ont été testés pour le chauffage : un tournevis de 6 mm, un boulon de 8 mm et le même boulon avec deux écrous.

Comme vous pouvez le voir, un tournevis de taille moyenne peut être chauffé au point d'ébullition par cet appareil en 2 minutes. C'est un résultat tout à fait digne. Si nous pouvons durcir la pointe d'un tournevis à la maison, un tel appareil de chauffage sera utile.

Il faut environ 3 minutes pour chauffer le boulon au point d'ébullition - également un bon résultat, compte tenu de la simplicité de l'appareil.

Il a fallu 4 minutes pour réchauffer un boulon avec deux écrous - un temps assez long. Vous pouvez utiliser des appareils de cette manière pour chauffer un écrou coincé afin de le dévisser, mais le processus sera long et peu pratique. De plus, il peut ne pas être possible de l'insérer complètement à l'intérieur de la résistance, ce qui nuira considérablement à l'efficacité de cette opération.

Le chauffage par induction coûte environ 9 dollars, soit moins de 600 roubles. C'est une petite quantité pour un appareil capable de chauffer efficacement de petits objets métalliques. Bien sûr, cet appareil de chauffage ne peut pas être comparé à des appareils similaires plus chers pour plusieurs milliers de roubles (qui sont également en vente sur Ali), mais pour les applications domestiques, amateurs ou même de petits ateliers, il est très utile.

La popularité du chauffage par induction IR2153 s'explique par le fait qu'une personne est toujours à la recherche - une recherche sans fin par une personne de sources de chaleur pour chauffer sa maison, qui sera : économique, écologique et fonctionnelle. Beaucoup ont même osé et non en vain fabriquer un radiateur à induction de leurs propres mains afin de le connecter au système de chauffage de la maison. L'article décrira en détail comment fabriquer un inducteur de chauffage afin de dépenser un minimum d'argent et de temps.

Schéma d'un chauffage par induction

En raison du fait que M. Faraday a découvert le phénomène d'induction électromagnétique en 1831, le monde a vu un grand nombre d'appareils qui chauffent l'eau et d'autres fluides.

Parce que cette découverte a été réalisée, les gens l'utilisent quotidiennement dans la vie de tous les jours:

Bouilloire électrique avec chauffe-disque pour chauffer l'eau;
four multicuiseur;
plaque de cuisson à induction;
Micro-ondes (cuisinière);
Chauffage;
Colonne chauffante.

De plus, l'ouverture est appliquée à l'extrudeuse (non mécanique). Auparavant, il était largement utilisé dans la métallurgie et d'autres industries liées au traitement des métaux. La chaudière à induction d'usine fonctionne sur le principe de l'action des courants de Foucault sur un noyau spécial situé à l'intérieur de la bobine. Les courants de Foucault sont superficiels, il est donc préférable de prendre un tuyau métallique creux comme noyau, à travers lequel passe l'élément caloporteur.

L'apparition de courants électriques se produit en raison de la fourniture d'une tension alternative à l'enroulement, provoquant l'apparition d'un champ magnétique électrique alternatif, qui modifie les potentiels 50 fois/sec. à la fréquence industrielle standard de 50 Hz.

Dans le même temps, la bobine d'induction Ruhmkorff est conçue de manière à pouvoir être connectée directement au secteur. En production, des courants électriques à haute fréquence sont utilisés pour un tel chauffage - jusqu'à 1 MHz, il est donc assez difficile d'obtenir le fonctionnement de l'appareil à 50 Hz. L'épaisseur du fil et le nombre de tours d'enroulement utilisés par l'appareil, le chauffe-eau, sont calculés séparément pour chaque unité en utilisant une méthode spéciale pour la puissance calorifique requise. Un appareil puissant et fait maison doit fonctionner efficacement, chauffer rapidement l'eau qui coule dans le tuyau et ne pas chauffer.

Les organisations investissent massivement dans le développement et la mise en œuvre de tels produits, donc:

Toutes les tâches sont résolues avec succès ;
L'efficacité du dispositif de chauffage est de 98 % ;
Fonctionne sans interruption.

En plus de l'efficacité la plus élevée, on ne peut qu'attirer la vitesse avec laquelle se produit le chauffage du milieu traversant le noyau. Sur la fig. un schéma de fonctionnement d'un chauffe-eau à induction créé à l'usine est proposé. Un tel système a une unité de marque VIN, qui est produite par l'usine d'Izhevsk.

La durée de fonctionnement de l'unité dépend uniquement de l'étanchéité du boîtier et de l'isolation des spires du fil n'est pas endommagée, et il s'agit d'une période assez importante, selon le fabricant - jusqu'à 30 ans.

Pour tous ces avantages, dont l'appareil dispose à 100%, vous devez payer beaucoup d'argent, un chauffe-eau magnétique à inducteur est le plus cher de tous les types d'installations de chauffage. Par conséquent, de nombreux artisans préfèrent assembler eux-mêmes une unité ultra-économique pour le chauffage.

Nous fabriquons un appareil de chauffage par induction de nos propres mains

Faire une invention n'est pas difficile, si vous avez les compétences, vous pouvez faire un bon appareil. L'assemblage le plus simple, qui s'assemble à la main, consiste en un tuyau découpé (plastique), à l'intérieur duquel divers éléments (métalliques) sont disposés pour créer un noyau.

Il pourrait être:

Fil d'acier inoxydable;
Roulé en boules, coupé en petits morceaux de fil - fil machine dont le diamètre est de 8 mm;
Percer en fonction du diamètre du tuyau.

De l'extérieur, des bâtons de fibre de verre y sont collés et un fil d'isolation de 1,7 mm d'épaisseur doit être enroulé dessus. La longueur du fil est d'environ 11 m.Ensuite, le chauffage par induction doit être testé en le remplissant d'eau et en le connectant, par exemple, à une plaque à induction de marque ORION d'une puissance de 2 kW au lieu d'un inducteur standard. Un radiateur vortex soudé à partir de plusieurs tuyaux métalliques agit comme un noyau externe pour les courants électriques de Foucault, qui sont créés par la bobine du même panneau.

En conséquence, la conclusion suivante peut être tirée:

La puissance calorifique du dispositif de chauffage réalisé est supérieure à la puissance électrique du panneau.
Le nombre et la taille des tubes ont été choisis au hasard, mais ont créé une surface suffisante pour l'apport de chaleur, qui provient des courants de Foucault.
Ce système de chauffe-eau s'est avéré efficace dans un cas particulier, lorsqu'un immeuble est entouré d'autres appartements chauffés.

L'appareil fonctionne correctement, donc si vous avez le désir, l'expérience et les connaissances, vous pouvez donner vie à cette idée. Les modèles complexes peuvent nécessiter l'utilisation d'un transformateur triphasé.

Chauffage par induction de haute précision

Un tel chauffage a le principe le plus simple, puisqu'il est sans contact. Le chauffage pulsé à haute fréquence permet d'atteindre les conditions de température les plus élevées, dans lesquelles il est possible de traiter les métaux les plus difficiles à fondre. Pour effectuer le chauffage par induction, il est nécessaire de créer la tension requise de 12V (volts) et la fréquence de l'inductance dans les champs électromagnétiques.

Cela peut être fait dans un appareil spécial - une inductance. Il est alimenté en électricité par une alimentation industrielle à 50 Hz.

Il est possible d'utiliser des alimentations individuelles pour cela - convertisseurs / générateurs. Le dispositif le plus simple pour un appareil basse fréquence est une spirale (conducteur isolé), qui peut être placée à l'intérieur d'un tuyau métallique ou enroulée autour de celui-ci. Les courants passants chauffent le tube, qui, à l'avenir, donnera de la chaleur au salon.

L'utilisation du chauffage par induction à des fréquences minimales n'est pas un phénomène fréquent. Le traitement le plus courant des métaux à une fréquence supérieure ou moyenne. De tels dispositifs se distinguent par le fait que l'onde magnétique va à la surface, où elle se désintègre. L'énergie est convertie en chaleur. Pour que l'effet soit meilleur, les deux composants doivent avoir une forme similaire. Où la chaleur est-elle appliquée ?

Aujourd'hui, l'utilisation du chauffage à haute fréquence est répandue:

Pour la fusion des métaux et leur brasage par une méthode sans contact ;
Industrie de l'ingénierie ;
Entreprise de bijoux ;
Création de petits éléments (planches) qui peuvent être endommagés lors de l'utilisation d'autres techniques ;
Durcissement des surfaces des pièces, différentes configurations ;
Traitement thermique des pièces;
Pratique médicale (désinfection des appareils/instruments).

Le chauffage peut résoudre de nombreux problèmes.

Avantages : chauffage par induction métallique

Le chauffage présente de nombreux avantages. Avec lui, il est possible de chauffer et de faire fondre rapidement tout matériau conducteur à l'état liquide. Il permet d'effectuer le chauffage dans tout milieu non conducteur de courant, c'est-à-dire la fonction de fusion et de travail.

Comme seul le conducteur chauffe, les parois restent froides. Ce type de chauffage ne pollue pas l'environnement. Si les brûleurs à gaz polluent l'air, le chauffage par induction l'élimine, car le rayonnement électromagnétique fonctionne. Dimensions compactes de l'inducteur. Possibilité de créer un appareil de n'importe quelle forme.

Le chauffage est indispensable si vous ne devez chauffer qu'une zone sélectionnée sur la surface. En outre, l'appareil doit configurer un tel équipement spécial pour le mode requis et l'ajuster.

Comment faire un chauffage par induction à partir d'une alimentation d'ordinateur

Le chauffage peut être réalisé à partir d'une alimentation informatique.

Ça prendra:

Accélérateur à partir d'une unité informatique;
fer à souder;
Machine de soudage;
pinces coupantes;
Fil d'acier inoxydable 6 mm;
Fil de cuivre plat émaillé 2 mm;
Tubes en acier 25 mm ;
Tuyau en plastique 50 mm ;
Raccords sanitaires durables ;
Soupape explosive ;
Détails pour l'assemblage du circuit.

La chaudière se compose d'un serpentin, d'un échangeur de chaleur, d'une boîte à bornes, d'une armoire de commande, de buses d'entrée et de sortie. L'installation est simple, l'essentiel est de suivre le schéma. Une bonne alimentation de laboratoire peut être conçue en une journée et mise en œuvre en une journée. Les appareils sont connectés via un point de transformateur.

Un simple inducteur à faire soi-même

À la maison, une inductance HDTV peut souvent être utile.

Cet appareil est souvent utilisé pour chauffer des bouillies:

écrous/boulons ;
Châssis et poutres de voitures;
Pièces pour le service automobile, y compris les roulements et diverses bagues.

De tels appareils peuvent être achetés dans un magasin spécialisé, comme tout autre équipement, par exemple un climatiseur à onduleur chinois, un capteur sismique, mais ils sont très chers. Cependant, il existe une solution, il est tout à fait possible de créer un appareil de chauffage par induction à la maison. Pour le montage, vous aurez besoin d'un transformateur, il peut être composé de 2 anneaux. La qualité de ferrite peut être appliquée M 2000 NM.

Dans l'enroulement primaire, il devrait y avoir environ 26 tours de fil d'un diamètre de 0,75 mm. L'enroulement primaire est connecté là où l'onduleur sort. Le deuxième enroulement est constitué d'une boucle d'un tube de cuivre de 6 mm de diamètre, c'est aussi une branche du tube inducteur, qui passe par le centre de la partie annulaire du transformateur.

L'inducteur lui-même est une bobine de plusieurs tours de tube de cuivre - 4 mm.

Le condensateur, avec l'appareil, effectue le travail d'un circuit d'oscillation qui crée une fréquence de résonance (résonnante) à laquelle l'onduleur est accordé. Si un flan est disposé dans la partie centrale de la spirale de cuivre, il fournira une résistance active. La TVHD se produit dans la bobine elle-même, de sorte que le tube avec les bobines chauffe beaucoup, ce qui signifie qu'il doit être refroidi sans faute, pour cela, il est possible d'utiliser de l'eau ordinaire provenant de canalisations.

Pour alimenter l'inductance, il est nécessaire d'utiliser des tubes diélectriques, car une haute tension se développe dans le circuit. Pour l'eau courante, qui refroidit l'inducteur, une surveillance constante est nécessaire, c'est pourquoi un insert spécial est disposé dans le drain, auquel un thermocouple et un testeur sont fixés pour contrôler la température. L'appareil doit utiliser le condensateur le plus puissant, il peut être assemblé à partir de quarante condensateurs haute tension de 0,033 microfarads chacun.

Chauffage à induction DIY (vidéo)

Comme vous pouvez le voir, fabriquer une inductance de vos propres mains n'est pas difficile, l'essentiel est de suivre le schéma, vous pouvez également créer une corne d'induction ou assembler un circuit de thyristor ou tout autre, par exemple, le contenu interne d'un transistor .

CHAUFFAGE PAR INDUCTION- c'est électrique chauffage, fonctionnant avec une modification du flux d'induction magnétique dans un circuit conducteur fermé. Ce phénomène est appelé induction électromagnétique. Vous voulez savoir comment fonctionne un chauffage par induction ? ZAVODRR est un portail d'informations commerciales où vous trouverez des informations sur les appareils de chauffage.

Radiateurs à induction vortex

Une bobine d'induction est capable de chauffer n'importe quel métal, les radiateurs à base de transistors sont assemblés et ont un rendement élevé de plus de 95%, ils ont depuis longtemps remplacé les radiateurs à induction à tube, dans lesquels le rendement ne dépassait pas 60%.

Le réchauffeur à induction vortex pour le chauffage sans contact n'a pas de pertes dues au réglage de la coïncidence résonnante des paramètres de fonctionnement de l'installation avec les paramètres du circuit oscillant de sortie. Les radiateurs de type Vortex montés sur des transistors peuvent parfaitement analyser et ajuster la fréquence de sortie en mode automatique.

Appareils de chauffage par induction en métal

Les appareils de chauffage pour le chauffage par induction du métal ont une méthode sans contact en raison de l'action d'un champ vortex. Différents types d'éléments chauffants pénètrent dans le métal à une certaine profondeur de 0,1 à 10 cm, selon la fréquence choisie :

haute fréquence;
fréquence moyenne ;
ultra haute fréquence.

Appareils de chauffage par induction en métal permettent de traiter des pièces non seulement dans des zones ouvertes, mais également de placer des objets chauffés dans des chambres isolées, dans lesquelles tout milieu, ainsi que le vide, peut être créé.

Chauffage à induction électrique

Chauffage par induction électrique à haute fréquence adopte chaque jour de nouveaux usages. Le radiateur fonctionne sur courant alternatif. Le plus souvent, les radiateurs électriques à induction sont utilisés pour amener les métaux aux températures requises dans les opérations suivantes : forgeage, brasage, soudage, pliage, trempe, etc. Les radiateurs électriques à induction fonctionnent à une fréquence élevée de 30 à 100 kHz et sont utilisés pour chauffer divers types de fluides et de liquides de refroidissement.

Chauffage électrique appliquée dans de nombreux domaines :

métallurgique (appareils de chauffage HDTV, fours à induction);
instrumentation (éléments de soudure);
médical (fabrication et désinfection d'instruments);
bijoux (fabrication de bijoux);
logements et collectifs (chaudières à induction);
alimentaire (chaudières à vapeur à induction).

Appareils de chauffage par induction à moyenne fréquence

Lorsqu'un chauffage plus profond est requis, des appareils de chauffage par induction de type moyenne fréquence sont utilisés, fonctionnant à des fréquences moyennes de 1 à 20 kHz. Un inducteur compact pour tous types d'appareils de chauffage se présente sous différentes formes, qui sont choisies de manière à assurer un chauffage uniforme d'échantillons de formes les plus diverses, tandis qu'un chauffage local donné peut également être réalisé. Le type à moyenne fréquence traitera les matériaux pour le forgeage et le durcissement, ainsi que par chauffage pour l'emboutissage.

Faciles à utiliser, avec une efficacité allant jusqu'à 100 %, les appareils de chauffage à induction moyenne fréquence sont utilisés pour un large éventail de technologies dans la métallurgie (également pour la fusion de divers métaux), l'ingénierie mécanique, la fabrication d'instruments et d'autres domaines.

Appareils de chauffage par induction à haute fréquence

La gamme d'applications la plus large concerne les appareils de chauffage par induction à haute fréquence. Les radiateurs se caractérisent par une fréquence élevée de 30 à 100 kHz et une large plage de puissance de 15 à 160 kW. Le type haute fréquence fournit une faible profondeur de chauffage, mais cela suffit pour améliorer les propriétés chimiques du métal.

Les appareils de chauffage par induction à haute fréquence sont faciles à utiliser et économiques, tandis que leur efficacité peut atteindre 95 %. Tous les types fonctionnent en continu pendant une longue période et la version à deux blocs (lorsque le transformateur haute fréquence est placé dans un bloc séparé) permet un fonctionnement 24 heures sur 24. Le radiateur dispose de 28 types de protections, chacune étant responsable de sa propre fonction. Exemple : contrôle de la pression d'eau dans le système de refroidissement.

Réchauds à induction micro-ondes

Les radiateurs à induction à micro-ondes fonctionnent à superfréquence (100-1,5 MHz) et pénètrent à une profondeur de chauffage (jusqu'à 1 mm). Le type micro-ondes est indispensable pour le traitement de pièces fines, petites et de petit diamètre. L'utilisation de tels éléments chauffants permet d'éviter les déformations indésirables accompagnant le chauffage.

Les radiateurs à induction à micro-ondes basés sur des modules JGBT et des transistors MOSFET ont des limites de puissance de 3,5 à 500 kW. Ils sont utilisés dans l'électronique, dans la production d'outils de haute précision, de montres, de bijoux, pour la production de fil et à d'autres fins nécessitant une précision et un filigrane particuliers.

Appareils de forge à induction

L'objectif principal des appareils de chauffage par induction de type forge (IKN) est de chauffer les pièces ou leurs pièces avant le forgeage ultérieur. Les ébauches peuvent être de différents types, alliages et formes. Les réchauffeurs de forgeage par induction vous permettent de traiter des pièces cylindriques de tout diamètre en mode automatique :

économiques, car ils ne passent que quelques secondes à chauffer et ont un rendement élevé pouvant atteindre 95 % ;
facile à utiliser, permet : un contrôle total du processus, un chargement et un déchargement semi-automatiques. Il existe des options avec une automatisation complète ;
fiable et peut fonctionner en continu pendant une longue période.

Chauffe-rouleaux à induction

Appareils de chauffage par induction pour le durcissement de l'arbre travailler avec le complexe de durcissement. La pièce est en position verticale et tourne à l'intérieur d'un inducteur fixe. Le réchauffeur permet l'utilisation de tous les types d'arbres pour un chauffage local séquentiel, la profondeur de durcissement peut être de quelques fractions de millimètres de profondeur.

Grâce au chauffage par induction de l'arbre sur toute sa longueur avec un refroidissement instantané, sa résistance et sa durabilité sont considérablement augmentées.

Chauffe-tuyaux à induction

Tous les types de tuyaux peuvent être traités avec des appareils de chauffage par induction. Le réchauffeur de tuyau peut être refroidi par air ou par eau, avec une puissance de 10-250 kW, avec les paramètres suivants :

Chauffage par induction à tube refroidi par air réalisé à l'aide d'un inducteur flexible et d'une couverture thermique. Température de chauffage jusqu'à température de 400 °C et utiliser des tuyaux d'un diamètre de 20 à 1250 mm avec n'importe quelle épaisseur de paroi.
Tuyau refroidi à l'eau de chauffage par induction a une température de chauffage de 1600 °C et est utilisé pour "cintrer" des tuyaux d'un diamètre de 20 à 1250 mm.

Chaque option de traitement thermique est utilisée pour améliorer la qualité de tout tuyau en acier.

Pyromètre pour le contrôle du chauffage

L'un des paramètres de fonctionnement les plus importants des appareils de chauffage par induction est la température. En plus des capteurs intégrés, les pyromètres infrarouges sont souvent utilisés pour un contrôle plus approfondi. Ces appareils optiques vous permettent de déterminer rapidement et facilement la température des surfaces difficiles à atteindre (en raison de la chaleur élevée, de la probabilité d'exposition à l'électricité, etc.).

Si vous connectez le pyromètre à un appareil de chauffage par induction, vous pouvez non seulement surveiller le régime de température, mais également maintenir automatiquement la température de chauffage pendant une durée spécifiée.

Le principe de fonctionnement des appareils de chauffage par induction

Pendant le fonctionnement, un champ magnétique se forme dans l'inducteur, dans lequel la pièce est placée. Selon la tâche (profondeur de chauffage) et la pièce (composition), la fréquence est sélectionnée, elle peut être de 0,5 à 700 kHz.

Le principe de fonctionnement de l'appareil de chauffage selon les lois de la physique dit: lorsqu'un conducteur se trouve dans un champ électromagnétique alternatif, une FEM (force électromotrice) s'y forme. Le tracé d'amplitude montre qu'il se déplace proportionnellement au changement de vitesse du flux magnétique. De ce fait, des courants de Foucault se forment dans le circuit, dont l'amplitude dépend de la résistance (matériau) du conducteur. Selon la loi de Joule-Lenz, le courant entraîne un échauffement du conducteur, qui possède une résistance.

Le principe de fonctionnement de tous les types de radiateurs à induction est similaire à un transformateur. La pièce conductrice, située dans l'inductance, est similaire à un transformateur (sans circuit magnétique). L'enroulement primaire est l'inductance, l'inductance secondaire de la pièce, et la charge est la résistance du métal. Avec le chauffage HDTV, un «effet de peau» se forme, les courants de Foucault qui se forment à l'intérieur de la pièce déplacent le courant principal vers la surface du conducteur, car le chauffage du métal à la surface est plus fort qu'à l'intérieur.

Avantages des radiateurs à induction

Le chauffage par induction présente des avantages incontestables et est le leader parmi tous les types d'appareils. Cet avantage consiste en ce qui suit :

Il consomme moins d'électricité et ne pollue pas l'environnement.
Facile à utiliser, il fournit un travail de haute qualité et vous permet de contrôler le processus.
Le chauffage à travers les parois de la chambre offre une pureté particulière et la possibilité d'obtenir des alliages ultra-purs, tandis que la fusion peut être effectuée dans différentes atmosphères, y compris des gaz inertes et sous vide.
Avec son aide, un chauffage uniforme des détails de toute forme ou un chauffage sélectif est possible.
Enfin, les radiateurs à induction sont universels, ce qui leur permet d'être utilisés partout, en remplacement d'installations obsolètes énergivores et inefficaces.

La réparation des appareils de chauffage par induction est effectuée à partir de pièces détachées provenant de notre entrepôt. Actuellement, nous pouvons réparer tous les types d'appareils de chauffage. Les radiateurs à induction sont assez fiables si vous suivez strictement les instructions d'utilisation et évitez les modes de fonctionnement extrêmes - tout d'abord, surveillez la température et le bon refroidissement par eau.

Les détails du fonctionnement de tous les types de radiateurs à induction ne sont souvent pas entièrement publiés dans la documentation des fabricants, ils doivent être réparés par des spécialistes qualifiés qui connaissent bien le principe de fonctionnement détaillé de ces équipements.

Vidéo du travail des appareils de chauffage à induction moyenne fréquence

Vous pouvez regarder la vidéo du fonctionnement du chauffage par induction à moyenne fréquence.La moyenne fréquence est utilisée pour une pénétration profonde dans tous les types de produits métalliques. Le réchauffeur à moyenne fréquence est un équipement fiable et moderne qui fonctionne 24 heures sur 24 au profit de votre entreprise.

L'utilisation de bobines d'induction au lieu d'éléments chauffants traditionnels dans les équipements de chauffage a permis d'augmenter considérablement l'efficacité des unités avec une consommation d'électricité moindre. Les appareils de chauffage par induction sont apparus en vente relativement récemment, d'ailleurs, à des prix assez élevés. Par conséquent, les artisans n'ont pas laissé ce sujet sans attention et ont compris comment fabriquer un appareil de chauffage par induction à partir d'un onduleur de soudage.

Les appareils de chauffage par induction gagnent chaque jour en popularité auprès des consommateurs en raison des avantages suivants :

haute efficacité;
l'unité fonctionne presque silencieusement ;
les chaudières et appareils de chauffage à induction sont considérés comme suffisamment sûrs par rapport aux équipements à gaz;
le chauffage fonctionne en mode entièrement automatique ;
l'équipement ne nécessite pas d'entretien constant;
en raison de l'étanchéité de l'appareil, les fuites sont exclues;
en raison des vibrations du champ électromagnétique, la formation de tartre devient impossible.

En outre, les avantages de ce type de chauffage comprennent la simplicité de sa conception et la disponibilité des matériaux pour assembler l'appareil de vos propres mains.

Schéma de fonctionnement du chauffage par induction

Le réchauffeur de type inducteur contient les éléments suivants.

Générateur de courant. Grâce à ce module, le courant alternatif de l'alimentation domestique est converti en haute fréquence.
Inducteur. Il est fait de fil de cuivre torsadé en une bobine pour former un champ magnétique.
. C'est un tuyau métallique placé à l'intérieur de l'inducteur.

Tous les éléments ci-dessus, interagissant les uns avec les autres, travailler selon le principe suivant. Le courant haute fréquence généré par le générateur est envoyé à une bobine d'inductance constituée d'un conducteur en cuivre. Le courant haute fréquence est converti par l'inducteur en un champ électromagnétique. De plus, le tuyau métallique situé à l'intérieur de l'inducteur est chauffé en raison de l'effet des écoulements vortex se produisant dans la bobine sur celui-ci. Le liquide de refroidissement (eau) traversant le réchauffeur prend de l'énergie thermique et la transfère au système de chauffage. De plus, le liquide de refroidissement agit comme un refroidisseur de l'élément chauffant, ce qui prolonge la «durée de vie» de la chaudière de chauffage.

Vous trouverez ci-dessous le schéma électrique du chauffage par induction.

La photo suivante montre le fonctionnement d'un appareil de chauffage par induction en métal.

Important! Si vous touchez la partie chauffée à deux tours de l'inductance, un circuit intertours se produira, à partir duquel les transistors s'éteindront instantanément.

Assemblage et installation du système

Ne connectez pas l'inducteur aux bornes de la machine à souder destinées au raccordement des câbles de soudage. Si cela est fait, l'unité échouera tout simplement. Pour adapter l'onduleur au fonctionnement avec un chauffage par induction, une modification assez compliquée de l'appareil sera nécessaire, ce qui nécessite, tout d'abord, des connaissances en électronique radio.

En un mot, cette modification ressemble à ceci : la bobine, à savoir son enroulement primaire, doit être connectée après le convertisseur haute fréquence de l'onduleur au lieu de la bobine d'induction intégrée de ce dernier. De plus, vous devrez retirer le pont de diodes et souder l'unité de condensateur.

Vous trouverez dans cette vidéo comment l'onduleur de soudage est converti en un chauffage par induction.

Four à induction métallique

Pour fabriquer un appareil de chauffage par induction à partir d'un onduleur de soudage, vous aurez besoin des matériaux suivants.

machine à souder à onduleur. C'est bien si l'unité implémente la fonction de réglage du courant en douceur.
Tube en cuivre environ 8 mm de diamètre et assez long pour faire 7 tours autour d'une pièce de 4-5 cm de diamètre. De plus, après les virages, les extrémités libres du tube d'environ 25 cm de long doivent rester.

Suivez les étapes ci-dessous pour assembler le four.

Prenez n'importe quelle pièce d'un diamètre de 4 à 5 cm, qui servira de gabarit pour enrouler la bobine du tube de cuivre. Il peut s'agir d'une pièce ronde en bois, d'un tuyau en métal ou en plastique.
Prenez un tube de cuivre et rivetez une extrémité avec un marteau.
Remplir le tube hermétiquement sable sec et riveter l'autre extrémité. Le sable empêchera le tube de se casser lorsqu'il est tordu.
Faites 7 tours de tube autour du gabarit, puis coupez ses extrémités et versez le sable.
Connectez la bobine résultante à l'onduleur converti.

Conseils! S'il est prévu que le four à induction fonctionnera longtemps à haute puissance, il est recommandé de fournir un refroidissement par eau au tube.

Chauffe-eau à induction

Pour assembler la chaudière de chauffage, les éléments structurels suivants seront nécessaires.

onduleur. L'appareil est sélectionné avec la puissance nécessaire à la chaudière de chauffage.
tuyau à paroi épaisse(plastique), vous pouvez marquer PN Sa longueur doit être de 40 à 50 cm, le liquide de refroidissement (eau) le traversera. Le diamètre intérieur du tuyau doit être d'au moins 5 cm. Dans ce cas, le diamètre extérieur sera de 7,5 cm. Si le diamètre intérieur est plus petit, les performances de la chaudière seront faibles.
fil d'acier. Vous pouvez également prendre une barre de métal d'un diamètre de 6-7 mm. De petits morceaux (4-5 mm) sont coupés à partir d'un fil ou d'une barre. Ces segments agiront comme un échangeur de chaleur (noyau) de l'inducteur. Au lieu de pièces en acier, vous pouvez utiliser un tube entièrement métallique d'un diamètre inférieur ou une vis en acier.
Bâtons ou tiges de textolite sur lequel la bobine d'induction sera enroulée. L'utilisation de textolite protégera le tuyau d'un serpentin chauffé, car ce matériau résiste aux températures élevées.
Câble isolé avec une section de 1,5 mm 2 et une longueur de 10 à 10,5 mètres. L'isolation des câbles doit être en fibre, en émail, en fibre de verre ou en amiante.

Conseils! Au lieu de fil d'acier, il est permis d'utiliser une éponge métallique en acier inoxydable. Mais avant d'acheter, ils sont vérifiés avec un aimant : si le gant de toilette est attiré par un aimant, alors il peut servir de radiateur.

La chaudière à induction est assemblée selon l'algorithme suivant. Remplissez le boîtier de l'échangeur de chaleur avec les produits métalliques mentionnés ci-dessus. A l'extrémité du tuyau qui sert de corps, souder des adaptateurs dont le diamètre est adapté aux tuyaux du circuit de chauffage.

Si nécessaire, les coins peuvent être soudés aux adaptateurs. Suit également raccords à souder-américain. Grâce à eux, l'appareil de chauffage sera facile à démonter, pour une réparation ou une inspection de routine.

À l'étape suivante, il est nécessaire de coller sur le boîtier de l'échangeur de chaleur bandes de textolite sur lequel la bobine sera enroulée. Vous devez également fabriquer une paire de grilles de 12 à 15 mm de haut à partir du même textolite. Ils auront des contacts pour connecter l'appareil de chauffage à l'onduleur converti.

Enroulez la bobine sur les bandes de textolite. Il doit y avoir une distance d'au moins 3 mm entre les spires. L'enroulement doit être composé de 90 tours de conducteur. Les extrémités du câble doivent être fixées sur des crémaillères préalablement préparées.

L'ensemble de la structure est placé dans un caisson qui, pour des raisons de sécurité, fera office d'isolant. Pour le boîtier, un tuyau en plastique d'un diamètre supérieur à celui de la bobine convient. Dans le carter de protection, il faut faire 2 trous pour la sortie du câble électrique. Des bouchons peuvent être installés aux extrémités du tuyau, après quoi des trous pour les tuyaux doivent y être percés. Par ce dernier, la chaudière sera raccordée au réseau de chauffage.

Important! Il est possible de tester le réchauffeur uniquement après l'avoir rempli d'eau. Si vous l'allumez «à sec», le tuyau en plastique fondra et vous devrez remonter le radiateur.

Le schéma de connexion se compose des éléments suivants.

Source de courant RF. Dans ce cas, il s'agit d'un onduleur modifié.
Éléments de sécurité. Ce groupe peut comprendre : thermomètre, soupape de sécurité, manomètre, etc.
Vannes à bille. Ils sont utilisés pour vidanger ou remplir le système d'eau, ainsi que pour couper l'alimentation en eau dans une certaine section du circuit.
Pompe de circulation. Grâce à lui, l'eau pourra circuler dans le système de chauffage.
Filtre. Il est utilisé pour nettoyer le liquide de refroidissement des impuretés mécaniques. Grâce à la purification de l'eau, la durée de vie de tous les équipements est prolongée.
Vase d'expansion de type membrane. Il est utilisé pour compenser la dilatation thermique de l'eau.
Radiateur. Pour le chauffage par induction, il est préférable d'utiliser des radiateurs en aluminium ou des radiateurs bimétalliques, car ils ont un transfert de chaleur élevé avec de petites dimensions.
Tuyau,à travers lequel vous pouvez remplir le système ou en vidanger le liquide de refroidissement.

Comme le montre la méthode ci-dessus, il est tout à fait possible de fabriquer soi-même un appareil de chauffage par induction. Mais ce ne sera pas mieux que celui acheté en magasin. Même si vous avez les connaissances nécessaires en électrotechnique, vous devez réfléchir à la sécurité de fonctionnement d'un tel appareil, car il n'est équipé ni de capteurs spéciaux ni d'une unité de contrôle. Par conséquent, il est recommandé de privilégier les équipements finis fabriqués en usine.