Schéma de câblage du chauffage par induction. Chauffage par induction simple

Les artisans ont trouvé de nombreuses façons de chauffer la maison. L'un d'eux - chauffage par induction. Comme tout autre, il a ses avantages et ses inconvénients.

Principe de fonctionnement

Le travail est basé sur la loi de Joule-Lenz, qui reflète la dépendance directe de la puissance thermique du conducteur sur la tension champ électrique. Tout le monde connaît la relation du magnétisme et de l'électricité, qui ne peuvent tout simplement pas exister l'un sans l'autre. Si un courant haute fréquence est appliqué à la bobine, un champ magnétique se forme autour de celle-ci. Son écoulement va percer l'âme conductrice insérée dans la bobine. L'induction magnétique qui en résulte changera constamment de direction et de temps, ce qui provoquera l'apparition de courants de Foucault se déplaçant dans un cercle vicieux. Celui-ci convertit l'énergie électromagnétique en énergie thermique. C'est dans de façon générale schéma d'un chauffage par induction.

Les appareils de chauffage par induction ont fait leurs preuves avec brio dans une grande variété d'applications. Avec leur aide, il est possible d'effectuer un durcissement superficiel de produits métalliques, un soudage ultra-propre et sans contact, un chauffage par points et même une fusion de matériaux conducteurs. Les inducteurs industriels sont équipés d'un transformateur puissant capable de leur fournir des courants importants.

Inducteur à la maison

Étant donné que le schéma d'un tel appareil de chauffage n'est pas compliqué et que l'efficacité d'un tel appareil est très élevée (jusqu'à 98%), le chauffage par induction à vortex ne pouvait qu'intéresser les artisans.

Très souvent, beaucoup de personnes ont l'idée d'utiliser le principe de l'induction pour chauffer une maison. Après tout, un radiateur à induction est capable de chauffer de l'eau presque instantanément. Par conséquent, il existe un certain nombre de conceptions qui sont un appareil de chauffage par induction fait maison.

Il existe de nombreuses lois en physique qui ne peuvent être contournées. L'énergie n'est pas prise de nulle part, et donc la quantité d'électricité consommée ne peut pas être inférieure à l'énergie thermique requise.

En d'autres termes, s'il faut 5 kWh pour chauffer une pièce, vous ne pouvez pas le faire avec seulement 2 kWh d'électricité, quelle que soit la qualité de la conception du radiateur. Si vous envisagez de chauffer avec un inducteur, vous devez être prêt à augmenter les paiements pour l'électricité.

L'option la plus populaire parmi les artisans est un appareil de chauffage par induction d'un onduleur de soudage. Il ya un certain nombre de raisons à cela:

1. L'onduleur génère un courant à haute fréquence, ce qui augmente considérablement l'intensité du champ électrique, ce qui a un effet bénéfique sur le transfert de chaleur.
2. L'onduleur de soudage est capable de fournir des courants élevés. De tous les appareils disponibles pour un usage domestique, l'onduleur est le mieux adapté pour être utilisé comme source d'alimentation pour chauffage par induction.

Éléments structurels

Le chauffage par induction à faire soi-même se fait comme suit:

1. Un morceau de tuyau en plastique d'une épaisseur de paroi d'au moins 3 mm est rempli en morceaux fil métallique. Ils mesurent environ 5 cm de long.
2. Les deux extrémités de ce morceau de tuyau sont recouvertes d'un treillis métallique pour maintenir ces pièces en place. Le tuyau doit être complètement rempli de fil.
3. Après cela, il doit être soigneusement enveloppé dans une épaisse fil de cuivre- environ 90 tours. Il est conseillé de choisir un fil d'un diamètre d'au moins 3 mm.
4. À l'aide d'adaptateurs et de raccords, le tuyau est connecté au système de chauffage, qui est ensuite rempli d'eau.
5. Les extrémités du fil sont connectées aux bornes de l'onduleur de soudage.
6. Il est nécessaire d'assurer la mise en œuvre de toutes les mesures de sécurité incendie et électrique.

Après avoir allumé l'appareil, les morceaux de fil métallique chauffent instantanément et commencent à dégager de la chaleur à l'eau qui les traverse.

Il convient surtout de s'attarder sur le fait que l'eau doit nécessairement circuler en permanence.

Sinon, la température du tuyau augmentera tellement qu'il risque de fondre.

C'est l'un des inconvénients les plus graves de ces appareils de chauffage. En cas d'absence fréquente des propriétaires, un système de contrôle informatique automatique du fonctionnement de l'appareil de chauffage est nécessaire.

Le chauffage par induction est tout à fait adapté au chauffage, mais il a ses inconvénients. Ils sont tout à fait réparables et avec une élaboration appropriée des détails, cette conception est capable de rivaliser avec les autres.

L'utilisation de bobines d'induction au lieu d'éléments chauffants traditionnels dans équipement de chauffage permis d'augmenter considérablement l'efficacité des unités avec moins de consommation d'électricité. Les appareils de chauffage par induction sont apparus en vente relativement récemment, d'ailleurs, à des prix assez élevés. Voilà pourquoi artisans n'a pas laissé ce sujet sans attention et a 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.

Aussi aux avantages de ce type le chauffage peut être attribué 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.

1. Générateur de courant. Grâce à ce module courant alternatif l'alimentation domestique est convertie en haute fréquence.
2. Inducteur. Il est fait de fil de cuivre torsadé en une bobine pour former un champ magnétique.
3. . 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. Plus loin, tuyau en métal, situé à l'intérieur de l'inducteur, s'échauffe sous l'effet des flux tourbillonnaires qui se produisent dans la bobine. Le liquide de refroidissement (eau) traversant le réchauffeur prend l'énérgie thermique et le transfère à 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.

Ci-dessous schéma 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.

1. onduleur Machine de soudage . C'est bien si l'unité implémente la fonction de réglage du courant en douceur.
2. 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.

1. 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, en métal ou tuyau en plastique.
2. Prenez un tube de cuivre et rivetez une extrémité avec un marteau.
3. Remplir le tube hermétiquement sable sec et riveter l'autre extrémité. Le sable empêchera le tube de se casser lorsqu'il est tordu.
4. Faites 7 tours de tube autour du gabarit, puis coupez ses extrémités et versez le sable.
5. Connectez la bobine résultante à l'onduleur converti.

Conseils! Si le four à induction est censé fonctionner longue duréeà haute puissance, il est recommandé d'apporter un refroidissement par eau au tube.

Chauffe-eau à induction

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

1. onduleur. L'appareil est sélectionné avec la puissance nécessaire à la chaudière de chauffage.
2. 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. diamètre intérieur sera moindre, alors les performances de la chaudière seront faibles.
3. 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.
4. 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 matériel donné résistant aux hautes températures.
5. 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 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.

1. Source de courant RF. Dans ce cas, il s'agit d'un onduleur modifié.
2. Éléments de sécurité. Ce groupe peut comprendre : thermomètre, soupape de sécurité, manomètre, etc.
3. 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.
4. Pompe de circulation. Grâce à lui, l'eau pourra circuler dans le système de chauffage.
5. 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.
6. Vase d'expansion de type membrane. Il est utilisé pour compenser la dilatation thermique de l'eau.
7. Radiateur. Pour 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.
8. 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 connaissances nécessaires en génie électrique, il faut penser à combien fonctionnement sûr un tel appareil, puisqu'il n'est équipé ni de capteurs spéciaux ni d'unité de commande. Il est donc recommandé de privilégier équipement fini fabriqué en usine.

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 des matériaux courants électriques, qui sont induits par les variables champ magnétique. 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. Flux magnétique entre les enroulements est fermé par 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. Faire des inducteurs à partir de tubes en cuivre refroidi par 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.
Le reçu prototypes 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).

Étant donné que le chauffage est effectué au moyen de 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 grande vitesse le chauffage 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 d'une 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 intensif se produit dans des couches supérieures pièces, et 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'inducteur pour le chauffage de petites pièces a petite taille et une petite inductance, ce qui entraîne une diminution du facteur de qualité du circuit oscillant 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 oscillant est proportionnel à L / C, circuit oscillatoire avec un faible facteur de qualité est trop "pompé" en énergie, forme un court-circuit le long de 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 (générateur Hartley, générateur à autotransformateur) a été utilisé comme générateur d'oscillations à haute fréquence. retour d'information, circuit 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, entreprises industrielles, ainsi qu'en 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 pièces sont changées (par exemple, d'une plus petite à une plus grande), l'inductance du système inducteur-pièce 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. disparaissent aussi Propriétés magnétiques matériau et le processus d'inversion de magnétisation s'arrête - la pièce commence à s'échauffer davantage, 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 des 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'une seule spire de 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 (Itot) augmente.

Circuit oscillant série - résonance de tension.

caractéristique principale circuit résonant 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.
Sortir:
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.

Aujourd'hui, lors de l'organisation du chauffage de l'eau, un chauffe-eau à induction s'est généralisé. Cette exigence est assurée par le fait que l'appareil est totalement respectueux de l'environnement, ne sèche pas et ne brûle pas l'air. L'utilisation d'un tel dispositif peut être mise en œuvre pour le chauffage instantané de l'eau ou comme chaudière de chauffage. Vous pouvez acheter un chauffe-eau à induction dans un magasin et le fabriquer vous-même. Il est à noter que selon spécifications techniques il ne cédera pas au modèle acheté, cependant, il n'aura pas l'air si attrayant, mais en même temps, il coûtera beaucoup moins cher.

L'utilisation d'un tel appareil à la maison vous permet d'obtenir des performances et une fiabilité de fonctionnement maximales. Dans ce cas, l'unité n'a pas besoin d'être accompagnée d'une documentation spéciale et d'une autorisation d'installation, par exemple en tant que chaudière à gaz. En utilisant un radiateur à induction comme une chaudière de chauffage traditionnelle, dans certains cas, une pompe ne sera pas nécessaire. Le mouvement du liquide de refroidissement est obtenu par processus de convection: Lorsqu'elle est chauffée, l'eau se transforme en vapeur.

Il convient de noter que le chauffe-eau à induction présente de nombreux avantages qui le distinguent de ses concurrents.

1. Le coût d'un tel appareil est négligeable.
2. Il est possible d'assembler l'appareil de chauffage vous-même.
3. N'émet pas de bruit parasite. La bobine vibre assez fortement pendant le fonctionnement, mais cela n'est pratiquement pas perceptible.
4. En raison des vibrations constantes, la saleté et le tartre n'ont pas le temps de se fixer aux éléments fonctionnels, de sorte que l'appareil n'a pas besoin d'un nettoyage régulier.
5. Il comporte dans sa composition un générateur de chaleur, qui se rend très facilement étanche à l'air. L'eau servant de caloporteur est placée dans un élément chauffant, en raison de laquelle l'énergie est transférée à travers un champ magnétique. Il ne nécessite pas l'utilisation de contacts, et, par conséquent, de joints d'huile et de divers élastiques d'étanchéité, qui ont la particularité de se rompre rapidement.
6. Il se casse rarement, car un simple tube est responsable du chauffage de l'eau, dans laquelle il n'y a tout simplement rien à casser ou à brûler.

En choisissant un chauffe-eau à induction, le propriétaire reçoit un appareil avec un minimum d'entretien, car il se compose d'un petit nombre de composants. Et eux, à leur tour, échouent très rarement.

Le principe de fonctionnement de la chaudière à induction

Mais vous ne pouvez pas vous passer des inconvénients. Comme toute technologie, elles existent.

1. Consommation d'électricité élevée, ce qui se traduira par de grosses factures de lumière ;
2. L'appareil devient très chaud et tout autour devient chaud, vous ne devez donc pas toucher l'appareil pendant son fonctionnement.
3. Le chauffe-eau à induction a une forte dissipation thermique, donc l'installation est nécessaire capteur de température pour éviter une surchauffe de l'appareil et, par conséquent, une explosion.

Types de chauffe-eau à induction

Tous les appareils de ce type, qui peuvent être fabriqués à la main, peuvent être divisés en deux groupes:

1. Réchauffeurs vortex type d'inducteur, qui sont le plus souvent utilisés dans les maisons pour assurer des fonctions de chauffage. C'est leur procédé de fabrication qui sera abordé ci-dessous.
2. Les appareils de chauffage dont la conception implique l'utilisation différents types composants et pièces électroniques.

Lors de la création chauffage par induction vortex(ou VIN en abrégé) de vos propres mains, les unités structurelles suivantes doivent être fournies :

• un élément chargé de convertir l'électricité en courant haute fréquence ;
• une inductance (réalisée le plus souvent sous la forme d'un élément cylindrique en fil de cuivre), qui, lorsqu'elle est utilisée, remplit la fonction de transformateur responsable de la formation d'un champ magnétique ;
• l'élément qui jouera le rôle de chauffage est situé à l'intérieur de l'inducteur lui-même.

Le travail de VIN est le suivant.

1. Le courant haute fréquence du convertisseur est transféré à l'inductance.
2. Dans l'inducteur, un un champ magnétique, qui à son tour crée des flux tourbillonnaires.
3. Échangeur de chaleur en action courants de Foucault atteint rapidement une température élevée et, par conséquent, chauffe le liquide de refroidissement, ce qui diffuse davantage la chaleur.

Schéma d'un chauffe-eau moderne

L'un des composants les plus importants est la bobine d'induction, dont la fabrication doit être traitée avec un soin particulier. Fil de cuivre très soigneusement enroulé sur un tuyau en plastique, et le nombre d'écheveaux ne doit pas être inférieur à 100.

D'après la description présentée, nous pouvons conclure qu'il n'est pas difficile de fabriquer soi-même un chauffe-eau à induction.

Caractéristiques de fabrication

Le chauffage par induction à faire soi-même peut être fabriqué de deux manières. Examinez brièvement chacun d'eux.

Option 1

L'appareil le plus simple (alors qu'il aura une puissance élevée) peut être fabriqué sur la base de circuit imprimé. Parmi les caractéristiques du circuit qui seront utilisées dans l'appareil, il convient de souligner les points suivants :

• l'ensemble de la conception, en fait, est représenté par un multivibrateur avec une organisation à haute puissance;
• une attention particulière doit être portée à la résistance, car c'est elle qui empêchera la surchauffe des transistors;
• l'inducteur d'un tel appareil doit être réalisé sous la forme d'une spirale de 6 à 8 tours de fil de cuivre;
• en tant que régulateur, vous pouvez utiliser l'élément correspondant de l'alimentation de l'ordinateur et ne pas penser à sa contraction.

Chauffage par induction vortex

Option 2

La base de la fabrication d'un tel appareil de leurs propres mains est l'utilisation de transformateur électronique.

L'essence de cette méthode de fabrication d'un chauffe-eau à induction est la suivante.

1. Deux tuyaux utilisant le soudage doivent être connectés de manière à ressembler visuellement à un beignet. Cet élément jouera ensuite à la fois le rôle d'élément chauffant et de conducteur.
2. Le fil de cuivre devra être enroulé sur le corps.
3. Pour assurer un mouvement rapide et de haute qualité de l'eau, 2 tuyaux sont soudés dans le corps principal. L'eau coulera dans l'un d'eux et à partir du second, elle sortira dans le système lui-même.

Ce sont tous les conseils sur la façon d'assembler un tel appareil de chauffage de vos propres mains et d'assurer un chauffage de haute qualité et la présence constante d'eau chaude dans la maison.

Mise à jour:

2016-09-12

Il est facile de créer un appareil de chauffage par induction de vos propres mains. Il s'agit d'un appareil capable de chauffer un métal selon la méthode des courants de Foucault. Les avantages incluent ce qui suit :

• il est scellé et permet une transmission de données sans contact ;
• silencieux;
• faible coût des pièces;
• écologique;
• chauffe très vite;
• l'échelle n'y apparaît pas en raison de la vibration des actions d'induction;
• durable.

Parmi les lacunes figurent :

• coût élevé de l'électricité consommée;
• les champs électromagnétiques affectent négativement une personne;
• il y a un risque de détonation du système de chauffage dû à une surpression.

Faites attention au circuit de chauffage. Pour fabriquer un appareil de chauffage, vous avez besoin d'un morceau de tuyau en plastique à paroi épaisse. Il servira de corps cet appareil. Ensuite, vous devez préparer un fil d'acier dont le diamètre ne dépasse pas 7 mm. De plus, si vous devez connecter le radiateur au système de chauffage, il est recommandé de faire le plein d'adaptateurs. Vous aurez également besoin grille métallique. Il tiendra le fil à l'intérieur du boîtier. Vous aurez certainement besoin de fil d'acier pour créer un inducteur. Vous devez également trouver un onduleur haute fréquence, disponible dans presque tous les garages.

Parlons maintenant du processus de fabrication lui-même. Tout d'abord, des étapes préliminaires sont effectuées pour le fil. Le fil doit être coupé en segments d'une longueur de 5 à 6 cm, puis le bas du segment de tuyau est recouvert d'un treillis et des segments du fil coupé sont coulés à l'intérieur. Dans la partie supérieure, le tuyau devra également être recouvert d'un treillis. Les fils doivent être coulés en une quantité telle que tout le tuyau est rempli jusqu'au sommet.

Maintenant, comme le montre le schéma, une bobine est en cours de fabrication. Le socle est boite en plastique. 90 tours de cuivre doivent être enroulés dessus.
Une fois l'élément fabriqué, vous devrez le monter dans le système de chauffage. Ensuite, vous pouvez connecter la bobine au réseau via l'onduleur. On pense qu'un tel appareil de chauffage est assez simple et le plus budgétaire.
Ne testez pas l'unité s'il n'y a pas d'alimentation en liquide ou en antigel. Sinon, le tuyau fondra. Avant de démarrer le système, il est recommandé d'effectuer la mise à la terre de l'onduleur.

Assemblage du réchauffeur à induction vortex

Nous allons donc maintenant analyser comment assembler un appareil de chauffage par induction fait maison. Pour terminer l'assemblage de l'unité, un accélérateur est nécessaire. Cet élément peut être trouvé en ouvrant l'alimentation de l'ordinateur. Ensuite, un fil d'acier ferromagnétique est enroulé, un fil de cuivre de 1,5 mm. Selon les paramètres requis, 10 à 30 tours peuvent être nécessaires. Ensuite, les transistors à effet de champ sont sélectionnés. Ils sont sélectionnés en fonction de la plus grande résistance de jonction ouverte. Les diodes sont sélectionnées pour une tension inverse d'au moins 500 V, le courant doit être d'environ 3-4 A. Vous aurez également besoin de diodes Zener, qui sont conçues pour 15-18 A. Leur puissance doit être d'environ 2-3 watts. Résistances - pas plus de 0,5 W.

Ensuite, le circuit est assemblé et une bobine est fabriquée. Ce sera la base sur laquelle le radiateur sera basé. La bobine doit avoir 6-7 tours de fil de cuivre de 1,5 mm. Ensuite, l'élément est inclus dans le circuit et connecté au réseau. L'unité peut chauffer les boulons au jaune.

Bien que le schéma soit simple, mais en fonctionnement, le système se démarquera un grand nombre de chaleur, pour cette raison, il est souhaitable d'installer des radiateurs sur des transistors.

Il est maintenant clair comment assembler une unité qui effectue le chauffage par induction du métal.

Regardez la vidéo sur la fabrication d'un radiateur à induction vous-même (voir la vidéo).

Les normes de sécurité

Lors de l'utilisation et du montage de l'appareil de chauffage de vos propres mains, les points suivants doivent être respectés :

• installation requise soupape de sécurité afin de réduire la pression en cas de panne de la pompe ;
• vous devez mettre à la terre l'enroulement d'induction: amenez le fil au circuit métallique, qui est dans le sol;
• pas besoin d'allumer le système sans liquide de refroidissement, sinon les pièces en polymère fondront;
• les parties en cuivre exposées doivent être isolées pour éviter les brûlures ou les chocs électriques.

Vous avez maintenant appris à fabriquer un appareil de chauffage par induction de vos propres mains. Nous espérons que les instructions et le schéma vous ont beaucoup aidé. La vidéo ci-jointe peut également être très utile pour fabriquer un radiateur maison. Nous vous souhaitons du succès dans votre travail.