Four micro-induction bricolage. Four à induction de fusion de métaux

Désormais, les fours à induction sont largement utilisés dans le processus de fusion des métaux. Le courant produit dans le champ de l'inducteur contribue au chauffage de la substance, et cette caractéristique de tels dispositifs n'est pas seulement la principale, mais aussi la plus importante. Le traitement conduit au fait que la substance subit plusieurs transformations. La première étape de transformation est l'étape électromagnétique, après elle l'étape électrique, puis l'étape thermique. La température émise par le poêle est appliquée presque sans laisser de traces, cette solution est donc la meilleure parmi toutes les autres. Beaucoup peuvent être intéressés par le poêle fabriqué. Ensuite, nous parlerons des possibilités de mise en œuvre d'une telle solution.

Types de fours pour la fusion des métaux

Ce type d'équipement peut être divisé en catégories principales. Au premier, le canal cardiaque sert de base et le métal est placé dans de tels fours de manière annulaire autour de l'inducteur. La deuxième catégorie n'a pas un tel élément. Ce type s'appelle un creuset et le métal est placé à l'intérieur de l'inducteur lui-même. Dans ce cas, il est techniquement impossible d'utiliser un noyau fermé.

Principes de base

Le four de fusion fonctionne dans ce cas sur la base du phénomène d'induction magnétique. Et il y a plusieurs composants. L'inducteur est le composant le plus important de cet appareil. C'est une bobine dont les conducteurs ne sont pas des fils ordinaires, mais des tubes de cuivre. Cette exigence est fixée par la conception des fours de fusion. Le courant qui passe dans l'inducteur génère un champ magnétique qui affecte le creuset à l'intérieur duquel se trouve le métal. Dans ce cas, le rôle de l'enroulement secondaire du transformateur est attribué au matériau, c'est-à-dire qu'un courant le traverse en le chauffant. C'est ainsi que s'effectue la fusion, même si un four à induction est fabriqué à la main. Comment construire ce type de four et augmenter son efficacité ? C'est une question importante qui a une réponse. L'utilisation de courants à fréquence accrue peut augmenter considérablement le degré d'efficacité de l'équipement. Pour cela, il convient d'utiliser des alimentations spéciales.

Caractéristiques des fours à induction

Ce type d'équipement présente certaines caractéristiques qui sont à la fois des avantages et des inconvénients.

La répartition du métal devant être uniforme, le matériau résultant se caractérise par une masse bien homogène. Ce type de four fonctionne en transportant de l'énergie à travers des zones, et la fonction de focalisation de l'énergie est également assurée. Des paramètres tels que la capacité, la fréquence de fonctionnement et la méthode de revêtement sont disponibles, ainsi que la régulation de la température à laquelle le métal fond, ce qui facilite grandement le flux de travail. Le potentiel technologique existant du four crée un taux de fusion élevé, les appareils sont respectueux de l'environnement, totalement sans danger pour l'homme et prêts à fonctionner à tout moment.

L'inconvénient le plus notable d'un tel équipement est la difficulté de le nettoyer. L'échauffement du laitier étant uniquement dû à la chaleur dégagée par le métal, cette température n'est pas suffisante pour assurer sa pleine utilisation. La grande différence de température entre le métal et le laitier rend impossible de rendre le processus d'élimination des déchets aussi simple que possible. Comme autre inconvénient, il est d'usage de mettre en évidence l'écart, en raison duquel il est toujours nécessaire de réduire l'épaisseur de la doublure. En raison de telles actions, après un certain temps, il peut s'avérer défectueux.

L'utilisation de fours à induction à l'échelle industrielle

Dans l'industrie, les fours à induction à creuset et à canal sont les plus courants. Dans le premier, tous les métaux sont fondus en quantités arbitraires. Les réservoirs de métal dans de telles variantes peuvent contenir jusqu'à plusieurs tonnes de métal. Bien entendu, les fours de fusion par induction à faire soi-même ne peuvent pas être réalisés dans ce cas. Les fours à canal sont conçus pour fondre des métaux non ferreux de différents types, ainsi que de la fonte.

Les fans d'ingénierie radio et de technologies radio sont souvent intéressés par ce sujet. Maintenant, il devient clair que créer des fours à induction de vos propres mains est tout à fait réaliste, et beaucoup de gens ont réussi à le faire. Cependant, pour créer un tel équipement, il est nécessaire de mettre en œuvre l'action d'un circuit électrique qui contiendrait les actions prescrites du four lui-même. De telles solutions nécessitent l'intervention de personnes capables de produire des oscillations ondulatoires. Un simple four à induction à faire soi-même selon le schéma peut être construit à l'aide de quatre lampes électroniques en combinaison avec un néon, signalant que le système est prêt à fonctionner.

Dans ce cas, la poignée du condensateur AC n'est pas placée à l'intérieur de l'instrument. Grâce à cela, un four à induction à faire soi-même peut être créé. Le schéma de l'appareil décrit en détail l'emplacement de chaque élément individuel. Vous pouvez vous assurer que l'appareil est suffisamment puissant si vous utilisez un tournevis, qui devrait atteindre un état chaud en quelques secondes seulement.

Particularités

Si vous créez de vos propres mains un four à induction dont le principe de fonctionnement et d'assemblage est étudié et réalisé selon le schéma approprié, sachez qu'un ou plusieurs des facteurs énumérés ci-dessous peuvent affecter le taux de fusion dans ce cas :

Fréquence d'impulsion ;

Pertes d'hystérésis ;

Puissance du générateur ;

La période de dégagement de chaleur vers l'extérieur ;

Pertes liées à l'apparition de courants de Foucault.

Si vous allez faire un four à induction de vos propres mains, alors lors de l'utilisation de lampes, vous devez vous rappeler que leur puissance doit être répartie de manière à ce que quatre pièces suffisent. Lorsque vous utilisez un redresseur, vous obtenez un réseau d'environ 220 V.

Utilisation domestique des poêles

Dans la vie de tous les jours, de tels appareils sont assez rarement utilisés, bien que des technologies similaires puissent être trouvées dans les systèmes de chauffage. Ils peuvent être vus sous la forme de fours à micro-ondes et dans l'environnement des nouvelles technologies, ce développement a trouvé une large application. Par exemple, l'utilisation des courants de Foucault dans les cuisinières à induction vous permet de cuisiner une grande variété de plats. Comme ils mettent très peu de temps à se réchauffer, le brûleur ne peut pas être allumé s'il n'y a rien dessus. Cependant, des ustensiles de cuisine spéciaux sont nécessaires pour utiliser ces poêles spéciaux et utiles.

processus d'assemblage

L'induction à faire soi-même se compose d'un inducteur, qui est un solénoïde constitué d'un tube de cuivre refroidi à l'eau et d'un creuset, qui peut être constitué de matériaux céramiques, et parfois d'acier, de graphite et autres. Dans un tel appareil, il est possible de fondre de la fonte, de l'acier, des métaux précieux, de l'aluminium, du cuivre, du magnésium. Les fours à induction à faire soi-même sont fabriqués avec une capacité de creuset allant de quelques kilogrammes à plusieurs tonnes. Ils peuvent être sous vide, remplis de gaz, ouverts et à compresseur. Les fours sont alimentés par des courants de haute, moyenne et basse fréquence.

Ainsi, si vous êtes intéressé par un four à induction à faire soi-même, le schéma implique l'utilisation de tels composants de base: un bain de fusion et une unité d'induction, qui comprend une pierre de foyer, un inducteur et un noyau magnétique. Le four à canal diffère de celui à creuset en ce que l'énergie électromagnétique est convertie en énergie thermique dans le canal de dégagement de chaleur, dans lequel il doit toujours y avoir un corps électriquement conducteur. Pour effectuer le démarrage initial d'un four à canal, du métal en fusion y est versé ou un gabarit est inséré à partir d'un matériau qui peut être craqué dans le four. Lorsque la fonte est terminée, le métal n'est pas complètement drainé, mais il reste un "marécage" destiné à remplir le canal de dégagement de chaleur pour les futurs démarrages. Si vous allez faire vous-même un four à induction, alors pour faciliter le remplacement de la pierre du foyer pour l'équipement, elle est rendue amovible.

Composants du four

Donc, si vous êtes intéressé par un mini-four à induction à faire soi-même, il est important de savoir que son élément principal est un serpentin chauffant. Dans le cas d'une version maison, il suffit d'utiliser une inductance constituée d'un tube de cuivre nu d'un diamètre de 10 mm. Pour l'inducteur, un diamètre intérieur de 80 à 150 mm est utilisé et le nombre de tours est de 8 à 10. Il est important que les spires ne se touchent pas et que la distance entre elles soit de 5 à 7 mm. Les parties de l'inducteur ne doivent pas entrer en contact avec son écran, le jeu minimum doit être de 50 mm.

Si vous allez faire vous-même un four à induction, sachez que l'eau ou l'antigel refroidit les inducteurs à l'échelle industrielle. En cas de faible puissance et de fonctionnement court de l'appareil créé, il est possible de se passer de refroidissement. Mais pendant le fonctionnement, l'inducteur devient très chaud et le tartre sur le cuivre peut non seulement réduire considérablement l'efficacité de l'appareil, mais également entraîner une perte complète de ses performances. Il est impossible de fabriquer soi-même un inducteur avec refroidissement, il devra donc être remplacé régulièrement. Le refroidissement par air forcé ne doit pas être utilisé, car le cas d'un ventilateur placé près du serpentin «attirera» les CEM vers lui-même, ce qui entraînera une surchauffe et une diminution de l'efficacité du four.

Générateur

Lorsqu'un four à induction à faire soi-même est assemblé, le circuit implique l'utilisation d'un élément aussi important qu'un alternateur. Vous ne devriez pas essayer de fabriquer un poêle si vous ne connaissez pas les bases de l'électronique radio au moins au niveau d'un radioamateur moyen. Le choix du circuit oscillateur doit être tel qu'il ne donne pas un spectre de courant dur.

Utilisation de fours à induction

Ce type d'équipement s'est répandu dans des domaines tels que les fonderies, où le métal a déjà été nettoyé et doit recevoir une forme spécifique. Vous pouvez également obtenir des alliages. Dans la production de bijoux, ils se sont également répandus. Le principe de fonctionnement simple et la possibilité d'assembler un four à induction de vos propres mains permettent d'augmenter la rentabilité de son utilisation. Pour cette zone, des appareils d'une capacité de creuset allant jusqu'à 5 kilogrammes peuvent être utilisés. Pour les petites productions, cette option sera optimale.

Un four à induction domestique fait face à la fusion de portions relativement petites de métal. Cependant, un tel foyer n'a pas besoin d'une cheminée ou d'un soufflet qui pompe l'air dans la zone de fusion. Et toute la conception d'un tel four peut être placée sur un bureau. Par conséquent, le chauffage par induction électrique est le meilleur moyen de faire fondre les métaux à la maison. Et dans cet article, nous examinerons les conceptions et les schémas d'assemblage de ces fours.

Dans les ateliers d'usine, vous pouvez trouver des fours à induction à canal pour la fusion des métaux non ferreux et ferreux. Ces installations ont une puissance très élevée, qui est fixée par le circuit magnétique interne, ce qui augmente la densité du champ électromagnétique et la température dans le creuset du four.

À l'échelle industrielle, des fours à induction à canaux sont produits pour la fusion de métaux non ferreux et ferreux.

Cependant, les structures de canaux consomment de grandes quantités d'énergie et prennent beaucoup de place. Par conséquent, à la maison et dans de petits ateliers, une installation sans circuit magnétique est utilisée - un four à creuset pour la fusion de métaux non ferreux / ferreux. Une telle conception peut être assemblée même de vos propres mains, car l'installation du creuset se compose de trois composants principaux:

Un générateur qui produit du courant alternatif à haute fréquence, nécessaire pour augmenter la densité du champ électromagnétique dans le creuset. De plus, si le diamètre du creuset peut être comparé à la fréquence des ondes longues du courant alternatif, une telle conception permettra de transformer jusqu'à 75% de l'électricité consommée par l'installation en énergie thermique.
L'inducteur est une spirale de cuivre créée sur la base d'un calcul précis non seulement du diamètre et du nombre de tours, mais également de la géométrie du fil utilisé dans ce processus. Le circuit inducteur doit être réglé pour gagner en puissance en raison de la résonance avec le générateur, ou plutôt avec la fréquence du courant d'alimentation.
Le creuset est un récipient réfractaire dans lequel s'effectue tout le travail de fusion, initié par l'apparition de courants de Foucault dans la structure métallique. Dans ce cas, le diamètre du creuset et les autres dimensions de ce récipient sont déterminés strictement en fonction des caractéristiques du générateur et de l'inducteur.

Tout radioamateur peut monter un tel four. Pour ce faire, il doit trouver le bon schéma et s'approvisionner en matériaux et pièces. Vous pouvez trouver une liste de tout cela ci-dessous.

La conception d'un four à creuset fait maison est basée sur l'onduleur de laboratoire le plus simple Kukhtetsky. Le schéma de cette installation sur transistors est le suivant :

Schéma d'installation des transistors

Sur la base de ce schéma, vous pourrez assembler un four à induction en utilisant les composants suivants :

deux transistors - de préférence de type champ et de marque IRFZ44V ;
fil de cuivre d'un diamètre de 2 mm;
deux diodes de marque UF4001, encore mieux - UF4007 ;
deux anneaux d'accélérateur - ils peuvent être retirés de l'ancienne alimentation depuis le bureau;
trois condensateurs d'une capacité de 1 microfarad chacun ;
quatre condensateurs d'une capacité de 220 nF chacun ;
un condensateur d'une capacité de 470 nF ;
un condensateur d'une capacité de 330 nF ;
une résistance de 1 watt (ou 2 résistances de 0,5 watt chacune), conçue pour une résistance de 470 ohms ;
fil de cuivre d'un diamètre de 1,2 mm.

De plus, vous aurez besoin de quelques dissipateurs thermiques - ils peuvent être retirés des anciennes cartes mères ou des refroidisseurs de CPU, et d'une batterie rechargeable d'une capacité d'au moins 7200 mAh à partir d'une ancienne alimentation sans interruption 12 V. Le four fera fondre le métal de la barre, qui peut être retenu par le bout froid.

Imprimez et accrochez un dessin de l'onduleur de laboratoire de Kukhtetsky sur votre bureau. Après cela, disposez tous les composants radio par qualités et marques et chauffez le fer à souder. Fixez les deux transistors aux dissipateurs thermiques. Et si vous travaillez avec le poêle pendant plus de 10 à 15 minutes d'affilée, fixez les refroidisseurs de l'ordinateur sur les radiateurs en les connectant à une alimentation électrique en état de marche. Le schéma de brochage des transistors de la série IRFZ44V est le suivant :

Schéma de brochage du transistor

Prenez un fil de cuivre de 1,2 mm et enroulez-le autour des anneaux de ferrite en faisant 9 à 10 tours. En conséquence, vous obtiendrez des étranglements. La distance entre les spires est déterminée par le diamètre de l'anneau, en fonction de l'uniformité du pas. En principe, tout peut être fait "à l'œil", en faisant varier le nombre de tours dans la plage de 7 à 15 tours. Assemblez une batterie de condensateurs en connectant toutes les pièces en parallèle. En conséquence, vous devriez obtenir une batterie de 4,7 microfarads.

Fabriquez maintenant une inductance avec du fil de cuivre de 2 mm. Le diamètre des spires dans ce cas peut être égal au diamètre d'un creuset en porcelaine ou 8-10 centimètres. Le nombre de tours ne doit pas dépasser 7-8 pièces. Si lors du processus de test la puissance du four vous semble insuffisante, refaites la conception de l'inducteur en changeant le diamètre et le nombre de spires. Par conséquent, dans la première paire, il est préférable de rendre les contacts de l'inductance non soudés, mais détachables. Ensuite, assemblez tous les éléments sur la carte PCB, sur la base du dessin de l'onduleur de laboratoire de Kukhtetsky. Et connectez une batterie de 7200 mAh aux contacts d'alimentation. C'est tout.

Vous pouvez maintenant tester le four en sélectionnant les paramètres d'inducteur corrects pour chaque type de métal ou de creuset. Cependant, lors des tests ou de la fusion, vous devez vous rappeler les mesures de sécurité lorsque vous travaillez avec des fours électriques.

L'installation à induction génère une température très élevée, suffisante pour faire fondre du métal pesant jusqu'à 10-20 grammes. Par conséquent, lorsque vous travaillez avec le creuset, vous devez utiliser un tablier en matériau dense et les mêmes gants. Ils vous protégeront des brûlures si vous renversez accidentellement du métal du récipient.

Il est préférable de cacher la structure assemblée du four dans un boîtier isolé, ne laissant que l'inducteur derrière ses parois. Cela permettra d'économiser à la fois l'utilisateur et les composants radio fragiles. Et pour la ventilation dans le boîtier, il est nécessaire de couper ou de percer plusieurs trous, assurant l'entrée et la sortie d'air.

Le champ magnétique résiduel peut chauffer les parties métalliques des vêtements du porteur, ce qui brûlera la peau. Par conséquent, il est préférable d'aborder le creuset avec des vêtements simples, sans fermetures éclair ni boutons métalliques. De plus, il est préférable de retirer tous les appareils électriques de l'inducteur, à au moins un mètre de distance.

Les fours à induction sont utilisés pour la fusion des métaux et se distinguent par le fait qu'ils sont chauffés au moyen d'un courant électrique. L'excitation du courant se produit dans l'inductance, ou plutôt dans un champ non variable.

Dans de telles constructions, l'énergie est convertie plusieurs fois (dans cette séquence):

dans l'électromagnétisme
électrique;
thermique.

De tels poêles vous permettent d'utiliser la chaleur avec une efficacité maximale, ce qui n'est pas surprenant, car ce sont les plus avancés de tous les modèles existants fonctionnant à l'électricité.

Noter! Les conceptions à induction sont de deux types - avec ou sans noyau. Dans le premier cas, le métal est placé dans une goulotte tubulaire, qui se situe autour de l'inducteur. Le noyau est situé dans l'inducteur lui-même. La deuxième option s'appelle le creuset, car le métal avec le creuset est déjà à l'intérieur de l'indicateur. Bien sûr, on ne peut parler d'aucun noyau dans ce cas.

Dans l'article d'aujourd'hui, nous allons parler de la façon de faireFour à induction bricolage.

Parmi les nombreux avantages, citons les suivants :

propreté et sécurité environnementales;
homogénéité accrue de la masse fondue due au mouvement actif du métal;
vitesse - le four peut être utilisé presque immédiatement après la mise en marche ;
zone et orientation focalisée de l'énergie;
taux de fusion élevé;
manque de déchets de substances d'alliage;
la possibilité de régler la température;
nombreuses possibilités techniques.

Mais il y a aussi des inconvénients.

Le laitier est chauffé par le métal, ce qui lui confère une basse température.
Si le laitier est froid, il est très difficile d'éliminer le phosphore et le soufre du métal.
Entre la bobine et le métal en fusion, le champ magnétique se dissipe, donc une réduction de l'épaisseur du revêtement sera nécessaire. Cela conduira bientôt au fait que la doublure elle-même échouera.

Vidéo - Four à induction

Application industrielle

Les deux options de conception sont utilisées dans la fusion du fer, de l'aluminium, de l'acier, du magnésium, du cuivre et des métaux précieux. Le volume utile de telles structures peut aller de quelques kilogrammes à plusieurs centaines de tonnes.

Les fours à usage industriel sont divisés en plusieurs types.

Les conceptions à moyenne fréquence sont couramment utilisées dans l'ingénierie mécanique et la métallurgie. Avec leur aide, l'acier est fondu et, lors de l'utilisation de creusets en graphite, les métaux non ferreux sont également fondus.
Les conceptions de fréquence industrielles sont utilisées dans la fusion du fer.
Les structures de résistance sont destinées à la fusion de l'aluminium, des alliages d'aluminium, du zinc.

Noter! C'est la technologie à induction qui a constitué la base d'appareils plus populaires - les fours à micro-ondes.

usage domestique

Pour des raisons évidentes, le four de fusion à induction est rarement utilisé à la maison. Mais la technologie décrite dans l'article se retrouve dans presque toutes les maisons et appartements modernes. Ce sont les micro-ondes mentionnés ci-dessus, ainsi que les cuisinières à induction et les fours électriques.

Considérons, par exemple, les assiettes. Ils chauffent la vaisselle grâce à des courants de Foucault inductifs, à la suite desquels le chauffage se produit presque instantanément. Il est caractéristique qu'il soit impossible d'allumer le brûleur sur lequel il n'y a pas de vaisselle.

L'efficacité des cuisinières à induction atteint 90%. A titre de comparaison: pour les cuisinières électriques, il est d'environ 55 à 65% et pour les cuisinières à gaz - pas plus de 30 à 50%. Mais en toute honnêteté, il convient de noter que le fonctionnement des poêles décrits nécessite des plats spéciaux.

Four à induction fait maison

Il n'y a pas si longtemps, les radioamateurs nationaux ont clairement démontré que vous pouvez fabriquer vous-même un four à induction. Aujourd'hui, il existe de nombreux schémas et technologies de fabrication différents, mais nous n'avons donné que les plus populaires d'entre eux, c'est-à-dire les plus efficaces et les plus faciles à mettre en œuvre.

Four à induction à partir d'un générateur haute fréquence

Vous trouverez ci-dessous un circuit électrique permettant de fabriquer un appareil maison à partir d'un générateur haute fréquence (27,22 mégahertz).

En plus du générateur, le montage nécessitera quatre ampoules à haute puissance et une lampe lourde pour l'indicateur prêt à fonctionner.

Noter! La principale différence entre le four, fabriqué selon ce schéma, est la poignée du condenseur - dans ce cas, elle est située à l'extérieur.

De plus, le métal de la bobine (inductance) fondra dans l'appareil de la plus petite puissance.

Lors de la fabrication, il est nécessaire de se rappeler certains points importants qui affectent la vitesse d'embarquement en métal. Ce:

Puissance;
la fréquence;
pertes tourbillonnaires ;
taux de transfert de chaleur ;
perte d'hystérésis.

L'appareil sera alimenté par un réseau 220 V standard, mais avec un redresseur préinstallé. Si le four est destiné à chauffer une pièce, il est recommandé d'utiliser une spirale en nichrome, et si pour la fusion, des brosses en graphite. Faisons connaissance avec chacune des structures plus en détail.

Vidéo - Conception de l'onduleur de soudage

L'essence de la conception est la suivante: une paire de brosses en graphite est installée et du granit en poudre est versé entre elles, après quoi un transformateur abaisseur est connecté. Il est caractéristique que lors de la fusion, on ne puisse pas avoir peur des chocs électriques, car il n'est pas nécessaire d'utiliser 220 V.

Technologie d'assemblage

Étape 1. La base est assemblée - une boîte de briques en argile réfractaire mesurant 10x10x18 cm, posée sur une dalle réfractaire.

Étape 2. La boxe est finie avec du carton d'amiante. Après avoir été mouillé avec de l'eau, le matériau se ramollit, ce qui vous permet de lui donner n'importe quelle forme. Si vous le souhaitez, la structure peut être enveloppée de fil d'acier.

Noter! Les dimensions du boîtier peuvent varier en fonction de la puissance du transformateur.

Étape 3. La meilleure option pour un four en graphite est un transformateur d'une machine à souder de 0,63 kW. Si le transformateur est conçu pour 380 V, il peut être rembobiné, bien que de nombreux électriciens expérimentés disent que vous pouvez tout laisser tel quel.

Étape 4. Le transformateur est enveloppé d'aluminium fin - de sorte que la structure ne devienne pas très chaude pendant le fonctionnement.

Étape 5. Des brosses en graphite sont installées, un substrat d'argile est installé au fond de la boîte - afin que le métal en fusion ne se propage pas.

Le principal avantage d'un tel four est la température élevée, qui convient même à la fusion du platine ou du palladium. Mais parmi les inconvénients, il y a le chauffage rapide du transformateur, un petit volume (pas plus de 10 g peuvent être fondus à la fois). Pour cette raison, une conception différente sera nécessaire pour fondre de grands volumes.

Ainsi, pour la fusion de gros volumes de métal, un four à fil de nichrome est nécessaire. Le principe de fonctionnement de la conception est assez simple: un courant électrique est appliqué à une spirale en nichrome, qui chauffe et fait fondre le métal. Il existe de nombreuses formules différentes sur le Web pour calculer la longueur du fil, mais elles sont toutes, en principe, identiques.

Étape 1. Pour la spirale, on utilise du nichrome ø0,3 mm, d'environ 11 m de long.

Étape 2. Le fil doit être enroulé. Pour ce faire, vous avez besoin d'un tube de cuivre droit ø5 mm - une spirale est enroulée dessus.

Étape 3. Un petit tuyau en céramique de ø1,6 cm et de 15 cm de long est utilisé comme creuset. Une extrémité du tuyau est bouchée avec du fil d'amiante - de sorte que le métal en fusion ne s'écoule pas.

Étape 4. Après avoir vérifié les performances et la spirale est posée autour du tuyau. Dans le même temps, le même fil d'amiante est placé entre les spires - il empêchera un court-circuit et limitera l'accès à l'oxygène.

Étape 5. La bobine finie est placée dans une cartouche à partir d'une lampe à haute puissance. Ces cartouches sont généralement en céramique et ont la taille requise.

Les avantages d'une telle conception:

productivité élevée (jusqu'à 30 g par cycle);
chauffage rapide (environ cinq minutes) et refroidissement long;
facilité d'utilisation - il est pratique de verser du métal dans des moules;
remplacement rapide de la spirale en cas d'épuisement.

Mais il y a bien sûr des inconvénients :

le nichrome brûle, surtout si la spirale est mal isolée;
insécurité - l'appareil est connecté au secteur 220 V.

Noter! Vous ne pouvez pas ajouter de métal au poêle si la portion précédente y a déjà fondu. Sinon, tout le matériel se dispersera dans la pièce, de plus, cela pourrait blesser les yeux.

Comme conclusion

Comme vous pouvez le constater, vous pouvez toujours fabriquer vous-même un four à induction. Mais pour être franc, la conception décrite (comme tout ce qui est disponible sur Internet) n'est pas tout à fait un four, mais un onduleur de laboratoire Kukhtetsky. Il est tout simplement impossible d'assembler une structure d'induction à part entière à la maison.

Le four à induction n'est plus une nouveauté - cette invention existe depuis le 19ème siècle, mais seulement à notre époque, avec le développement de la technologie et de l'élément de base, elle commence enfin à entrer partout dans la vie quotidienne. Auparavant, les subtilités du fonctionnement des fours à induction posaient de nombreuses questions, tous les processus physiques n'étaient pas entièrement compris et les unités elles-mêmes présentaient de nombreuses lacunes et n'étaient utilisées que dans l'industrie, principalement pour la fusion des métaux.

Maintenant, avec l'avènement de puissants transistors haute fréquence et de microcontrôleurs bon marché qui ont fait une percée dans tous les domaines de la science et de la technologie, des fours à induction vraiment efficaces sont apparus et peuvent être librement utilisés pour les besoins domestiques (cuisson, chauffage de l'eau, chauffage) et même assembler les mains.

Base physique et principe de fonctionnement du four

Fig. 1. Schéma du four à induction

Avant de choisir ou de fabriquer un réchauffeur à induction, vous devez comprendre ce que c'est. Récemment, il y a eu un regain d'intérêt pour ce sujet, mais peu de gens ont une compréhension complète de la physique des ondes magnétiques. Cela a donné lieu à de nombreuses idées fausses, mythes et à de nombreux produits artisanaux inefficaces ou dangereux. Vous pouvez fabriquer un four à induction de vos propres mains, mais avant cela, vous devez acquérir au moins des connaissances de base.

La cuisinière à induction est basée sur le principe de l'induction électromagnétique. L'élément clé ici est l'inducteur, qui est un inducteur de haute qualité. Les fours à induction sont largement utilisés pour chauffer ou fondre des matériaux électriquement conducteurs, le plus souvent des métaux, en raison de l'effet thermique d'y induire un courant électrique de Foucault. Le schéma ci-dessus illustre la conception de ce four (Fig. 1).

Le générateur G produit une tension à fréquence variable. Sous l'action de sa force électromotrice, un courant alternatif I 1 circule dans la bobine inductrice L. L'inductance L avec le condensateur C est un circuit oscillant accordé en résonance avec la fréquence de la source G, grâce à quoi l'efficacité du four est considérablement augmentée.

Conformément aux lois physiques, un champ magnétique alternatif H apparaît dans l'espace autour de l'inducteur L. Ce champ peut également exister dans l'air, mais des noyaux ferromagnétiques spéciaux sont parfois utilisés pour améliorer les performances, qui ont une meilleure conductivité magnétique par rapport à l'air.

Les lignes de force du champ magnétique traversent un objet W placé à l'intérieur de l'inducteur et y induisent un flux magnétique F. Si le matériau à partir duquel la pièce W est fabriquée est électriquement conducteur, un courant induit I 2 y apparaît, fermant à l'intérieur et formant des flux d'induction de Foucault. Conformément à la loi de l'effet thermique de l'électricité, les courants de Foucault chauffent l'objet W.

Fabriquer un chauffage par induction

Un four à induction se compose de deux blocs fonctionnels principaux : un inducteur (une bobine d'induction chauffante) et un générateur (une source de tension alternative). L'inducteur est un tube de cuivre nu enroulé en spirale (Fig. 2).

Pour fabriquer un four à faire soi-même d'une puissance ne dépassant pas 3 kW, l'inducteur doit être fabriqué avec les paramètres suivants:

diamètre du tube - 10 mm;
diamètre de la spirale - 8-15 cm;
le nombre de tours de la bobine - 8-10;
la distance entre les spires est de 5-7 mm;
l'espace minimum dans l'écran est de 5 cm.

Les spires adjacentes de la bobine ne doivent pas se toucher, respectez la distance spécifiée. L'inducteur ne doit en aucun cas entrer en contact avec l'écran de protection du four, l'écart entre eux ne doit pas être inférieur à celui spécifié.

Fabrication de générateurs

Fig.3. Schéma sur les lampes

Il convient de noter qu'un four à induction pour sa fabrication nécessite au moins des compétences et des capacités moyennes en ingénierie radio. Il est particulièrement important qu'ils créent le deuxième élément clé - un générateur de courant haute fréquence. Ni l'assemblage ni l'utilisation d'un four à faire soi-même ne fonctionneront sans cette connaissance. De plus, cela peut mettre la vie en danger.

Pour ceux qui se lancent dans cette activité avec une connaissance et une compréhension du processus, il existe différentes manières et schémas par lesquels un four à induction peut être assemblé. Lors du choix d'un circuit générateur approprié, il est recommandé d'abandonner les options avec un spectre d'émission dur. Ceux-ci incluent le schéma répandu utilisant une clé à thyristor. Le rayonnement haute fréquence d'un tel générateur est capable de créer de puissantes interférences pour tous les appareils radio environnants.

Depuis le milieu du 20e siècle, un four à induction monté sur 4 lampes connaît un grand succès auprès des radioamateurs. Sa qualité et son efficacité sont loin d'être les meilleures, et les tubes radio sont difficiles à obtenir de nos jours, cependant, beaucoup continuent à assembler des générateurs selon ce schéma, car il présente un grand avantage : un spectre doux et à bande étroite du courant généré, grâce à quoi un tel four émet un minimum d'interférences et aussi sûr que possible (Fig. 3).

Le mode de fonctionnement de ce générateur est défini à l'aide d'un condensateur variable C. Le condensateur doit être à diélectrique à air, l'écart entre ses plaques doit être d'au moins 3 mm. Le diagramme contient également une lampe au néon L, qui sert d'indicateur.

Schéma d'un générateur universel

Les fours à induction modernes fonctionnent sur des éléments plus avancés - microcircuits et transistors. Le schéma universel d'un générateur push-pull, qui développe une puissance allant jusqu'à 1 kW, connaît un grand succès. Le principe de fonctionnement est basé sur un générateur d'excitation indépendant, tandis que l'inducteur est allumé en mode pont (Fig. 4).

Avantages d'un générateur push-pull assemblé selon ce schéma:

La possibilité de travailler sur le 2ème et 3ème mode en plus du principal.
Il existe un mode de chauffage de surface.
Plage de contrôle 10-10000 kHz.
Spectre de rayonnement doux dans toute la gamme.
N'a pas besoin de protection supplémentaire.

L'accord de fréquence est réalisé à l'aide d'une résistance variable R 2 . La plage de fréquence de fonctionnement est fixée par les condensateurs C 1 et C 2 . Le transformateur d'adaptation inter-étages doit être avec un noyau de ferrite annulaire d'une section d'au moins 2 cm². L'enroulement du transformateur est en fil émaillé d'une section de 0,8 à 1,2 mm. Les transistors doivent être placés sur un radiateur commun d'une superficie de 400 cm².

Conclusion sur le sujet

Le champ électromagnétique (EMF) émis par le four à induction affecte tous les conducteurs environnants. Il affecte également le corps humain. Les organes internes sous l'action des CEM sont réchauffés uniformément, la température corporelle globale augmente dans tout le volume.

Par conséquent, lorsque vous travaillez avec le four, il est important de respecter certaines précautions afin d'éviter des conséquences négatives.

Tout d'abord, le boîtier du générateur doit être protégé par un boîtier en tôle de fer galvanisé ou en treillis fin. Cela réduira l'intensité du rayonnement de 30 à 50 fois.

Il convient également de garder à l'esprit qu'au voisinage immédiat de l'inducteur, la densité de flux d'énergie sera plus élevée, notamment le long de l'axe d'enroulement. Par conséquent, la bobine d'induction doit être placée verticalement et il est préférable d'observer le chauffage de loin.

Les fours à induction ont été inventés dès 1887. Et trois ans plus tard, le premier développement industriel est apparu, à l'aide duquel divers métaux ont été fondus. Je tiens à souligner qu'en ces années lointaines ces fourneaux étaient une curiosité. Le fait est que les scientifiques de l'époque ne comprenaient pas très bien quels processus s'y déroulaient. Je l'ai compris aujourd'hui. Dans cet article, nous nous intéresserons au sujet - four à induction à faire soi-même. Quelle est la simplicité de sa conception, est-il possible d'assembler cette unité à la maison ?

Principe d'opération

Il est nécessaire de commencer l'assemblage, après avoir compris le principe de fonctionnement et le dispositif de l'appareil. Commençons par ceci. Faites attention à l'image ci-dessus, nous le comprendrons.

L'appareil comprend :

Générateur G, qui crée un courant alternatif.
Le condensateur C, avec la bobine L, crée un circuit oscillant qui fournit à l'installation une température élevée.

Attention! Certaines conceptions utilisent un générateur dit auto-oscillant. Cela permet de retirer le condensateur du circuit.
La bobine dans l'espace environnant forme un champ magnétique dans lequel il y a une tension, indiquée sur notre figure par la lettre "H". Le champ magnétique lui-même existe dans l'espace libre et peut être fermé par un noyau ferromagnétique.
Il agit également sur le mélange (W), dans lequel il crée un flux magnétique (F). Au fait, au lieu de la charge, une pièce peut être installée.
Le flux magnétique induit une tension secondaire de 12 V. Mais cela ne se produit que si W est un élément électriquement conducteur.
Si la pièce chauffée est grande et solide, le courant dit de Foucault commence à agir à l'intérieur. Il est de type vortex.
Dans ce cas, les courants de Foucault transfèrent l'énergie thermique du générateur à travers un champ magnétique, chauffant ainsi la pièce.

Le champ électromagnétique est assez large. Et même la conversion d'énergie en plusieurs étapes, qui est présente dans les fours à induction faits maison, a une efficacité maximale - jusqu'à 100%.

four à creuset

Variétés

Il existe deux principaux modèles de fours à induction :

Canaliser.
Creuset.

Nous ne décrirons pas ici toutes leurs particularités. Notez simplement que la version canal est une conception similaire à une machine à souder. De plus, pour faire fondre le métal dans de tels fours, il fallait laisser un peu de fonte, sans quoi le processus ne fonctionnait tout simplement pas. La deuxième option est un schéma avancé qui utilise une technologie sans fonte résiduelle. C'est-à-dire que le creuset est simplement installé directement dans l'inducteur.

Comment ça fonctionne

Pourquoi avez-vous besoin d'un tel four à la maison?

En général, la question est assez intéressante. Regardons cette situation. Il existe un assez grand nombre d'appareils électriques et électroniques soviétiques qui utilisaient des contacts en or ou en argent. Ces métaux peuvent être éliminés de différentes manières. L'un d'eux est une cuisinière à induction.

C'est-à-dire que vous prenez les contacts, les mettez dans un creuset étroit et long, que vous installez dans l'inducteur. Après 15-20 minutes, en réduisant la puissance, en refroidissant l'appareil et en cassant le creuset, vous obtiendrez une tige au bout de laquelle vous trouverez une pointe en or ou en argent. Coupez-le et apportez-le à un prêteur sur gages.

Bien qu'il convient de noter qu'avec l'aide de cette unité artisanale, divers processus avec des métaux peuvent être effectués. Par exemple, vous pouvez durcir ou partir.

Bobine avec batterie (générateur)

Composants du poêle

Dans la section « Principe de fonctionnement », nous avons déjà mentionné toutes les parties du four à induction. Et si tout est clair avec le générateur, alors l'inductance (bobine) doit être traitée. Un tube de cuivre lui convient. Si vous assemblez un appareil d'une puissance de 3 kW, vous aurez besoin d'un tube d'un diamètre de 10 mm. La bobine elle-même est torsadée avec un diamètre de 80-150 mm, avec un nombre de tours de 8 à 10.

Veuillez noter que les bobines du tube de cuivre ne doivent pas se toucher. La distance optimale entre eux est de 5 à 7 mm. La bobine elle-même ne doit pas toucher l'écran. La distance entre eux est de 50 mm.

Typiquement, les fours à induction industriels ont une unité de refroidissement. Il est impossible de le faire à la maison. Mais pour une unité d'une puissance de 3 kW, travailler jusqu'à une demi-heure ne menace rien. Certes, avec le temps, du tartre de cuivre se forme sur le tube, ce qui réduit l'efficacité de l'appareil. Donc, périodiquement, la bobine devra être changée.

Générateur

En principe, fabriquer un générateur de vos propres mains n'est pas un problème. Mais cela n'est possible que si vous avez des connaissances suffisantes en électronique radio au niveau d'un radioamateur moyen. S'il n'y a pas une telle connaissance, alors oubliez la cuisinière à induction. La chose la plus importante est que vous devez également être capable d'utiliser cet appareil avec habileté.

Si vous êtes confronté au dilemme de choisir un circuit générateur, prenez un conseil - il ne devrait pas avoir de spectre de courant dur. Afin de clarifier les enjeux, nous proposons le circuit générateur le plus simple pour un four à induction sur la photo ci-dessous.

Circuit générateur

Connaissances requises

Le champ électromagnétique agit sur tous les êtres vivants. Un exemple est la viande au micro-ondes. Par conséquent, cela vaut la peine de prendre soin de la sécurité. Et peu importe si vous assemblez le poêle et le testez ou travaillez dessus. Il existe un indicateur tel que la densité de flux d'énergie. Cela dépend donc du champ électromagnétique. Et plus la fréquence des radiations est élevée, pire est le corps humain.

De nombreux pays ont adopté des mesures de sécurité tenant compte de la densité énergétique. Il y a des limites développées. Il s'agit de 1 à 30 mW pour 1 m² de corps humain. Ces indicateurs sont valables si l'exposition ne dépasse pas une heure par jour. À propos, l'écran galvanisé installé réduit la densité du plafond de 50 fois.

N'oubliez pas de noter l'article.