Shema ožičenja indukcijskog štednjaka. indukcijska peć za taljenje

Indukcijska peć se često koristi u području metalurgije, pa je ovaj koncept dobro poznat ljudima koji su manje-više povezani s procesom taljenja raznih metala. Uređaj vam omogućuje pretvaranje električne energije koju stvara magnetsko polje u toplinu.

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

Domaći uređaj vjerojatno neće biti prikladan za složene zadatke, ali će se nositi s osnovnim funkcijama. Uređaj možete sastaviti na temelju radnog pretvarača za zavarivanje iz tranzistora ili na svjetiljkama. Najproduktivniji u ovom slučaju je upravo uređaj na svjetiljkama zbog visoke učinkovitosti.

Princip rada indukcijske peći

Zagrijavanje metala smještenog unutar uređaja događa se prijelazom elektromagnetskih impulsa u toplinsku energiju. Elektromagnetske impulse proizvodi zavojnica s zavojima bakrene žice ili cijevi.

Shema indukcijske peći i sheme grijanja

Kada je uređaj spojen, električna struja počinje prolaziti kroz zavojnicu, a oko njega se pojavljuje električno polje koje tijekom vremena mijenja svoj smjer. Prvi put je izvedbu takve instalacije opisao James Maxwell.

Predmet koji se zagrijava mora se postaviti unutar zavojnice ili blizu nje. Ciljani objekt će biti probijen fluksom magnetske indukcije, a unutra će se pojaviti magnetsko polje tipa vrtloga. Tako će se induktivna energija pretvoriti u toplinsku energiju.

Sorte

Peći na indukcijskom svitku obično se dijele u dvije vrste ovisno o vrsti konstrukcije:

Kanal;
Crucible.

U prvim uređajima metal za taljenje se nalazi ispred indukcijskog svitka, au pećima drugog tipa smješten je unutar njega.

Pećnicu možete sastaviti slijedeći korake u nastavku:

Bakrenu cijev savijamo u obliku spirale. Ukupno je potrebno napraviti oko 15 zavoja, razmak između kojih bi trebao biti najmanje 5 mm. Unutar spirale, lončić treba biti slobodno smješten, gdje će se odvijati proces taljenja;
Izrađujemo pouzdano kućište za uređaj, koji ne bi trebao provoditi električnu struju, a mora izdržati visoke temperature zraka;
Prigušnice i kondenzatori su sastavljeni prema gore navedenoj shemi;
Na krug je spojena neonska svjetiljka, koja će signalizirati da je uređaj spreman za rad;
Također je zalemljen kondenzator za podešavanje kapacitivnosti.

Upotreba grijanja

Indukcijske peći ovog tipa mogu se koristiti i za grijanje prostora. Najčešće se koriste zajedno s bojlerom koji dodatno zagrijava hladnu vodu. Zapravo, dizajni se koriste iznimno rijetko zbog činjenice da je, kao rezultat gubitaka elektromagnetske energije, učinkovitost uređaja minimalna.

Drugi nedostatak temelji se na potrošnji velike količine električne energije od strane uređaja tijekom rada, jer je uređaj klasificiran kao ekonomski neisplativ.

Hlađenje sustava

Samostalni uređaj mora biti opremljen rashladnim sustavom, jer će tijekom rada sve komponente biti izložene visokim temperaturama, struktura se može pregrijati i slomiti. Pećnice iz trgovine hlade se vodom ili antifrizom.

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

Za kućne pećnice možete pokušati koristiti konvencionalni ventilator s oštricama. Obratite pažnju na to da uređaj ne smije biti preblizu pećnici, jer metalni dijelovi ventilatora negativno utječu na rad uređaja, a također mogu otvoriti vrtložne tokove i smanjiti performanse cijelog sustava.

Mjere opreza za korištenje uređaja

Prilikom rada s uređajem morate se pridržavati sljedećih pravila:

Neki elementi instalacije, kao i metal koji se topi, izloženi su jakoj toplini, zbog čega postoji opasnost od opeklina;
Kada koristite pećnicu s lampom, svakako je stavite u zatvoreno kućište, inače postoji velika vjerojatnost strujnog udara;
Prije rada s uređajem uklonite sve metalne elemente i složene elektroničke uređaje iz radnog područja uređaja. Uređaj ne smiju koristiti osobe koje imaju ugrađen srčani stimulator.

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

Domaću instalaciju lako je prilagoditi za rad u određenim uvjetima promjenom nekih postavki. Ako slijedite navedene sheme prilikom sastavljanja konstrukcije, kao i slijedite osnovna sigurnosna pravila, domaći uređaj praktički neće biti inferiorniji od kućanskih aparata kupljenih u trgovini.

Pročitajte u članku

Princip rada indukcijskog grijača

Indukcijsko grijanje nije moguće bez upotrebe tri glavna elementa:

induktor;
generator;
grijaće tijelo.

Induktor je zavojnica, obično izrađena od bakrene žice, koja stvara magnetsko polje. Alternator se koristi za proizvodnju struje visoke frekvencije iz standardne struje u kućanstvu od 50 Hz. Metalni predmet koristi se kao grijaći element, sposoban apsorbirati toplinsku energiju pod utjecajem magnetskog polja.

Ako ispravno spojite ove elemente, možete dobiti uređaj visokih performansi koji je savršen za zagrijavanje tekuće rashladne tekućine i grijanje kuće. Uz pomoć generatora, električna struja s potrebnim karakteristikama dovodi se do induktora, t.j. na bakrenom svitku. Prolazeći kroz njega, tok nabijenih čestica stvara magnetsko polje.

Princip rada indukcijskih grijača temelji se na pojavi električnih struja unutar vodiča koji se pojavljuju pod utjecajem magnetskih polja.

Posebnost polja je u tome što ima sposobnost mijenjanja smjera elektromagnetskih valova na visokim frekvencijama. Ako se u ovo polje stavi bilo koji metalni predmet, on će se pod utjecajem stvorenih vrtložnih struja početi zagrijavati bez izravnog kontakta s induktorom.

Visokofrekventna električna struja koja teče od pretvarača do indukcijske zavojnice stvara magnetsko polje s vektorom magnetskih valova koji se stalno mijenja. Metal postavljen u ovo polje brzo se zagrijava

Nedostatak kontakta omogućuje zanemarivanje gubitaka energije tijekom prijelaza s jedne vrste na drugu, što objašnjava povećanu učinkovitost indukcijskih kotlova.

Za zagrijavanje vode za krug grijanja dovoljno je osigurati njegov kontakt s metalnim grijačem. Često se metalna cijev koristi kao grijaći element, kroz koji se jednostavno prolazi mlaz vode. Voda istovremeno hladi grijač, što značajno povećava njegov vijek trajanja.

Elektromagnet indukcijskog uređaja dobiva se namotavanjem žice oko jezgre feromagneta. Rezultirajući indukcijski svitak se zagrijava i prenosi toplinu na zagrijano tijelo ili na rashladnu tekućinu koja teče u blizini kroz izmjenjivač topline

Književnost

Babat G. I., Svenchansky A. D. Električne industrijske peći. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 str.
Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimalno zagrijavanje cilindrične ljuske s temperaturno ovisnim karakteristikama materijala // Mat. metode i fiz.-mekh. polja. - 1977. - Izd. 5 . - S. 26-30.
Vasiliev A.S. Generatori žarulja za visokofrekventno grijanje. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 15). - 5300 primjeraka. - ISBN 5-217-00923-3.
Vlasov V. F. Tečaj radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 str.
Izyumov N. M., Linde D. P. Osnove radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 str.
Lozinsky M. G. Industrijska primjena indukcijskog grijanja. - M.: Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR-a, 1948. - 471 str.
Primjena visokofrekventnih struja u elektrotermiji / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 str.
Slukhotsky A. E. Induktori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 12). - 10.000 primjeraka. - ISBN 5-217-00571-8.
Vogel A. A. Indukcijska metoda za držanje tekućih metala u suspenziji / Ed. A. N. Šamova. - 2. izd., ispravljeno. - L.: Mašinostroenie, 1989. - 79 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 11). - 2950 primjeraka. - .

Princip rada

Potonja opcija, koja se najčešće koristi u kotlovima za grijanje, postala je tražena zbog jednostavnosti njegove provedbe. Princip rada jedinice indukcijskog grijanja temelji se na prijenosu energije magnetskog polja na rashladnu tekućinu (vodu). U induktoru nastaje magnetsko polje. Izmjenična struja, prolazeći kroz zavojnicu, stvara vrtložne struje koje pretvaraju energiju u toplinu.

Princip rada instalacije indukcijskog grijanja

Voda koja se dovodi kroz donju cijev u kotao zagrijava se prijenosom energije, a izlazi kroz gornju cijev, ulazeći dalje u sustav grijanja. Za stvaranje tlaka koristi se ugrađena pumpa. Stalno cirkulirajuća voda u kotlu ne dopušta pregrijavanje elemenata. Osim toga, tijekom rada, nosač topline vibrira (na niskoj razini buke), zbog čega su naslage kamenca na unutarnjim stijenkama kotla nemoguće.

Indukcijski grijači mogu se implementirati na različite načine.

Proračun snage

Budući da je indukcijska metoda taljenja čelika jeftinija od sličnih metoda temeljenih na korištenju loživog ulja, ugljena i drugih energetskih nosača, proračun indukcijske peći počinje s izračunom snage jedinice.

Snaga indukcijske peći podijeljena je na aktivnu i korisnu, svaki od njih ima svoju formulu.

Kao početne podatke trebate znati:

kapacitet peći, u razmatranom slučaju, na primjer, jednak je 8 tona;
snaga jedinice (uzima se njegova maksimalna vrijednost) - 1300 kW;
frekvencija struje - 50 Hz;
produktivnost peći je 6 tona na sat.

Također je potrebno uzeti u obzir otopljeni metal ili leguru: po stanju je cink. Ovo je važna točka, toplinska ravnoteža taljenja lijevanog željeza u indukcijskoj peći, kao i drugih legura.

Korisna snaga, koja se prenosi na tekući metal:

Rpol \u003d Wtheor × t × P,
Wtheor - specifična potrošnja energije, teoretska je i pokazuje pregrijavanje metala za 10C;
P - produktivnost postrojenja peći, t/h;
t - temperatura pregrijavanja legure ili metalne gredice u peći za kupanje, 0C
Rpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktivna snaga:

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - uzeto iz prethodne formule, kW;
Yuterm - učinkovitost ljevaoničke peći, njegove granice su od 0,7 do 0,85, u prosjeku uzimaju 0,76.
P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, vrijednost je zaokružena na 1900 kW.

U završnoj fazi izračunava se snaga induktora:

Kora \u003d P / N,
P je aktivna snaga peći, kW;
N je broj induktora koji se nalaze na peći.
Kora \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Potrošnja energije indukcijske peći pri taljenju čelika ovisi o njegovoj izvedbi i vrsti induktora.

Komponente peći

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku mini-pećnicu uradi sam, onda je važno znati da je njezin glavni element grijaći svitak. U slučaju domaće verzije, dovoljno je koristiti induktor od gole bakrene cijevi promjera 10 mm

Za induktor se koristi unutarnji promjer od 80-150 mm, a broj zavoja je 8-10. Važno je da se zavoji ne dodiruju, a razmak između njih je 5-7 mm. Dijelovi induktora ne smiju doći u dodir s njegovim zaslonom, minimalni razmak mora biti 50 mm.

Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, onda biste trebali znati da voda ili antifriz hlade induktore u industrijskim razmjerima. U slučaju male snage i kratkog rada stvorenog uređaja, moguće je bez hlađenja. Ali tijekom rada, induktor postaje vrlo vruć, a kamenac na bakru ne samo da može drastično smanjiti učinkovitost uređaja, već i dovesti do potpunog gubitka njegovih performansi. Nemoguće je samostalno izraditi induktor s hlađenjem, pa će ga trebati redovito mijenjati. Prisilno zračno hlađenje se ne smije koristiti, jer će ventilator postavljen blizu zavojnice "privući" EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i smanjenja učinkovitosti peći.

Problem indukcijskog zagrijavanja izradaka od magnetskih materijala

Ako inverter za indukcijsko grijanje nije autooscilator, nema samopodešavajući krug (PLL) i radi od vanjskog glavnog oscilatora (na frekvenciji bliskoj rezonantnoj frekvenciji oscilatora "induktor - kompenzacijska kondenzatorska banka" strujni krug). U trenutku kada se izradak izrađen od magnetskog materijala uvede u induktor (ako su dimenzije izratka dovoljno velike i razmjerne dimenzijama induktora), induktivnost induktora naglo raste, što dovodi do naglog smanjenja prirodne rezonancije. frekvencija titrajnog kruga i njegovo odstupanje od frekvencije glavnog oscilatora. Krug izlazi iz rezonancije s glavnim oscilatorom, što dovodi do povećanja njegovog otpora i naglog smanjenja snage koja se prenosi na radni komad. Ako je snaga jedinice kontrolirana vanjskim napajanjem, tada je prirodna reakcija operatera povećanje napona napajanja jedinice. Kada se radni komad zagrije do Curiejeve točke, njegova magnetska svojstva nestaju, prirodna frekvencija titrajnog kruga se vraća na frekvenciju glavnog oscilatora. Otpor kruga naglo se smanjuje, potrošnja struje naglo raste. Ako operater nema vremena ukloniti povećani napon napajanja, jedinica se pregrije i ne uspije.
Ako je instalacija opremljena automatskim upravljačkim sustavom, tada bi upravljački sustav trebao pratiti prijelaz kroz Curieovu točku i automatski smanjiti frekvenciju glavnog oscilatora, prilagođavajući je rezonanciji s oscilatornim krugom (ili smanjiti dovedenu snagu ako frekvencija promjena je neprihvatljiva).

Ako se nemagnetski materijali zagrijavaju, gore navedeno nije važno. Uvođenje izratka izrađenog od nemagnetskog materijala u induktor praktički ne mijenja induktivnost induktora i ne pomiče rezonantnu frekvenciju radnog titrajnog kruga, a nema potrebe za sustavom upravljanja.

Ako su dimenzije obratka mnogo manje od dimenzija induktora, onda to također ne pomiče uvelike rezonanciju radnog kruga.

indukcijska kuhala

Glavni članak: Indukcijsko kuhalo

Indukcijsko kuhalo- električni kuhinjski štednjak koji zagrijava metalno posuđe induciranim vrtložnim strujama koje stvara visokofrekventno magnetsko polje, frekvencije 20-100 kHz.

Takav štednjak ima visoku učinkovitost u odnosu na grijaće elemente električnih peći, budući da se manje topline troši na zagrijavanje kućišta, a osim toga, nema ubrzanja i razdoblja hlađenja (kada se energija koja se stvara, ali ne apsorbira u posuđe, gubi ).

Indukcijske peći za taljenje

Glavni članak: Indukcijska peć s loncem

Indukcijske (beskontaktne) peći za taljenje - električne peći za taljenje i pregrijavanje metala, kod kojih do zagrijavanja dolazi zbog vrtložnih struja koje se javljaju u metalnom lončiću (i metalu), ili samo u metalu (ako lončić nije od metala; ovaj način zagrijavanja je učinkovitiji ako je lončić slabo izoliran).

Koristi se u ljevaonicama tvornica, kao iu radionicama za precizno lijevanje i popravcima u strojogradnji za dobivanje visokokvalitetnih čeličnih odljevaka. U grafitnom lončiću moguće je topiti obojene metale (bronca, mjed, aluminij) i njihove legure. Indukcijska peć radi na principu transformatora, u kojem je primarni namot vodeno hlađeni induktor, sekundarni i istovremeno opterećenje je metal u lončiću. Zagrijavanje i taljenje metala nastaju zbog struja koje teku u njemu, a koje nastaju pod utjecajem elektromagnetskog polja koje stvara induktor.

Povijest indukcijskog grijanja

Otkriće elektromagnetske indukcije 1831. pripada Michaelu Faradayu. Kada se vodič giba u polju magneta, u njemu se inducira EMF, baš kao i kada se giba magnet, čije linije sile sijeku vodljivi krug. Struja u krugu naziva se induktivna. Izumi mnogih uređaja temelje se na zakonu elektromagnetske indukcije, uključujući i one određujuće - generatore i transformatore koji stvaraju i distribuiraju električnu energiju, što je temeljna osnova cjelokupne elektroindustrije.

Godine 1841. James Joule (i, neovisno o njemu, Emil Lenz) formulirao je kvantitativnu procjenu toplinskog učinka električne struje: „Snaga topline koja se oslobađa po jedinici volumena medija tijekom strujanja električne struje proporcionalna je umnošku gustoće električne struje i veličine jakosti električnog polja” (Jouleov zakon - Lenz). Toplinski učinak inducirane struje doveo je do traženja uređaja za beskontaktno zagrijavanje metala. Prve pokuse zagrijavanja čelika induktivnom strujom napravio je E. Colby u SAD-u.

Prvi uspješno djelujući tzv. Kanalnu indukcijsku peć za taljenje čelika izgradio je 1900. godine Benedicks Bultfabrik u Gysingu u Švedskoj. U uglednom časopisu tog vremena "The ENGINEER" 8. srpnja 1904. pojavio se poznati, gdje švedski izumitelj inženjer F. A. Kjellin govori o svom razvoju. Peć je napajao jednofazni transformator. Taljenje je provedeno u lončiću u obliku prstena, metal u njemu bio je sekundarni namot transformatora koji se napaja strujom od 50-60 Hz.

Prva peć od 78 kW puštena je u rad 18. ožujka 1900. godine i pokazala se vrlo neekonomičnom, budući da je kapacitet taljenja bio samo 270 kg čelika dnevno. Sljedeća peć proizvedena je u studenom iste godine s kapacitetom od 58 kW i kapacitetom od 100 kg za čelik. Peć je pokazala visoku isplativost, kapacitet taljenja bio je od 600 do 700 kg čelika dnevno. Međutim, trošenje uslijed toplinskih fluktuacija bilo je na neprihvatljivoj razini, česte promjene obloge smanjile su rezultirajuću učinkovitost.

Izumitelj je došao do zaključka da je za maksimalan učinak taljenja potrebno ostaviti značajan dio taline tijekom pražnjenja, čime se izbjegavaju mnogi problemi, uključujući trošenje obloge. Ova metoda taljenja čelika s ostatkom, koja se počela nazivati "bog", preživjela je do danas u nekim industrijama gdje se koriste peći velikog kapaciteta.

U svibnju 1902. godine puštena je u rad značajno poboljšana peć kapaciteta 1800 kg, protok je bio 1000-1100 kg, bilanca je bila 700-800 kg, snaga je bila 165 kW, kapacitet taljenja čelika mogao je doseći do 4100 kg dnevno! Takav rezultat potrošnje energije od 970 kWh/t impresionira svojom učinkovitošću, što nije puno inferiorno u odnosu na modernu produktivnost od oko 650 kWh/t. Prema izumiteljevim proračunima, od potrošnje energije od 165 kW izgubljeno je 87,5 kW, korisna toplinska snaga bila je 77,5 kW, a dobivena je vrlo visoka ukupna učinkovitost od 47%. Profitabilnost se objašnjava prstenastim dizajnom lonca, koji je omogućio izradu induktora s više okreta s niskom strujom i visokim naponom - 3000 V. Moderne peći s cilindričnim loncem mnogo su kompaktnije, zahtijevaju manje kapitalnih ulaganja, lakše su za rad, opremljen mnogim poboljšanjima tijekom sto godina svog razvoja, ali učinkovitost je neznatno povećana. Istina, izumitelj je u svojoj publikaciji zanemario činjenicu da se struja ne plaća za aktivnu snagu, već za punu snagu, koja je na frekvenciji od 50-60 Hz otprilike dvostruko veća od aktivne snage. A u modernim pećima, jalova snaga kompenzira se kondenzatorskom bankom.

Inženjer F. A. Kjellin je svojim izumom postavio temelje za razvoj industrijskih kanalskih peći za taljenje obojenih metala i čelika u industrijskim zemljama Europe i Amerike. Prijelaz s kanalnih peći od 50-60 Hz na moderne visokofrekventne lončaste peći trajao je od 1900. do 1940. godine.

Sistem grijanja

Kako bi napravili indukcijski grijač, iskusni majstori koriste jednostavan inverter za zavarivanje koji pretvara istosmjerni napon u izmjenični napon. Za takve slučajeve koristi se kabel s poprečnim presjekom od 6-8 mm, ali nije standardan za aparate za zavarivanje od 2,5 mm.

Takvi sustavi grijanja moraju nužno biti zatvorenog tipa, a regulacija je automatska. Za drugu sigurnost potrebna vam je pumpa koja će cirkulirati kroz sustav, kao i ventil za odzračivanje. Takav grijač mora biti zaštićen od drvenog namještaja, kao i od poda i stropa najmanje 1 metar.

Provedba kod kuće

Indukcijsko grijanje još nije dovoljno osvojilo tržište zbog visoke cijene samog sustava grijanja. Tako će, na primjer, za industrijska poduzeća takav sustav koštati 100.000 rubalja, za kućnu upotrebu - od 25.000 rubalja. i više. Stoga je interes za krugove koji vam omogućuju stvaranje domaćeg indukcijskog grijača vlastitim rukama sasvim razumljiv.

indukcijski kotao za grijanje

Na temelju transformatora

Glavni element indukcijskog sustava grijanja s transformatorom bit će sam uređaj, koji ima primarni i sekundarni namot. Vrtložni tokovi će se formirati u primarnom namotu i stvoriti polje elektromagnetske indukcije. Ovo polje će utjecati na sekundar, koji je, zapravo, indukcijski grijač, fizički izveden u obliku tijela kotla za grijanje. To je sekundarni kratkospojeni namot koji prenosi energiju na rashladnu tekućinu.

Sekundarni kratkospojni namot transformatora

Glavni elementi instalacije indukcijskog grijanja su:

jezgra;
navijanje;
dvije vrste izolacije - toplinska i električna izolacija.

Jezgra su dvije ferimagnetske cijevi različitih promjera s debljinom stijenke od najmanje 10 mm, zavarene jedna u drugu. Duž vanjske cijevi izrađen je toroidni namot od bakrene žice. Potrebno je nametnuti od 85 do 100 zavoja s jednakom udaljenosti između zavoja. Izmjenična struja, mijenjajući se u vremenu, stvara vrtložne tokove u zatvorenom krugu, koji zagrijavaju jezgru, a time i rashladnu tekućinu, indukcijskim zagrijavanjem.

Korištenje pretvarača za zavarivanje visoke frekvencije

Indukcijski grijač može se stvoriti pomoću pretvarača za zavarivanje, gdje su glavne komponente kruga alternator, induktor i grijaći element.

Generator se koristi za pretvaranje standardne mrežne frekvencije od 50 Hz u struju više frekvencije. Ova modulirana struja se primjenjuje na cilindrični induktor, gdje se kao namot koristi bakrena žica.

Bakrena žica za namotavanje

Zavojnica stvara izmjenično magnetsko polje čiji se vektor mijenja s frekvencijom koju postavlja generator. Stvorene vrtložne struje, inducirane magnetskim poljem, zagrijavaju metalni element, koji prenosi energiju na rashladnu tekućinu. Tako se provodi još jedna shema indukcijskog grijanja "uradi sam".

Grijaći element također se može izraditi vlastitim rukama od izrezane metalne žice duljine oko 5 mm i komada polimerne cijevi u koju se postavlja metal. Prilikom postavljanja ventila na vrhu i na dnu cijevi, provjerite gustoću punjenja - ne bi trebalo biti slobodnog prostora. Prema shemi, oko 100 zavoja bakrenog ožičenja postavljeno je na vrh cijevi, što je induktor spojen na terminale generatora. Indukcijsko zagrijavanje bakrene žice nastaje zbog vrtložnih struja koje stvara izmjenično magnetsko polje.

Napomena: Indukcijski grijači "uradi sam" mogu se izraditi prema bilo kojoj shemi, glavna stvar koju treba zapamtiti je da je važno provesti pouzdanu toplinsku izolaciju, inače će učinkovitost sustava grijanja značajno pasti. .

Prednosti i nedostaci uređaja

"Plusi" vrtložnog indukcijskog grijača su brojni. Ovo je jednostavan sklop za samoproizvodnju, povećanu pouzdanost, visoku učinkovitost, relativno niske troškove energije, dug radni vijek, nisku vjerojatnost kvarova itd.

Performanse uređaja mogu biti značajne; jedinice ovog tipa uspješno se koriste u metalurškoj industriji. Što se tiče brzine zagrijavanja rashladne tekućine, uređaji ove vrste pouzdano se natječu s tradicionalnim električnim kotlovima, temperatura vode u sustavu brzo doseže potrebnu razinu.

Tijekom rada indukcijskog kotla, grijač lagano vibrira. Ova vibracija otresa kamenac i druga moguća onečišćenja sa stijenki metalne cijevi, pa je takav uređaj rijetko potrebno čistiti. Naravno, sustav grijanja mora biti zaštićen od ovih onečišćenja mehaničkim filterom.

Indukcijska zavojnica zagrijava metal (cijev ili komade žice) koji se nalazi unutar njega pomoću visokofrekventnih vrtložnih struja, kontakt nije potreban

Stalni kontakt s vodom također smanjuje vjerojatnost izgaranja grijača, što je prilično čest problem za tradicionalne kotlove s grijaćim elementima. Unatoč vibracijama, kotao radi iznimno tiho, nije potrebna dodatna izolacija buke na mjestu ugradnje uređaja.

Indukcijski kotlovi su također dobri jer gotovo nikada ne propuštaju, samo ako je instalacija sustava izvedena ispravno. Odsutnost curenja je posljedica beskontaktne metode prijenosa toplinske energije na grijač. Rashladno sredstvo pomoću gore opisane tehnologije može se zagrijati gotovo do stanja pare.

To osigurava dovoljnu toplinsku konvekciju za poticanje učinkovitog kretanja rashladne tekućine kroz cijevi. U većini slučajeva, sustav grijanja neće morati biti opremljen cirkulacijskom pumpom, iako sve ovisi o značajkama i rasporedu određenog sustava grijanja.

Ponekad je potrebna cirkulacijska pumpa. Instalacija uređaja je relativno jednostavna. Iako će to zahtijevati neke vještine u ugradnji električnih uređaja i cijevi za grijanje.

Ali ovaj prikladan i pouzdan uređaj ima niz nedostataka, koje također treba uzeti u obzir. Na primjer, kotao zagrijava ne samo rashladnu tekućinu, već i cijeli radni prostor koji ga okružuje. Za takvu jedinicu potrebno je dodijeliti zasebnu prostoriju i ukloniti sve strane predmete iz nje. Za osobu, dugi boravak u neposrednoj blizini radnog kotla također može biti nesiguran.

Indukcijski grijači zahtijevaju električnu energiju za rad. I oprema domaće i tvorničke izrade spojena je na kućnu AC mrežu.

Uređaju je potrebna električna energija za rad. U područjima gdje nema slobodnog pristupa ovoj dobrobiti civilizacije, indukcijski kotao će biti beskoristan. Da, i tamo gdje su česti nestanci struje, pokazat će nisku učinkovitost.

Može doći do eksplozije ako se instrumentom ne rukuje pažljivo.

Ako se rashladna tekućina pregrije, pretvorit će se u paru. Kao rezultat toga, pritisak u sustavu će se dramatično povećati, što cijevi jednostavno ne mogu izdržati, oni će puknuti. Stoga, za normalan rad sustava, uređaj treba biti opremljen barem manometrom, a još bolje - uređajem za isključivanje u nuždi, termostatom itd.

Sve to može značajno povećati cijenu domaćeg indukcijskog kotla. Iako se smatra da je uređaj praktički tih, to nije uvijek slučaj. Neki modeli, iz raznih razloga, i dalje mogu stvarati buku. Za uređaj koji je napravio sam, povećava se vjerojatnost takvog ishoda.

U dizajnu tvorničkih i domaćih indukcijskih grijača praktički nema komponenti koje se troše. Traju dugo i rade besprijekorno.

Domaći indukcijski kotlovi

Najjednostavnija shema uređaja koji se sastavlja sastoji se od komada plastične cijevi, u čiju se šupljinu polažu razni metalni elementi kako bi se stvorila jezgra. To može biti tanka nehrđajuća žica smotana u kuglice, usitnjena na male komadiće žice - žičana šipka promjera 6-8 mm, ili čak bušilica promjera koji odgovara unutarnjoj veličini cijevi. Izvana su na njega zalijepljeni štapići od stakloplastike, a na njih je u staklenoj izolaciji namotana žica debljine 1,5-1,7 mm. Duljina žice je oko 11 m. Tehnologija proizvodnje može se proučiti gledanjem videa:

Potom je ispitan domaći indukcijski grijač tako da se napuni vodom i spoji na tvornički izrađenu ORION indukcijsku ploču za kuhanje snage 2 kW umjesto standardne induktore. Rezultati testa prikazani su u sljedećem videu:

Drugi majstori preporučuju uzimanje pretvarača za zavarivanje male snage kao izvora spajanjem terminala sekundarnog namota na terminale zavojnice. Ako pažljivo proučite rad autora, onda se pojavljuju sljedeći zaključci:

Autor je napravio dobar posao i njegov proizvod, naravno, radi.
Nisu napravljeni izračuni za debljinu žice, broj i promjer zavoja zavojnice. Parametri namota uzeti su po analogiji s pločom za kuhanje, odnosno, indukcijski grijač vode neće biti veći od 2 kW.
U najboljem slučaju, domaća jedinica moći će zagrijati vodu za dva radijatora grijanja od 1 kW svaki, što je dovoljno za grijanje jedne prostorije. U najgorem slučaju, grijanje će biti slabo ili će potpuno nestati, jer su ispitivanja provedena bez protoka rashladne tekućine.

Teško je donijeti točnije zaključke zbog nedostatka informacija o daljnjim ispitivanjima uređaja. Drugi način samostalnog organiziranja indukcijskog grijanja vode za grijanje prikazan je u sljedećem videu:

Radijator zavaren od nekoliko metalnih cijevi djeluje kao vanjska jezgra za vrtložne struje koje stvara zavojnica iste indukcijske ploče. Zaključci su sljedeći:

Toplinska snaga rezultirajućeg grijača ne prelazi električnu snagu ploče.
Broj i veličina cijevi odabrani su nasumično, ali su osigurali dovoljnu površinu za prijenos topline stvorene vrtložnim strujama.
Ova shema indukcijskog grijača pokazala se uspješnom u konkretnom slučaju kada je stan okružen prostorima drugih grijanih stanova. Osim toga, autor nije prikazao rad instalacije u hladnoj sezoni s fiksiranjem temperature zraka u prostorijama.

Kako bismo potvrdili donesene zaključke, predlaže se pogledati video u kojem je autor pokušao koristiti sličan grijač u zasebnoj izoliranoj zgradi:

Princip rada

Indukcijsko grijanje je zagrijavanje materijala električnim strujama koje su inducirane izmjeničnim magnetskim poljem. Dakle, to je zagrijavanje proizvoda od vodljivih materijala (vodiča) magnetskim poljem induktora (izvora izmjeničnog magnetskog polja).

Indukcijsko grijanje provodi se na sljedeći način. Električno vodljivi (metalni, grafitni) obradak postavlja se u takozvani induktor, koji je jedan ili više zavoja žice (najčešće bakrene). U induktoru se uz pomoć posebnog generatora induciraju snažne struje različitih frekvencija (od desetaka Hz do nekoliko MHz), zbog čega oko induktora nastaje elektromagnetsko polje. Elektromagnetno polje inducira vrtložne struje u izratku. Vrtložne struje zagrijavaju obradak pod djelovanjem Joule topline.

Sustav induktor-prazni je transformator bez jezgre u kojem je induktor primarni namot. Radni komad je, takoreći, sekundarni namot, kratko spojen. Magnetski tok između namota se zatvara u zraku.

Pri visokoj frekvenciji, vrtložne struje pomiču se magnetskim poljem koje ih formiraju u tanke površinske slojeve obratka Δ (efekt kože), zbog čega se njihova gustoća naglo povećava i izradak se zagrijava. Donji slojevi metala zagrijavaju se zbog toplinske vodljivosti. Nije važna struja, već velika gustoća struje. U sloju kože Δ gustoća struje raste u e puta u odnosu na gustoću struje u izratku, dok se 86,4% topline od ukupnog oslobađanja topline oslobađa u sloju kože. Dubina sloja kože ovisi o frekvenciji zračenja: što je frekvencija viša, to je sloj kože tanji. Također ovisi o relativnoj magnetskoj permeabilnosti μ materijala izratka.

Za željezo, kobalt, nikal i magnetske legure na temperaturama ispod Curiejeve točke, μ ima vrijednost od nekoliko stotina do desetaka tisuća. Za ostale materijale (taline, obojeni metali, tekući eutektici niskog taljenja, grafit, električno vodljiva keramika itd.) μ je približno jednaka jedan.

Formula za izračun dubine kože u mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho)(\mu \pi f)))),

gdje ρ - specifični električni otpor materijala obratka pri temperaturi obrade, Ohm m, f- frekvencija elektromagnetskog polja koje stvara induktor, Hz.

Na primjer, na frekvenciji od 2 MHz, dubina kože za bakar je oko 0,047 mm, za željezo ≈ 0,0001 mm.

Induktor se jako zagrijava tijekom rada jer apsorbira vlastito zračenje. Osim toga, apsorbira toplinsko zračenje iz vrućeg obratka. Izrađuju induktore od bakrenih cijevi hlađenih vodom. Voda se dovodi usisavanjem - to osigurava sigurnost u slučaju opeklina ili drugog smanjenja tlaka induktora.

Princip rada

Jedinica za taljenje indukcijske peći koristi se za zagrijavanje širokog spektra metala i legura. Klasični dizajn sastoji se od sljedećih elemenata:

Odvodna pumpa.
Induktor hlađen vodom.
Okvir od nehrđajućeg čelika ili aluminija.
Kontaktno područje.
Ognjište od betona otpornog na toplinu.
Nosač s hidrauličnim cilindrom i ležajnom jedinicom.

Princip rada temelji se na stvaranju vrtložnim induciranih Foucaultovih struja. U pravilu, tijekom rada kućanskih aparata, takve struje uzrokuju kvarove, ali u ovom slučaju se koriste za zagrijavanje punjenja na potrebnu temperaturu. Gotovo sva elektronika počinje se zagrijavati tijekom rada. Ovaj negativni čimbenik u korištenju električne energije iskorišten je u potpunosti.

Prednosti uređaja

Indukcijska peć za taljenje koristi se relativno nedavno. Na proizvodnim mjestima postavljaju se poznate ložište, visoke peći i druge vrste opreme. Takva peć za taljenje metala ima sljedeće prednosti:

Primjena principa indukcije omogućuje vam da opremu učinite kompaktnom. Zato nema problema s njihovim postavljanjem u male prostorije. Primjer su visoke peći, koje se mogu ugraditi samo u pripremljene prostorije.
Rezultati provedenih studija pokazuju da je učinkovitost gotovo 100%.
Velika brzina taljenja. Indeks visoke učinkovitosti određuje da je potrebno mnogo manje vremena za zagrijavanje metala u usporedbi s drugim pećima.
Neke peći tijekom taljenja mogu dovesti do promjene kemijskog sastava metala. Indukcija zauzima prvo mjesto u pogledu čistoće taline. Generirane Foucaultove struje zagrijavaju radni komad iznutra, što eliminira mogućnost ulaska u sastav raznih nečistoća.

Potonja prednost je ta koja određuje širenje indukcijske peći u nakitu, jer čak i mala koncentracija stranih nečistoća može negativno utjecati na rezultat.

Zbog činjenice da je M. Faraday još 1831. godine otkrio fenomen elektromagnetske indukcije, svijet je vidio velik broj uređaja koji zagrijavaju vodu i druge medije.

Budući da je ovo otkriće ostvareno, ljudi ga svakodnevno koriste u svakodnevnom životu:

Kuhalo za vodu s disk grijačem za grijanje vode;
Pećnica za više kuhala;
indukcijska ploča za kuhanje;
Mikrovalne pećnice (štednjak);
Grijač;
Stupac za grijanje.

Također, otvor se nanosi na ekstruder (ne mehanički). Prije se široko koristio u metalurgiji i drugim industrijama vezanim za obradu metala. Tvornički induktivni bojler radi na principu djelovanja vrtložnih struja na posebnu jezgru koja se nalazi u unutrašnjosti zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površne, pa je za jezgru bolje uzeti šuplju metalnu cijev kroz koju prolazi rashladni element.

Do pojave električnih struja dolazi zbog dovoda izmjeničnog napona na namot, uzrokujući pojavu izmjeničnog električnog magnetskog polja koje mijenja potencijale 50 puta/sek. na standardnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz.

Istovremeno, Ruhmkorff indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti izravno na AC mrežu. U proizvodnji se za takvo zagrijavanje koriste visokofrekventne električne struje - do 1 MHz, pa je prilično teško postići rad uređaja na 50 Hz. Debljina žice i broj zavoja namota koje koristi uređaj izračunavaju se zasebno za svaku jedinicu prema posebnoj metodi za potrebnu toplinsku snagu. Domaća, moćna jedinica mora djelovati učinkovito, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i ne zagrijavati se.

Organizacije ulažu velika sredstva u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tako da:

Svi zadaci su uspješno riješeni;
Učinkovitost uređaja za grijanje je 98%;
Funkcionira bez prekida.

Osim najveće učinkovitosti, ne može se ne privući brzina kojom se odvija zagrijavanje medija koji prolazi kroz jezgru. Na sl. predlaže se shema rada indukcijskog bojlera stvorenog u postrojenju. Takva shema ima jedinicu marke VIN, koju proizvodi tvornica u Iževsku.

Koliko dugo će jedinica raditi ovisi samo o tome koliko je kućište čvrsto i izolacija zavoja žice nije oštećena, a ovo je prilično značajno razdoblje, prema proizvođaču - do 30 godina.

Za sve ove prednosti, koje uređaj ima 100%, potrebno je platiti dosta novca, induktor, magnetni bojler je najskuplji od svih vrsta instalacija grijanja. Stoga mnogi obrtnici radije sami sastavljaju ultraekonomičnu jedinicu za grijanje.

Pravila za samostalnu proizvodnju opreme

Da bi instalacija indukcijskog grijanja ispravno radila, struja za takav proizvod mora odgovarati snazi (mora biti najmanje 15 ampera, ako je potrebno, može biti i više).

Žicu treba rezati na komade ne više od pet centimetara. To je neophodno za učinkovito grijanje u visokofrekventnom polju.
Tijelo ne smije biti manjeg promjera od pripremljene žice i imati debele stijenke.
Za pričvršćivanje na mrežu grijanja, poseban adapter pričvršćen je na jednu stranu konstrukcije.
Na dno cijevi treba postaviti mrežu kako bi se spriječilo ispadanje žice.
Potonji je potreban u tolikoj količini da ispunjava cijeli unutarnji prostor.
Dizajn je zatvoren, postavljen je adapter.
Zatim se od ove cijevi konstruira zavojnica. Da biste to učinili, omotajte ga već pripremljenom žicom. Mora se poštivati broj okreta: minimalno 80, maksimalno 90.
Nakon spajanja na sustav grijanja, voda se ulijeva u aparat. Zavojnica je spojena na pripremljeni inverter.
Ugrađena je pumpa za vodu.
Regulator temperature je instaliran.

Dakle, izračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: duljini, promjeru, temperaturi i vremenu obrade

Obratite pažnju na induktivitet guma koje vode do induktora, a koji može biti puno veći od samog induktora.

Visoko precizno indukcijsko grijanje

Takvo grijanje ima najjednostavniji princip, jer je beskontaktno. Visokofrekventno impulsno zagrijavanje omogućuje postizanje najviših temperaturnih uvjeta, pri kojima je moguće obraditi najteže metale u taljenju. Za izvođenje indukcijskog grijanja potrebno je stvoriti potreban napon od 12V (volti) i frekvenciju induktiviteta u elektromagnetskim poljima.

To se može učiniti u posebnom uređaju - induktoru. Napaja se električnom energijom iz industrijskog napajanja na 50 Hz.

Za to je moguće koristiti pojedinačna napajanja - pretvarače / generatore. Najjednostavniji uređaj za niskofrekventni uređaj je spirala (izolirani vodič), koja se može postaviti u unutrašnjost metalne cijevi ili namotati oko nje. Tekuće struje zagrijavaju cijev, koja u budućnosti daje toplinu dnevnoj sobi.

Korištenje indukcijskog grijanja na minimalnim frekvencijama nije česta pojava. Najčešća obrada metala višom ili srednjom frekvencijom. Takve uređaje odlikuje činjenica da magnetski val ide na površinu, gdje se raspada. Energija se pretvara u toplinu. Da bi učinak bio bolji, obje komponente moraju imati sličan oblik. Gdje se primjenjuje toplina?

Danas je široko rasprostranjena uporaba visokofrekventnog grijanja:

Za taljenje metala i njihovo lemljenje beskontaktnom metodom;
Inženjerska industrija;
Posao s nakitom;
Izrada malih elemenata (daščica) koji se mogu oštetiti korištenjem drugih tehnika;
Stvrdnjavanje površina dijelova, različitih konfiguracija;
Toplinska obrada dijelova;
Medicinska praksa (dezinfekcija uređaja/instrumenata).

Grijanje može riješiti mnoge probleme.

Što je indukcijsko grijanje

Kako radi indukcijski bojler.

Indukcijski uređaj radi na energiji koju stvara elektromagnetsko polje. Apsorbira ga nosač topline, a zatim ga daje u prostorije:

Induktor stvara elektromagnetno polje u takvom bojleru. Ovo je višenavojna cilindrična žičana zavojnica.
Prolazeći kroz njega, izmjenična električna struja oko zavojnice stvara magnetsko polje.
Njegove su linije postavljene okomito na vektor elektromagnetskog toka. Kada se pomaknu, ponovno stvaraju zatvoreni krug.
Vrtložne struje nastale izmjeničnom strujom pretvaraju energiju električne energije u toplinu.

Toplinska energija tijekom indukcijskog zagrijavanja troši se štedljivo i malom brzinom zagrijavanja. Zahvaljujući tome, indukcijski uređaj dovodi vodu za sustav grijanja do visoke temperature u kratkom vremenskom razdoblju.

Značajke uređaja

Električna struja je spojena na primarni namot.

Indukcijsko grijanje se provodi pomoću transformatora. Sastoji se od para namota:

vanjski (primarni);
kratko spojen unutarnji (sekundarni).

Vrtložne struje se javljaju u dubokom dijelu transformatora. Oni preusmjeravaju nastajuće elektromagnetsko polje u sekundarni krug. On istovremeno obavlja funkciju tijela i djeluje kao grijaći element za vodu.

S povećanjem gustoće vrtložnih strujanja usmjerenih na jezgru, ona se prvo zagrijava, a zatim cijeli toplinski element.

Za dovod hladne vode i uklanjanje pripremljene rashladne tekućine u sustav grijanja, indukcijski grijač je opremljen parom cijevi:

Donji je instaliran na ulazu u vodovod.
Gornja grana cijevi - na dovodni dio sustava grijanja.

Od kojih se elemenata sastoji uređaj i kako radi

Indukcijski bojler sastoji se od sljedećih strukturnih elemenata:

Fotografija	Strukturni čvor
	Induktor. Sastoji se od mnogo zavojnica bakrene žice. Oni stvaraju elektromagnetno polje.
	Grijaći element. Ovo je cijev izrađena od metalnih ili čeličnih žica postavljenih unutar induktora.
	Generator. Pretvara električnu energiju kućanstva u električnu struju visoke frekvencije. Ulogu generatora može igrati inverter iz aparata za zavarivanje.

Shema rada sustava grijanja s indukcijskim bojlerom.

Kada su sve komponente uređaja u interakciji, toplinska energija se stvara i prenosi u vodu. Shema rada jedinice je sljedeća:

Generator proizvodi električnu struju visoke frekvencije. Zatim ga prenosi na indukcijsku zavojnicu.
Ona, nakon što je opazila struju, pretvara je u električno magnetsko polje.
Grijač, smješten unutar zavojnice, zagrijava se djelovanjem vrtložnih tokova koji nastaju zbog promjene vektora magnetskog polja.
Voda koja cirkulira unutar elementa zagrijava se. Zatim ulazi u sustav grijanja.

Prednosti i nedostaci metode indukcijskog grijanja

Jedinica je kompaktna i zauzima malo prostora.

Indukcijski grijači su obdareni takvim prednostima:

visoka razina učinkovitosti;
ne trebaju često održavanje;
zauzimaju malo slobodnog prostora;
zbog vibracija magnetskog polja kamenac se ne taloži unutar njih;
uređaji su tihi;
sigurni su;
zbog nepropusnosti kućišta nema curenja;
rad grijača je potpuno automatiziran;
jedinica je ekološki prihvatljiva, ne ispušta čađu, čađu, ugljični monoksid itd.

Na fotografiji - tvornički indukcijski bojler za grijanje vode.

Glavni nedostatak uređaja je visoka cijena njegovih tvorničkih modela..

Međutim, ovaj se nedostatak može izravnati ako sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama. Jedinica je montirana od lako dostupnih elemenata, njihova cijena je niska.

Prednosti korištenja svih vrsta indukcijskih grijača

Indukcijski grijač ima nedvojbene prednosti i vodeći je među svim vrstama uređaja. Ova prednost se sastoji od sljedećeg:

Troši manje električne energije i ne zagađuje okoliš.
Jednostavan za rukovanje, pruža visoku kvalitetu rada i omogućuje vam kontrolu procesa.
Zagrijavanje kroz stijenke komore daje posebnu čistoću i mogućnost dobivanja ultra čistih legura, dok se taljenje može provoditi u različitim atmosferama, uključujući inertne plinove i u vakuumu.
Uz njegovu pomoć moguće je ravnomjerno zagrijavanje detalja bilo kojeg oblika ili selektivno zagrijavanje.
Konačno, indukcijski grijači su univerzalni, što im omogućuje da se koriste posvuda, zamjenjujući zastarjele instalacije koje troše energiju i neučinkovite.

Prilikom izrade indukcijskog grijača vlastitim rukama, morate se brinuti o sigurnosti uređaja. Da biste to učinili, potrebno je voditi se sljedećim pravilima koja povećavaju razinu pouzdanosti cjelokupnog sustava:

Sigurnosni ventil treba umetnuti u gornji T-e za otpuštanje viška tlaka. Inače, ako cirkulacijska crpka zakaže, jezgra će jednostavno puknuti pod utjecajem pare. U pravilu, shema jednostavnog indukcijskog grijača predviđa takve trenutke.
Pretvarač je spojen na mrežu samo preko RCD-a. Ovaj uređaj radi u kritičnim situacijama i pomoći će u izbjegavanju kratkog spoja.
Inverter za zavarivanje mora biti uzemljen tako da se kabel vodi do posebnog metalnog kruga koji je ugrađen u tlo iza zidova konstrukcije.
Tijelo indukcijskog grijača mora biti postavljeno na visini od 80 cm iznad poda. Štoviše, udaljenost do stropa treba biti najmanje 70 cm, a do ostalih komada namještaja - više od 30 cm.
Indukcijski grijač je izvor vrlo jakog elektromagnetskog polja, stoga ovu instalaciju treba držati podalje od stambenih prostorija i ograđenih prostora s kućnim ljubimcima.

Dijagram indukcijskog grijača

Zahvaljujući otkriću M. Faradayja 1831. godine o fenomenu elektromagnetske indukcije, u našem su se modernom životu pojavili mnogi uređaji koji zagrijavaju vodu i druge medije. Svaki dan koristimo električni kuhalo za vodu s grijačem diska, multicooker, indukcijsku ploču, jer smo tek u naše vrijeme uspjeli realizirati ovo otkriće za svakodnevni život. Ranije se koristio u metalurškoj i drugim granama metaloprerađivačke industrije.

Tvornički indukcijski kotao u svom radu koristi princip djelovanja vrtložnih struja na metalnu jezgru smještenu unutar zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površinske prirode, pa je logično koristiti šuplju metalnu cijev kao jezgru, kroz koju teče zagrijana rashladna tekućina.

Princip rada indukcijskog grijača

Pojava struja je posljedica dovoda izmjeničnog električnog napona na namot, što uzrokuje pojavu izmjeničnog elektromagnetskog polja koje mijenja potencijale 50 puta u sekundi pri normalnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz. Istodobno, indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti izravno na AC mrežu. U industriji se za takvo zagrijavanje koriste visokofrekventne struje - do 1 MHz, pa nije lako postići rad uređaja na frekvenciji od 50 Hz.

Debljina bakrene žice i broj zavoja koje koriste indukcijski grijači vode izračunavaju se posebno za svaku jedinicu posebnom metodom za potrebnu toplinsku snagu. Proizvod mora djelovati učinkovito, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i istodobno se ne pregrijati. Poduzeća ulažu puno novca u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tako da su svi zadaci uspješno riješeni, a pokazatelj učinkovitosti grijača je 98%.

Osim visoke učinkovitosti, posebno je atraktivna brzina kojom se medij koji teče kroz jezgru zagrijava. Na slici je prikazan dijagram rada indukcijskog grijača izrađenog u tvornici. Takva se shema koristi u jedinicama poznate robne marke "VIN", koje proizvodi tvornica u Iževsku.

Dijagram rada grijača

Trajnost generatora topline ovisi samo o nepropusnosti kućišta i cjelovitosti izolacije zavoja žice, a to se ispostavilo kao prilično dugo razdoblje, izjavljuju proizvođači - do 30 godina. Za sve ove prednosti koje ovi uređaji zapravo posjeduju, morate platiti dosta novca, indukcijski bojler je najskuplji od svih vrsta grijaćih električnih instalacija. Iz tog razloga neki su se obrtnici bavili proizvodnjom uređaja domaće izrade kako bi ga koristili u grijanju kuće.

DIY proizvodni proces

Za rad će biti korisni sljedeći alati:

inverter za zavarivanje;
zavarivačka generirajuća struja snage 15 ampera.

Također će vam trebati bakrena žica, koja je namotana oko tijela jezgre. Uređaj će djelovati kao induktor. Žičani kontakti su spojeni na terminale pretvarača tako da se ne stvaraju uvijanja. Komad materijala potreban za sastavljanje jezgre mora biti ispravne duljine. U prosjeku, broj zavoja je 50, promjer žice je 3 milimetra.

Bakrena žica različitih promjera za namotavanje

Sada prijeđimo na srž. U njegovoj ulozi bit će polimerna cijev od polietilena. Ova vrsta plastike može izdržati prilično visoke temperature. Promjer jezgre - 50 milimetara, debljina stijenke - najmanje 3 mm. Ovaj dio se koristi kao mjerač na koji je namotana bakrena žica, tvoreći induktor. Gotovo svatko može sastaviti najjednostavniji indukcijski bojler.

Na videu ćete vidjeti način - kako samostalno organizirati indukcijsko grijanje vode za grijanje:

Prva opcija

Žica je izrezana na segmente od 50 mm, njome se napuni plastična cijev. Kako biste spriječili izlijevanje iz cijevi, začepite krajeve žičanom mrežom. Na krajevima se postavljaju adapteri iz cijevi, na mjesto gdje je grijač spojen.

Namot je namotan na tijelo potonjeg bakrenom žicom. U tu svrhu trebate oko 17 metara žice: trebate napraviti 90 zavoja, promjer cijevi je 60 milimetara. 3,14×60×90=17 m.

Važno je znati! Prilikom provjere rada uređaja provjerite ima li u njemu vode (rashladne tekućine). Inače će se tijelo uređaja brzo rastopiti.
. Cijev se zabija u cjevovod

Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Cijev se zabija u cjevovod. Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Druga opcija

Ova opcija je mnogo lakša. Na okomitom dijelu cijevi odabire se ravni dio veličine metra. Treba ga pažljivo očistiti od boje pomoću brusnog papira. Nadalje, ovaj dio cijevi prekriven je s tri sloja električne tkanine. Indukcijska zavojnica je namotana bakrenom žicom. Cijeli spojni sustav je dobro izoliran. Sada možete spojiti inverter za zavarivanje i proces montaže je završen.

Indukcijska zavojnica omotana bakrenom žicom

Prije nego što počnete izrađivati bojler vlastitim rukama, preporučljivo je upoznati se s karakteristikama tvorničkih proizvoda i proučiti njihove crteže. To će pomoći razumjeti početne podatke domaće opreme i izbjeći moguće pogreške.

Treća opcija

Da biste grijač napravili na ovaj kompliciraniji način, morate koristiti zavarivanje. Za rad vam je još uvijek potreban trofazni transformator. Dvije cijevi moraju biti zavarene jedna u drugu, koja će djelovati kao grijač i jezgra. Namot je namotan na tijelo induktora. To povećava performanse uređaja, koji ima kompaktnu veličinu, što je vrlo prikladno za korištenje kod kuće.

Namotaj na tijelu induktora

Za vodoopskrbu i odvodnju, 2 grane cijevi zavarene su u tijelo induktora. Kako ne bi gubili toplinu i spriječili moguće curenje struje, potrebno je napraviti izolaciju. Otklonit će gore opisane probleme i potpuno eliminirati pojavu buke tijekom rada kotla.

Ovisno o značajkama dizajna, razlikuju se podne i stolne indukcijske peći. Bez obzira koja je opcija odabrana, postoji nekoliko osnovnih pravila za instalaciju:

Kada je oprema u pogonu, električna mreža je podvrgnuta velikom opterećenju. Kako bi se isključila mogućnost kratkog spoja zbog trošenja izolacije, tijekom instalacije mora se provesti visokokvalitetno uzemljenje.
Dizajn ima krug vodenog hlađenja, koji eliminira mogućnost pregrijavanja glavnih elemenata. Zato je potrebno osigurati pouzdan porast vode.
Ako se ugrađuje stolna pećnica, tada treba obratiti pozornost na stabilnost korištene baze.
Peć za taljenje metala složen je električni uređaj, čija instalacija mora slijediti sve preporuke proizvođača. Posebna se pozornost posvećuje parametrima izvora napajanja, koji moraju odgovarati modelu uređaja.
Ne zaboravite da oko pećnice treba biti dosta slobodnog prostora. Tijekom rada, čak i mala talina u smislu volumena i mase može slučajno prskati iz kalupa. Na temperaturama iznad 1000 stupnjeva Celzija prouzročit će nepopravljivu štetu na raznim materijalima, a može izazvati i požar.

Uređaj se može jako zagrijati tijekom rada. Zato u blizini ne smije biti zapaljivih ili eksplozivnih tvari. Osim toga, prema propisima o zaštiti od požara, u blizini bi trebao biti postavljen protupožarni štit.

Sigurnosne mjere

za sustave grijanja koji koriste indukcijsko grijanje važno je pridržavati se nekoliko pravila kako biste izbjegli curenje, gubitak učinkovitosti, potrošnju energije, nesreće. . Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara crpke.

Kako bi se spriječili kvarovi u radu električne mreže, preporuča se spojiti kotao "uradi sam" s indukcijskim grijanjem prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2.

Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara crpke.
Manometar i RCD potrebni su za siguran rad sustava grijanja "uradi sam".
Prisutnost uzemljenja i električne izolacije cijelog sustava indukcijskog grijanja spriječit će strujni udar.
Kako bi se izbjeglo štetno djelovanje elektromagnetskog polja na ljudsko tijelo, bolje je takve sustave iznijeti izvan stambenog prostora, gdje se treba pridržavati pravila ugradnje, prema kojima se uređaj za indukcijsko grijanje treba postaviti na udaljenosti od 80 cm od horizontalnih (pod i strop) i 30 cm od okomitih površina.
Prije nego što uključite sustav, svakako provjerite prisutnost rashladne tekućine.
Kako biste spriječili kvarove u električnoj mreži, preporuča se spojiti indukcijski kotao za grijanje "uradi sam" prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2. Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

Izrada sofisticiranih uređaja

Teže je napraviti HDTV instalaciju grijanja vlastitim rukama, ali je podložna radioamaterima, jer će vam za prikupljanje trebati multivibratorski krug. Princip rada je sličan - vrtložne struje koje proizlaze iz interakcije metalnog punila u središtu zavojnice i vlastitog jako magnetskog polja zagrijavaju površinu.

Projektiranje HDTV instalacija

Budući da čak i male zavojnice proizvode struju od oko 100 A, morat će se povezati s njima rezonantni kapacitet kako bi se uravnotežio indukcijski potisak. Postoje 2 vrste radnih krugova za grijanje HDTV-a na 12 V:

priključen na mrežno napajanje.

ciljani električni;
priključen na mrežno napajanje.

U prvom slučaju, mini HDTV instalacija se može sastaviti za sat vremena. Čak i u nedostatku mreže od 220 V, takav generator možete koristiti bilo gdje, ali ako imate automobilske baterije kao izvore napajanja. Naravno, nije dovoljno snažan da rastopi metal, ali se može zagrijati na visoke temperature potrebne za fini rad, poput zagrijavanja noževa i odvijača do plave boje. Da biste ga stvorili, morate kupiti:

tranzistori s efektom polja BUZ11, IRFP460, IRFP240;
akumulator automobila od 70 A / h;
visokonaponski kondenzatori.

Struja napajanja od 11 A tijekom procesa zagrijavanja se smanjuje na 6 A zbog otpornosti metala, ali ostaje potreba za debelim žicama koje mogu izdržati struju od 11-12 A kako bi se izbjeglo pregrijavanje.

Drugi krug za instalaciju indukcijskog grijanja u plastičnom kućištu je složeniji, baziran na drajveru IR2153, ali je prikladnije izgraditi 100k rezonanciju preko regulatora pomoću njega. Potrebno je kontrolirati krug preko mrežnog adaptera s naponom od 12 V ili više. Jedinica za napajanje može se spojiti izravno na glavnu mrežu od 220 V pomoću diodnog mosta. Frekvencija rezonancije je 30 kHz. Sljedeće stavke će biti potrebne:

feritna jezgra 10 mm i prigušnica 20 zavoja;
bakrena cijev kao HDTV zavojnica od 25 zavoja po trnu 5–8 cm;
kondenzatori 250 V.

Vrtložni grijači

Snažnija instalacija, sposobna zagrijati vijke do žute boje, može se sastaviti prema jednostavnoj shemi. Ali tijekom rada, stvaranje topline će biti prilično veliko, pa se preporučuje ugradnja radijatora na tranzistore. Trebat će vam i prigušnica koju možete posuditi iz napajanja bilo kojeg računala i sljedeći pomoćni materijal:

čelična feromagnetna žica;
bakrena žica 1,5 mm;
poljski tranzistori i diode za obrnuti napon od 500 V;
zener diode snage 2-3 W s izračunom od 15 V;
jednostavni otpornici.

Ovisno o željenom rezultatu, namotavanje žice na bakrenoj bazi je od 10 do 30 zavoja. Slijedi montaža kruga i priprema bazne zavojnice grijača od oko 7 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Spaja se na strujni krug, a zatim na struju.

Obrtnici upoznati sa zavarivanjem i upravljanjem trofaznog transformatora mogu dodatno povećati učinkovitost uređaja uz smanjenje težine i veličine. Da biste to učinili, trebate zavariti baze dviju cijevi, koje će služiti i kao jezgra i kao grijač, te zavariti dvije cijevi u tijelo nakon namotanja za dovod i uklanjanje rashladne tekućine.

Prednosti i nedostatci

Nakon što smo se pozabavili principom rada indukcijskog grijača, možete razmotriti njegove pozitivne i negativne strane. S obzirom na veliku popularnost ove vrste generatora topline, može se pretpostaviti da ima puno više prednosti nego nedostataka. Među najznačajnijim prednostima su:

Jednostavnost dizajna.
Visoka stopa učinkovitosti.
Dug vijek trajanja.
Mali rizik od oštećenja uređaja.
Značajne uštede energije.

Budući da je pokazatelj učinkovitosti indukcijskog kotla u širokom rasponu, moguće je bez problema odabrati jedinicu za određeni sustav grijanja zgrade. Ovi uređaji mogu brzo zagrijati rashladnu tekućinu na unaprijed određenu temperaturu, što ih je učinilo dostojnim konkurentom tradicionalnim kotlovima.

Tijekom rada indukcijskog grijača uočava se lagana vibracija, zbog čega se kamenac otrese s cijevi. Kao rezultat toga, jedinica se može čistiti rjeđe. Budući da je rashladna tekućina u stalnom kontaktu s grijaćim elementom, rizici od njegovog kvara su relativno mali.

Dio 1. DIY INDUKCIJSKI KOTAO - to je jednostavno. Dodatak za indukcijsku ploču.

Ako tijekom ugradnje indukcijskog kotla nije bilo pogrešaka, tada je propuštanje praktički isključeno. To je zbog beskontaktnog prijenosa toplinske energije na grijač. Korištenje tehnologije indukcijskog grijanja vode omogućuje vam da ga dovedete gotovo u plinovito stanje. Tako se postiže učinkovito kretanje vode kroz cijevi, au nekim situacijama čak je moguće i odustati od uporabe cirkulacijskih crpnih jedinica.

Nažalost, idealni uređaji danas ne postoje. Uz veliki broj prednosti, indukcijski grijači imaju i niz nedostataka. Budući da jedinica zahtijeva električnu energiju za rad, neće moći raditi s maksimalnom učinkovitošću u regijama s čestim nestancima struje. Kada se rashladna tekućina pregrije, tlak u sustavu naglo raste i cijevi se mogu slomiti. Kako bi se to izbjeglo, indukcijski grijač mora biti opremljen uređajem za isključivanje u nuždi.

DIY indukcijski grijač

Princip rada indukcijskog grijanja

Rad indukcijskog grijača koristi energiju elektromagnetskog polja koju zagrijani predmet apsorbira i pretvara u toplinu. Za generiranje magnetskog polja koristi se induktor, odnosno cilindrična zavojnica s više okreta. Prolazeći kroz ovaj induktor, izmjenična električna struja stvara izmjenično magnetsko polje oko zavojnice.

Domaći inverterski grijač omogućuje vam brzo zagrijavanje i na vrlo visoke temperature. Uz pomoć takvih uređaja ne možete samo zagrijati vodu, već čak i rastopiti razne metale.

Ako se zagrijani predmet stavi unutar ili blizu induktora, probušit će ga tok vektora magnetske indukcije koji se neprestano mijenja u vremenu. U tom slučaju nastaje električno polje čije se linije nalaze okomito na smjer magnetskog toka i kreću se u začaranom krugu. Zahvaljujući tim vrtložnim tokovima, električna energija se pretvara u toplinsku energiju i predmet se zagrijava.

Dakle, električna energija induktora se prenosi na objekt bez upotrebe kontakata, kao što se događa u otpornim pećima. Kao rezultat toga, toplinska energija se troši učinkovitije, a brzina zagrijavanja značajno se povećava. Ovaj princip se široko koristi u području obrade metala: njegovo taljenje, kovanje, lemljenje itd. S ne manje uspjeha, vrtložni indukcijski grijač može se koristiti za zagrijavanje vode.

Indukcijski grijači visoke frekvencije

Najširi raspon primjene je za visokofrekventne indukcijske grijače. Grijače karakterizira visoka frekvencija od 30-100 kHz i širok raspon snage od 15-160 kW. Visokofrekventni tip osigurava malu dubinu zagrijavanja, ali to je dovoljno za poboljšanje kemijskih svojstava metala.

Visokofrekventni indukcijski grijači su jednostavni za rukovanje i ekonomični, a njihova učinkovitost može doseći 95%. Svi tipovi rade kontinuirano dugo vremena, a verzija s dva bloka (kada je visokofrekventni transformator smješten u zaseban blok) omogućuje rad 24 sata dnevno. Grijač ima 28 vrsta zaštite, od kojih je svaka odgovorna za svoju funkciju. Primjer: kontrola tlaka vode u rashladnom sustavu.

Indukcijski grijač 60 kW Perm
Indukcijski grijač 65 kW Novosibirsk
Indukcijski grijač 60 kW Krasnojarsk
Indukcijski grijač 60 kW Kaluga
Indukcijski grijač 100 kW Novosibirsk
Indukcijski grijač 120 kW Jekaterinburg
Indukcijski grijač 160 kW Samara

Primjena:

površinski kaljeni zupčanik
stvrdnjavanje osovine
otvrdnjavanje kotača dizalice
zagrijavanje dijelova prije savijanja
lemljenje rezača, rezača, svrdla
zagrijavanje obratka tijekom vrućeg štancanja
slijetanje vijaka
zavarivanje i navarivanje metala
restauracija detalja.

Indukcijske peći se koriste za taljenje metala, a razlikuju se po tome što se zagrijavaju pomoću električne struje. Pobuđivanje struje događa se u induktoru, odnosno u nepromjenjivom polju.

U takvim konstrukcijama energija se pretvara nekoliko puta (u ovom slijedu):

u elektromagnetski
električni;
toplinski.

Takve peći omogućuju korištenje topline s maksimalnom učinkovitošću, što nije iznenađujuće, jer su najnapredniji od svih postojećih modela koji rade na struju.

Bilješka! Indukcijski dizajni su dvije vrste - sa ili bez jezgre. U prvom slučaju, metal se postavlja u cijevni žlijeb, koji se nalazi oko induktora. Jezgra se nalazi u samom induktoru. Druga opcija naziva se lonac, jer se u njemu metal s loncem već nalazi unutar indikatora. Naravno, ni o kakvoj jezgri u ovom slučaju ne može biti govora.

U današnjem članku ćemo govoriti o tome kako napravitiDIY indukcijska pećnica.

Među brojnim prednostima su sljedeće:

čistoća i sigurnost okoliša;
povećana homogenost taline zbog aktivnog kretanja metala;
brzina - pećnica se može koristiti gotovo odmah nakon uključivanja;
zona i usmjerena orijentacija energije;
visoka stopa taljenja;
nedostatak otpada od legirajućih tvari;
mogućnost podešavanja temperature;
brojne tehničke mogućnosti.

Ali postoje i nedostaci.

Trosku zagrijava metal, zbog čega ima nisku temperaturu.
Ako je troska hladna, tada je vrlo teško ukloniti fosfor i sumpor iz metala.
Između svitka i metala za taljenje, magnetsko polje se raspršuje, pa će biti potrebno smanjenje debljine obloge. To će uskoro dovesti do činjenice da će sama obloga propasti.

Video - Indukcijska peć

Industrijska primjena

Obje opcije dizajna koriste se u taljenju željeza, aluminija, čelika, magnezija, bakra i plemenitih metala. Korisni volumen takvih struktura može se kretati od nekoliko kilograma do nekoliko stotina tona.

Peći za industrijsku uporabu podijeljene su u nekoliko tipova.

Srednjefrekventni dizajni se obično koriste u strojarstvu i metalurgiji. Uz njihovu pomoć tali se čelik, a pri korištenju grafitnih lonaca tope se i obojeni metali.
Industrijski frekventni dizajni koriste se u taljenju željeza.
Otporne strukture su namijenjene za taljenje aluminija, aluminijskih legura, cinka.

Bilješka! Upravo je indukcijska tehnologija bila osnova popularnijih uređaja - mikrovalnih pećnica.

domaća upotreba

Iz očitih razloga, indukcijska peć za taljenje rijetko se koristi u kući. Ali tehnologija opisana u članku nalazi se u gotovo svim modernim kućama i stanovima. To su gore spomenute mikrovalne pećnice, indukcijska kuhala i električne pećnice.

Razmotrimo, na primjer, ploče. Oni zagrijavaju posuđe zbog induktivnih vrtložnih struja, zbog čega se zagrijavanje događa gotovo trenutno. Karakteristično je da je nemoguće uključiti plamenik na kojem nema posuđa.

Učinkovitost indukcijskih štednjaka doseže 90%. Za usporedbu: za električne štednjake to je oko 55-65%, a za plinske peći - ne više od 30-50%. Ali pošteno rečeno, vrijedi napomenuti da rad opisanih peći zahtijeva posebna jela.

Domaća indukcijska pećnica

Ne tako davno, domaći radioamateri jasno su pokazali da sami možete napraviti indukcijsku peć. Danas postoji mnogo različitih shema i proizvodnih tehnologija, ali mi smo dali samo najpopularnije od njih, što znači najučinkovitije i jednostavne za implementaciju.

Indukcijska peć od visokofrekventnog generatora

Ispod je električni krug za izradu domaćeg uređaja od visokofrekventnog (27,22 megaherca) generatora.

Osim generatora, za sklop će biti potrebne četiri žarulje velike snage i teška svjetiljka za indikator spremnosti za rad.

Bilješka! Glavna razlika između peći, izrađene prema ovoj shemi, je ručka kondenzatora - u ovom slučaju se nalazi izvana.

Osim toga, metal u zavojnici (induktoru) će se rastopiti u uređaju najmanje snage.

Prilikom proizvodnje potrebno je zapamtiti neke važne točke koje utječu na brzinu ukrcavanja metala. Ovo je:

vlast;
frekvencija;
vrtložni gubici;
intenzitet prijenosa topline;
gubitak histereze.

Uređaj će se napajati standardnom mrežom od 220 V, ali s unaprijed instaliranim ispravljačem. Ako je peć namijenjena za grijanje prostorije, preporuča se koristiti nihromsku spiralu, a ako je za taljenje, onda grafitne četke. Upoznajmo se sa svakom od struktura detaljnije.

Video - Dizajn pretvarača za zavarivanje

Bit dizajna je sljedeća: ugrađuje se par grafitnih četkica, a između njih se ulijeva granit u prahu, nakon čega se spaja silazni transformator. Karakteristično je da se prilikom taljenja ne može bojati strujnog udara, jer nema potrebe za korištenjem 220 V.

Tehnologija montaže

Korak 1. Podloga je sastavljena - kutija od šamotne opeke dimenzija 10x10x18 cm, položena na vatrostalnu pločicu.

Korak 2. Boks je gotov s azbestnim kartonom. Nakon vlaženja vodom, materijal omekšava, što vam omogućuje da mu date bilo koji oblik. Po želji, konstrukcija se može omotati čeličnom žicom.

Bilješka! Dimenzije kutije mogu varirati ovisno o snazi transformatora.

Korak 3. Najbolja opcija za grafitnu peć je transformator iz stroja za zavarivanje od 0,63 kW. Ako je transformator dizajniran za 380 V, onda se može premotati, iako mnogi iskusni električari kažu da možete ostaviti sve kako jest.

Korak 4. Transformator je omotan tankim aluminijem - tako da se struktura neće jako zagrijati tijekom rada.

Korak 5. Postavljaju se grafitne četke, na dno kutije postavlja se glinena podloga - tako da se rastaljeni metal neće širiti.

Glavna prednost takve peći je visoka temperatura, koja je prikladna čak i za taljenje platine ili paladija. Ali među minusima je brzo zagrijavanje transformatora, mali volumen (ne može se rastopiti više od 10 g odjednom). Zbog toga će za topljenje velikih količina biti potreban drugačiji dizajn.

Dakle, za taljenje velikih količina metala potrebna je peć s nikrom žicom. Princip rada dizajna je prilično jednostavan: električna struja se primjenjuje na nihromsku spiralu, koja se zagrijava i topi metal. Na webu postoji mnogo različitih formula za izračun duljine žice, ali sve su, u principu, iste.

Korak 1. Za spiralu se koristi nikrom ø0,3 mm, duljine oko 11 m.

Korak 2. Žica mora biti namotana. Da biste to učinili, potrebna vam je ravna bakrena cijev ø5 mm - na nju je namotana spirala.

Korak 3. Kao lončić koristi se mala keramička cijev ø1,6 cm i duljine 15 cm. Jedan kraj cijevi je začepljen azbestnim navojem - tako da rastaljeni metal neće istjecati.

Korak 4. Nakon provjere izvedbe i spirala se polaže oko cijevi. Istodobno, između zavoja postavlja se ista azbestna nit - spriječit će kratki spoj i ograničiti pristup kisiku.

Korak 5. Gotova zavojnica stavlja se u uložak iz svjetiljke velike snage. Takvi su patroni obično keramički i imaju potrebnu veličinu.

Prednosti takvog dizajna:

visoka produktivnost (do 30 g po vožnji);
brzo zagrijavanje (oko pet minuta) i dugo hlađenje;
jednostavnost korištenja - prikladno je uliti metal u kalupe;
brza zamjena spirale u slučaju izgaranja.

Ali, naravno, postoje i nedostaci:

nihrom izgara, osobito ako je spirala slabo izolirana;
nesigurnost - uređaj je priključen na mrežu od 220 V.

Bilješka! Ne možete dodati metal u peć ako je prethodni dio već otopljen. Inače će se sav materijal raspršiti po sobi, štoviše, može ozlijediti oči.

Kao zaključak

Kao što vidite, još uvijek možete sami napraviti indukcijsku peć. Ali da budemo iskreni, opisani dizajn (kao i sve što je dostupno na Internetu) nije baš peć, već laboratorijski pretvarač Kukhtetsky. Jednostavno je nemoguće sastaviti punopravnu indukcijsku strukturu kod kuće.

Do zagrijavanja i taljenja metala u indukcijskim pećima dolazi zbog unutarnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnom ...

Kako sastaviti indukcijsku peć za taljenje metala kod kuće vlastitim rukama

Taljenje metala indukcijom ima široku primjenu u raznim industrijama: metalurgiji, strojarstvu, nakitu. Jednostavna indukcijska peć za taljenje metala kod kuće može se sastaviti vlastitim rukama.

Princip rada

Do zagrijavanja i taljenja metala u indukcijskim pećima dolazi zbog unutarnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnoj rešetki metala kada kroz njih prolaze visokofrekventne vrtložne struje. Taj se proces temelji na fenomenu rezonancije, u kojoj vrtložne struje imaju maksimalnu vrijednost.

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

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

Vrste

Vrtložne struje su zatvorene duž kruga ograničenog magnetskim poljem induktora. Stoga je moguće zagrijavanje vodljivih elemenata kako unutar svitka tako i s njegove vanjske strane.

kanal, u kojem su kanali smješteni oko induktora spremnik za taljenje metala, a jezgra se nalazi unutar njega;
lonac, koriste poseban spremnik - lonac od materijala otpornog na toplinu, obično se može ukloniti.

kanalska peć previše sveukupno i dizajnirano za industrijske količine taljenja metala. Koristi se za taljenje lijevanog željeza, aluminija i drugih obojenih metala.

krušna peć prilično kompaktan, koriste ga draguljari, radioamateri, takva pećnica se može sastaviti vlastitim rukama i koristiti kod kuće.

Uređaj

visokofrekventni alternator;
induktor - spiralni namot od bakrene žice ili cijevi uradi sam;
lončić.

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

Prednosti indukcijske peći:

brzo i ravnomjerno zagrijavanje metala odmah nakon uključivanja instalacije;
usmjerenost grijanja - zagrijava se samo metal, a ne cijela instalacija;
visoka stopa taljenja i homogenost taline;
nema isparavanja legirajućih komponenti metala;
instalacija je ekološki prihvatljiva i sigurna.

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

Peć za taljenje metala na inverteru za zavarivanje

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

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

Induktor se može ugraditi u kućište od grafita ili tekstolita, a unutra se može ugraditi lončić. Možete jednostavno staviti induktor na površinu otpornu na toplinu. Kućište ne smije provoditi struju, inače će strujni krug proći kroz njega i snaga instalacije će se smanjiti. Iz istog razloga, ne preporuča se stavljati strane predmete u zonu taljenja.

Kod rada od pretvarača za zavarivanje, njegovo kućište mora biti uzemljeno! Utičnica i ožičenje moraju biti ocijenjeni za struju koju izvlači pretvarač.

Sustav grijanja privatne kuće temelji se na radu peći ili kotla, čija visoka učinkovitost i dugi neprekidni vijek trajanja ovise kako o marki i ugradnji samih uređaja za grijanje, tako i o ispravnoj ugradnji dimnjaka.

Tranzistorska indukcijska peć: krug

Postoji mnogo različitih načina za sastavljanje indukcijskog grijača vlastitim rukama. Prilično jednostavna i dokazana shema peći za taljenje metala prikazana je na slici:

dva tranzistora s efektom polja tipa IRFZ44V;
dvije diode UF4007 (možete koristiti i UF4001);
otpornik 470 Ohm, 1 W (možete uzeti dva serijski spojena po 0,5 W);
filmski kondenzatori za 250 V: 3 komada kapaciteta 1 mikrofarada; 4 komada - 220 nF; 1 komad - 470 nF; 1 komad - 330 nF;
bakrena žica za namatanje u emajl izolaciji Ø1,2 mm;
bakrena žica za namatanje u emajl izolaciji Ø2 mm;
dva prstena od prigušnica uzetih iz napajanja računala.

Redoslijed montaže uradi sam:

Tranzistori s efektom polja postavljeni su na radijatore. Budući da se krug tijekom rada jako zagrijava, radijator mora biti dovoljno velik. Također ih možete instalirati na jedan radijator, ali tada trebate izolirati tranzistore od metala pomoću brtvi i podložaka od gume i plastike. Pinout tranzistora s efektom polja prikazan je na slici.

Potrebno je napraviti dva čoka. Za njihovu proizvodnju, bakrena žica promjera 1,2 mm namotana je oko prstenova preuzetih iz napajanja bilo kojeg računala. Ovi prstenovi su izrađeni od feromagnetnog željeza u prahu. Potrebno ih je namotati od 7 do 15 zavoja žice, pokušavajući održati udaljenost između zavoja.

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

Namot induktora je izrađen od bakrene žice promjera 2 mm. 7-8 zavoja namota su namotani na cilindrični predmet prikladan za promjer lončića, ostavljajući dovoljno duge krajeve za spajanje na strujni krug.
Spojite elemente na ploči u skladu sa dijagramom. Kao izvor napajanja koristi se baterija od 12 V, 7,2 A/h. Struja koja se troši u radu je oko 10 A, kapacitet baterije u ovom slučaju je dovoljan za oko 40 minuta. Ako je potrebno, tijelo peći je izrađeno od materijala otpornog na toplinu, na primjer, tekstolita. Snaga uređaja može se mijenjati promjenom broja zavoja namota induktora i njihovog promjera.

Tijekom duljeg rada grijaći elementi mogu se pregrijati! Za hlađenje možete koristiti ventilator.

Indukcijski grijač za taljenje metala: video

Indukcijska pećnica s lampom

Snažnija indukcijska peć za taljenje metala može se sastaviti ručno na vakuumskim cijevima. Dijagram uređaja prikazan je na slici.

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

Za sastavljanje kruga trebate:

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

Sastavljanje uređaja vlastitim rukama:

Induktor je izrađen od bakrene cijevi, savijajući je u obliku spirale. Promjer zavoja je 8-15 cm, razmak između zavoja je najmanje 5 mm. Krajevi su kalajisani za lemljenje na strujni krug. Promjer induktora mora biti 10 mm veći od promjera lončića postavljenog unutra.
Postavite induktor u kućište. Može biti izrađen od nevodljivog materijala otpornog na toplinu ili od metala, koji osigurava toplinsku i električnu izolaciju od elemenata kruga.
Kaskade svjetiljki sastavljaju se prema shemi s kondenzatorima i prigušnicama. Kaskade su povezane paralelno.
Spojite neonsku indikatorsku lampu - signalizirat će spremnost kruga za rad. Svjetiljka se dovodi do instalacijskog kućišta.
Kondenzator za podešavanje promjenjivog kapaciteta uključen je u krug, njegova ručka je također prikazana na kućištu.

Za sve ljubitelje hladno dimljenih delicija predlažemo da ovdje saznate kako brzo i jednostavno napraviti pušnicu vlastitim rukama, a ovdje se možete upoznati s foto i video uputama za izradu generatora hladnog dimljenog dima.

Hlađenje kruga

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

Zračno hlađenje ventilatorom moguće je pod uvjetom da je ventilator dovoljno udaljen. Inače, metalni namot i drugi elementi ventilatora poslužit će kao dodatni krug za zatvaranje vrtložnih struja, što će smanjiti učinkovitost instalacije.

Elementi elektroničkih krugova i krugova svjetiljke također se mogu aktivno zagrijavati. Za njihovo hlađenje predviđeni su radijatori koji odvode toplinu.

Mjere zaštite na radu

Glavna opasnost pri radu s domaćom instalacijom je opasnost od opeklina od zagrijanih elemenata instalacije i rastaljenog metala.
Krug svjetiljke uključuje elemente s visokim naponom, pa se mora staviti u zatvoreno kućište, eliminirajući slučajni kontakt s elementima.
Elektromagnetno polje može utjecati na predmete koji se nalaze izvan kućišta uređaja. Stoga je prije rada bolje obući odjeću bez metalnih elemenata, ukloniti složene uređaje iz područja pokrivenosti: telefone, digitalne fotoaparate.

Kućna peć za taljenje metala također se može koristiti za brzo zagrijavanje metalnih elemenata, na primjer, kada su kalajisani ili oblikovani. Karakteristike prikazanih instalacija mogu se prilagoditi određenom zadatku promjenom parametara induktora i izlaznog signala generatorskih agregata - na taj način možete postići njihovu maksimalnu učinkovitost.

Indukcijske peći se koriste za taljenje metala, a razlikuju se po tome što se zagrijavaju pomoću električne struje. Pobuđivanje struje događa se u induktoru, odnosno u nepromjenjivom polju.

U takvim konstrukcijama energija se pretvara nekoliko puta (u ovom slijedu):

u elektromagnetski
električni;
toplinski.

Takve peći omogućuju korištenje topline s maksimalnom učinkovitošću, što nije iznenađujuće, jer su najnapredniji od svih postojećih modela koji rade na struju.

Bilješka! Indukcijski dizajni su dvije vrste - sa ili bez jezgre. U prvom slučaju, metal se postavlja u cijevni žlijeb, koji se nalazi oko induktora. Jezgra se nalazi u samom induktoru. Druga opcija naziva se lonac, jer se u njemu metal s loncem već nalazi unutar indikatora. Naravno, ni o kakvoj jezgri u ovom slučaju ne može biti govora.

U današnjem članku ćemo govoriti o tome kako napravitiDIY indukcijska pećnica.