Učinite sami indukcijski grijač vijaka. DIY indukcijski grijač

Indukcijsko grijanje je metoda beskontaktnog zagrijavanja visokofrekventnim strujama (eng. RFH - radio-frequency heating, heating by radio-frequency waves) električno vodljivih materijala.

Opis metode.

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). Snažne struje različitih frekvencija (od desetaka Hz do nekoliko MHz) induciraju se u induktoru pomoću posebnog generatora, zbog čega nastaje elektromagnetsko polje oko induktora. Elektromagnetno polje inducira vrtložne struje u izratku. Vrtložne struje zagrijavaju radni komad pod djelovanjem Jouleove topline (vidi Joule-Lenzov zakon).

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

Na visokoj frekvenciji, vrtložne struje pomiču se magnetskim poljem koje ih formiraju u tanke površinske slojeve obratka Δ (površinski efekt), zbog čega se njihova gustoća naglo povećava, a izradak se zagrijava. Donji slojevi metala zagrijavaju se zbog toplinske vodljivosti. Nije važna struja, već velika gustoća struje. U sloju kože Δ gustoća struje opada za faktor e u odnosu na gustoću struje na površini izratka, dok se 86,4% topline oslobađa u sloju kože (od ukupnog oslobađanja topline. Dubina sloja kože ovisi o dubini sloja kože Δ). o frekvenciji zračenja: što je frekvencija viša, to je tanji sloj kože Ovisi i 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, elektroliti, električno vodljiva keramika itd.) μ je približno jednaka jedan.

Na primjer, na frekvenciji od 2 MHz, dubina kože za bakar je oko 0,25 mm, za željezo ≈ 0,001 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.

Primjena:
Ultra čisto beskontaktno taljenje, lemljenje i zavarivanje metala.
Dobivanje prototipova legura.
Savijanje i toplinska obrada dijelova strojeva.
Posao s nakitom.
Obrada malih dijelova koji se mogu oštetiti plamenom ili grijanjem luka.
Površinsko stvrdnjavanje.
Stvrdnjavanje i toplinska obrada dijelova složenog oblika.
Dezinfekcija medicinskih instrumenata.

Prednosti.

Zagrijavanje ili taljenje bilo kojeg električno vodljivog materijala velikom brzinom.

Zagrijavanje je moguće u atmosferi zaštitnog plina, u oksidacijskom (ili redukcijskom) mediju, u nevodljivoj tekućini, u vakuumu.

Zagrijavanje kroz zidove zaštitne komore od stakla, cementa, plastike, drva - ovi materijali vrlo slabo apsorbiraju elektromagnetsko zračenje i ostaju hladni tijekom rada instalacije. Grije se samo električno vodljivi materijal - metal (uključujući rastaljeni), ugljik, vodljiva keramika, elektroliti, tekući metali itd.

Zbog nastalih MHD sila, tekući metal se intenzivno miješa, sve do zadržavanja suspendiranog u zraku ili zaštitnom plinu - tako se u malim količinama dobivaju ultračiste legure (levitacijsko taljenje, taljenje u elektromagnetskom lončiću).

Budući da se zagrijavanje provodi elektromagnetskim zračenjem, nema onečišćenja obratka produktima izgaranja plamenika u slučaju plinskog plamena, odnosno materijalom elektrode u slučaju lučnog zagrijavanja. Postavljanje uzoraka u atmosferu inertnog plina i visoka stopa zagrijavanja eliminirat će stvaranje kamenca.

Jednostavna upotreba zbog male veličine induktora.

Induktor se može izraditi u posebnom obliku - to će omogućiti ravnomjerno zagrijavanje dijelova složene konfiguracije po cijeloj površini, bez njihovog savijanja ili lokalnog nezagrijavanja.

Lako je provesti lokalno i selektivno grijanje.

Budući da se najintenzivnije zagrijavanje događa u tankim gornjim slojevima izratka, a donji slojevi se zagrijavaju nježnije zbog toplinske vodljivosti, metoda je idealna za površinsko stvrdnjavanje dijelova (jezgra ostaje viskozna).

Jednostavna automatizacija opreme - ciklusi grijanja i hlađenja, kontrola i držanje temperature, dovod i uklanjanje izratka.

Indukcijske jedinice za grijanje:

Na instalacijama s radnom frekvencijom do 300 kHz koriste se pretvarači na IGBT sklopovima ili MOSFET tranzistori. Takve instalacije su dizajnirane za zagrijavanje velikih dijelova. Za zagrijavanje malih dijelova koriste se visoke frekvencije (do 5 MHz, raspon srednjih i kratkih valova), visokofrekventne instalacije su izgrađene na elektroničkim cijevima.

Također, za zagrijavanje malih dijelova, visokofrekventne instalacije su izgrađene na MOSFET tranzistorima za radne frekvencije do 1,7 MHz. Upravljanje i zaštita tranzistora na višim frekvencijama predstavlja određene poteškoće, pa su postavke viših frekvencija još uvijek prilično skupe.

Induktor za zagrijavanje malih dijelova je male veličine i malog induktiviteta, što dovodi do smanjenja faktora kvalitete radnog rezonantnog kruga na niskim frekvencijama i smanjenja učinkovitosti, a također predstavlja opasnost za glavni oscilator (faktor kvalitete rezonantnog kruga je proporcionalan L/C, rezonantni krug s niskim faktorom kvalitete je predobro "napumpan" energijom, stvara kratki spoj u prigušnici i onemogućuje glavni oscilator). Za povećanje faktora kvalitete oscilatornog kruga koriste se dva načina:
- povećanje radne frekvencije, što dovodi do složenosti i cijene instalacije;
- korištenje feromagnetskih umetaka u induktoru; lijepljenje induktora pločama od feromagnetskog materijala.

Budući da induktor radi najučinkovitije na visokim frekvencijama, indukcijsko grijanje dobilo je industrijsku primjenu nakon razvoja i početka proizvodnje snažnih generatorskih žarulja. Prije Prvog svjetskog rata indukcijsko grijanje imalo je ograničenu primjenu. Tada su se kao generatori koristili visokofrekventni strojni generatori (radovi V.P. Vologdina) ili instalacije za iskre.

Generatorski krug u principu može biti bilo koji (multivibrator, RC generator, neovisno pobuđeni generator, razni relaksacijski generatori) koji radi na opterećenje u obliku svitka induktora i ima dovoljnu snagu. Također je potrebno da frekvencija titranja bude dovoljno visoka.

Primjerice, da bi se čelična žica promjera 4 mm "prerezala" u nekoliko sekundi potrebna je oscilatorna snaga od najmanje 2 kW na frekvenciji od najmanje 300 kHz.

Shema je odabrana prema sljedećim kriterijima: pouzdanost; stabilnost fluktuacije; stabilnost snage koja se oslobađa u izratku; jednostavnost proizvodnje; jednostavnost postavljanja; minimalni broj dijelova za smanjenje troškova; korištenje dijelova koji ukupno daju smanjenje težine i dimenzija itd.

Dugi niz desetljeća kao generator visokofrekventnih oscilacija koristi se induktivni trotočki generator (Hartleyjev generator, generator s povratnom spregom autotransformatora, sklop na bazi djelitelja napona induktivne petlje). Ovo je samopobudni paralelni krug napajanja za anodu i frekventno selektivni krug napravljen na oscilatornom krugu. Uspješno se koristi i nastavlja se koristiti u laboratorijima, nakitnim radionicama, industrijskim poduzećima, kao iu amaterskoj praksi. Na primjer, tijekom Drugog svjetskog rata na takvim je instalacijama provedeno površinsko očvršćivanje valjaka tenka T-34.

Nedostaci tri točke:

Niska učinkovitost (manje od 40% kada se koristi lampa).

Jaka devijacija frekvencije u trenutku zagrijavanja obratka izrađenih od magnetskih materijala iznad Curiejeve točke (≈700S) (μ promjene), što mijenja dubinu sloja kože i nepredvidivo mijenja način toplinske obrade. Kod toplinske obrade kritičnih dijelova to može biti neprihvatljivo. Također, moćne RF instalacije moraju raditi u uskom rasponu frekvencija koje dopušta Rossvyazokhrankultura, budući da su uz lošu zaštitu zapravo radio odašiljači i mogu ometati televizijsko i radijsko emitiranje, obalne i spasilačke službe.

Pri promjeni praznina (npr. iz manjih u veće) mijenja se induktivnost sustava induktor-prazna, što također dovodi do promjene frekvencije i dubine sloja kože.

Kod mijenjanja jednookretnih prigušnica u višenavojne, na veće ili manje, mijenja se i frekvencija.

Pod vodstvom Babata, Lozinskog i drugih znanstvenika razvijeni su sklopovi generatora s dva i tri kruga koji imaju veću učinkovitost (do 70%), a također bolje drže radnu frekvenciju. Princip njihovog djelovanja je sljedeći. Zbog uporabe spojenih krugova i slabljenja veze između njih, promjena induktiviteta radnog kruga ne povlači za sobom jaku promjenu frekvencije kruga za podešavanje frekvencije. Radio odašiljači su konstruirani po istom principu.

Suvremeni visokofrekventni generatori su pretvarači koji se temelje na IGBT sklopovima ili snažnim MOSFET tranzistorima, obično izrađeni prema shemi mosta ili polumosta. Radi na frekvencijama do 500 kHz. Vrata tranzistora se otvaraju pomoću upravljačkog sustava mikrokontrolera. Upravljački sustav, ovisno o zadatku, omogućuje automatsko držanje

A) konstantna frekvencija
b) konstantna snaga koja se oslobađa u izratku
c) maksimalna učinkovitost.

Na primjer, kada se magnetski materijal zagrije iznad Curiejeve točke, debljina sloja kože naglo se povećava, gustoća struje pada, a izradak se počinje gore zagrijavati. Magnetska svojstva materijala također nestaju i proces preokretanja magnetizacije prestaje - radni komad se počinje gore zagrijavati, otpor opterećenja naglo se smanjuje - to može dovesti do "razmaka" generatora i njegovog kvara. Upravljački sustav prati prijelaz kroz Curieovu točku i automatski povećava frekvenciju s naglim smanjenjem opterećenja (ili smanjuje snagu).

Opaske.

Induktor treba postaviti što je moguće bliže radnom komadu, ako je moguće. To ne samo da povećava gustoću elektromagnetskog polja u blizini obratka (proporcionalno kvadratu udaljenosti), već također povećava faktor snage Cos(φ).

Povećanje frekvencije dramatično smanjuje faktor snage (proporcionalno kocki frekvencije).

Kada se magnetski materijali zagrijavaju, također se oslobađa dodatna toplina zbog preokretanja magnetizacije; njihovo je zagrijavanje do Curiejeve točke mnogo učinkovitije.

Prilikom proračuna induktora potrebno je uzeti u obzir induktivitet guma koje vode do induktora, a koji može biti puno veći od induktivnosti same prigušnice (ako je induktivnost izrađena u obliku jednog okreta male prigušnice). promjer ili čak dio zavoja – luk).

Postoje dva slučaja rezonancije u oscilatornim krugovima: rezonancija napona i rezonancija struje.
Paralelni oscilatorni krug – rezonancija struja.
U ovom slučaju, napon na zavojnici i na kondenzatoru je isti kao napon generatora. U rezonanciji, otpor kruga između točaka grananja postaje maksimalan, a struja (I ukupno) kroz otpor opterećenja Rn bit će minimalna (struja unutar kruga I-1l i I-2s je veća od struje generatora) .

U idealnom slučaju, impedancija petlje je beskonačna - krug ne crpi struju iz izvora. Kada se frekvencija generatora promijeni u bilo kojem smjeru od rezonantne frekvencije, impedancija kruga se smanjuje, a linearna struja (Itotal) raste.

Serijski oscilatorni krug - naponska rezonancija.

Glavna značajka serijskog rezonantnog kruga je da je njegova impedancija minimalna pri rezonanciji. (ZL + ZC - minimum). Kada je frekvencija podešena na vrijednost iznad ili ispod rezonantne frekvencije, impedancija se povećava.
Zaključak:
U paralelnom krugu na rezonanciji struja kroz izvode kruga je 0, a napon je maksimalan.
U serijskom krugu vrijedi suprotno - napon teži nuli, a struja je maksimalna.

Članak je preuzet sa stranice http://dic.academic.ru/ i prerađen je u razumljiviji tekst za čitatelja od strane tvrtke LLC Prominduktor.

Prije nekog vremena kupili smo par induktivnih pretvarača u Kini s nadom da bi se, unatoč jednostavnosti dizajna i malom broju radio komponenti, ovaj uređaj mogao koristiti u radionici, na primjer, kao pomoć pri otpuštanju zaglavljenog vijci ili za kaljenje malih metala. Kako se pokazalo, 100 W snage je vrlo malo za ove svrhe, no uređaj radi vrlo pristojno i učinkovito, ništa lošije od.

Shematski dijagram indukcijskog grijača

1 opcija sheme
2 opcija sheme

Na prvi pogled tabla pokazuje da je broj elemenata ograničen na potrebni minimum. Krug se sastoji od dva MOSFET-a, dvije brze diode, dvije prigušnice, otpornika i rezonantnih elemenata – odnosno vanjske zavojnice i velikog kapaciteta.

Prijeđimo na testove sklopova

Tijekom prvih ispitivanja generatora, tijekom određivanja granice snage, tranzistori su izgorjeli. Ovdje smo isprobali IRFR120, ali su zbog niske maksimalne struje stajali samo par sekundi. Zatim je došao red na IRFR2905 - to su niskonaponski tranzistori od 50 A, s kojima je grijač radio čak i bolje nego s originalnim mosfetom, na kojem se oznaka uopće ne vidi.

Kada je spojen na konstantni napon od 12 V, uređaj troši oko 1,8 A. Kada se metalni predmet približi zavojnici, struja počinje rasti. Na vrhuncu je bilo moguće postići struju od oko 12 A, što daje gotovo 150 W, odnosno čak i više nego što proizvođač tvrdi. U praznom hodu potrošnja je oko 20 W i ništa se ne zagrijava, što može ukazivati ​​na ispravan rad cijele konstrukcije.

Za ispitivanje je korišteno jednostavno transformatorsko napajanje. Tijekom pokusa ispitana su tri elementa na zagrijavanje: odvijač od 6 mm, vijak od 8 mm i isti vijak s dvije matice.

Kao što vidite, ovaj uređaj može zagrijati odvijač srednje veličine do točke vrenja u roku od 2 minute. Ovo je sasvim vrijedan rezultat. Ako kod kuće možemo očvrsnuti vrh odvijača, onda će takav grijač biti koristan.

Za zagrijavanje vijka do točke vrenja potrebno je oko 3 minute - također dobar rezultat, s obzirom na jednostavnost uređaja.

Za zagrijavanje vijka s dvije matice trebalo je 4 minute - dosta dugo. Na ovaj način možete koristiti uređaje za zagrijavanje zaglavljene matice kako biste je odvrtali, ali će proces biti dug i nezgodan. Osim toga, možda ga neće biti moguće u potpunosti umetnuti u zavojnicu, što će značajno umanjiti učinkovitost ove operacije.

Indukcijski grijač košta oko 9 dolara, odnosno manje od 600 rubalja. Ovo je mala količina za uređaj koji može učinkovito zagrijavati male metalne predmete. Naravno, ovaj grijač se ne može usporediti sa skupljim sličnim uređajima za nekoliko tisuća rubalja (koji je također u prodaji na Aliju), ali za kućne, amaterske ili čak male radionice, prilično je koristan.

Popularnost indukcijskog grijača IR2153 može se objasniti činjenicom da je osoba uvijek u potrazi - beskrajna potraga od strane osobe za izvorima topline za grijanje svojih domova, koji će biti: ekonomični, ekološki prihvatljivi i funkcionalni. Mnogi su se čak usudili i ne uzalud napraviti indukcijski grijač vlastitim rukama kako bi ga spojili na sustav grijanja kuće. Članak će detaljno opisati kako napraviti induktorski grijač kako biste potrošili minimalno novca i vremena.

Dijagram indukcijskog grijača

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, bojler, izračunavaju se zasebno za svaku jedinicu posebnom metodom 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, indukcijski, magnetski bojler je najskuplji od svih vrsta instalacija grijanja. Stoga mnogi obrtnici radije sami sastavljaju ultraekonomičnu jedinicu za grijanje.

Izrađujemo indukcijski grijač vlastitim rukama

Izrada izuma nije teška, ako imate vještine, možete napraviti dobar uređaj. Najjednostavniji sklop, koji se sastavlja ručno, sastoji se od reza cijevi (plastike), unutar kojeg su raspoređeni različiti elementi (metalni) kako bi se stvorila jezgra.

To bi mogao biti:

• Žica od nehrđajućeg čelika;
• Uvaljane u kuglice, nasjeckane na male komadiće žice - žičane šipke, čiji je promjer 8 mm;
• Izbušite prema promjeru cijevi.

Izvana se na njega lijepe štapići od stakloplastike, a na njih se mora namotati žica debljine 1,7 mm u izolaciji. Duljina žice je približno 11 m. Zatim se indukcijski grijač mora ispitati tako da se napuni vodom i spoji, na primjer, na indukcijsku ploču za kuhanje marke ORION snage 2 kW umjesto standardnog induktora. Vrtložni radijator zavaren od nekoliko metalnih cijevi djeluje kao vanjska jezgra za vrtložne električne struje, koje stvara zavojnica iste ploče.

Kao rezultat, može se izvući sljedeći zaključak:

1. Toplinska snaga izrađenog uređaja za grijanje veća je od električne snage ploče.
2. Broj i veličina cijevi odabrani su nasumično, ali je stvorena dovoljna površina za dovod topline, koja proizlazi iz vrtložnih struja.
3. Ova shema bojlera pokazala se uspješnom za određeni slučaj kada je stambena zgrada okružena drugim stanovima koji se griju.

Uređaj radi ispravno, pa ako imate želju, iskustvo i znanje, možete ovu ideju oživjeti. Složeni modeli mogu zahtijevati korištenje 3-faznog transformatora.

Visoko precizno indukcijsko grijanje

Takvo grijanje ima najjednostavniji princip, jer je beskontaktno. Visokofrekventno impulsno grijanje 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.

Prednosti: metalno indukcijsko grijanje

Grijanje ima mnoge prednosti. S njim je moguće brzo zagrijati i otopiti bilo koji vodljivi materijal u tekuće stanje. Omogućuje izvođenje grijanja u bilo kojem mediju koji ne provodi struju, odnosno funkciju taljenja i rada.

Budući da se samo vodič zagrijava, zidovi ostaju hladni. Ova vrsta grijanja ne zagađuje okoliš. Ako plinski plamenici zagađuju zrak, indukcijsko grijanje to eliminira, jer radi elektromagnetsko zračenje. Kompaktne dimenzije induktora. Sposobnost izrade uređaja bilo kojeg oblika.

Grijanje je neophodno ako trebate zagrijati samo odabrano područje na površini. Također, uređaj treba postaviti takvu posebnu opremu za traženi način rada i prilagoditi je.

Kako napraviti indukcijski grijač iz napajanja računala

Grijač se može izraditi iz računalnog napajanja.

Trebat će:

• Gas iz računalne jedinice;
• lemilica;
• Stroj za zavarivanje;
• rezači žice;
• Žica od nehrđajućeg čelika 6 mm;
• Emajlirana ravna bakrena žica 2 mm;
• Čelične cijevi 25 mm;
• Plastična cijev 50 mm;
• Izdržljive sanitarne armature;
• Eksplozivni ventil;
• Pojedinosti za sastavljanje kruga.

Kotao se sastoji od zavojnice, izmjenjivača topline, priključne kutije, upravljačkog ormarića, ulaznih i izlaznih mlaznica. Instalacija je jednostavna, glavna stvar je slijediti shemu. Dobro laboratorijsko napajanje može se osmisliti za jedan dan i implementirati za jedan dan. Uređaji su povezani preko transformatorske točke.

Jednostavan "uradi sam" induktor

U kućnom životu, HDTV induktor često može dobro doći.

Ovaj se uređaj često koristi za zagrijavanje kuhanog:

• matice/vijci;
• Okviri i grede za automobile;
• Dijelovi za autoservis, uključujući ležajeve i razne čahure.

Takvi se uređaji mogu kupiti u specijaliziranoj trgovini, kao i svaka druga oprema, na primjer, kineski inverter klima uređaj, seizmički senzor, ali su vrlo skupi. Međutim, postoji izlaz, sasvim je moguće stvoriti indukcijski grijač kod kuće. Za montažu će vam trebati transformator, može se napraviti od 2 prstena. Može se primijeniti klasa ferita M 2000 NM.

U primarnom namotu treba biti približno 26 zavoja žice promjera 0,75 mm. Primarni namot je spojen tamo gdje izlazi pretvarač. Drugi namot je jedna petlja bakrene cijevi promjera 6 mm, također je grana induktorske cijevi, koja prolazi kroz središte prstenastog dijela transformatora.

Sam induktor je zavojnica od nekoliko zavoja bakrene cijevi - 4 mm.

Kondenzator zajedno s uređajem obavlja rad titrajnog kruga koji stvara rezonancijsku frekvenciju (rezonantnu) na koju je podešen pretvarač. Ako je praznina postavljena u središnjem dijelu bakrene spirale, tada će pružiti aktivni otpor. HDTV se javlja u samoj zavojnici, pa se cijev sa zavojnicama jako zagrijava, što znači da se mora bez greške hladiti, za to je moguće koristiti običnu vodu iz cjevovoda.

Za napajanje induktora potrebno je koristiti dielektrične cijevi, jer se u krugu razvija visoki napon. Za tekuću vodu, koja hladi induktor, potrebno je stalno praćenje, stoga je u odvodu postavljen poseban umetak na koji je pričvršćen termoelement i tester za kontrolu temperature. Uređaj bi trebao koristiti najsnažniji kondenzator, može se sastaviti od četrdeset visokonaponskih kondenzatora od 0,033 mikrofarada svaki.

DIY indukcijski grijač (video)

Kao što vidite, izrada induktora vlastitim rukama nije teška, glavna stvar je slijediti shemu, također možete stvoriti indukcijsku trubu ili sastaviti tiristorski krug ili bilo koji drugi, na primjer, unutarnji sadržaj tranzistora .

INDUKCIJSKI GRIJAČ- električna je grijač, radeći s promjenom toka magnetske indukcije u zatvorenom vodljivom krugu. Taj se fenomen naziva elektromagnetska indukcija. Želite znati kako radi indukcijski grijač? ZAVODRR je trgovački informativni portal na kojem ćete pronaći informacije o grijačima.

Vrtložni indukcijski grijači

Indukcijska zavojnica je sposobna zagrijati bilo koji metal, grijači na bazi tranzistora su sastavljeni i imaju visoku učinkovitost veću od 95%, dugo su zamijenili cijevne indukcijske grijače, u kojima učinkovitost nije prelazila 60%.

Vrtložni indukcijski grijač za beskontaktno grijanje nema gubitaka zbog prilagodbe rezonantne podudarnosti radnih parametara instalacije s parametrima izlaznog oscilatornog kruga. Vrtložni grijači sastavljeni na tranzistorima mogu savršeno analizirati i prilagoditi izlaznu frekvenciju u automatskom načinu rada.

Metalni indukcijski grijači

Grijači za indukcijsko zagrijavanje metala imaju beskontaktnu metodu zbog djelovanja vrtložnog polja. Različite vrste grijača prodiru u metal do određene dubine od 0,1 do 10 cm, ovisno o odabranoj frekvenciji:

• visoka frekvencija;
• prosječna učestalost;
• ultra visoke frekvencije.

Metalni indukcijski grijači omogućuju obradu dijelova ne samo na otvorenim prostorima, već i postavljanje zagrijanih predmeta u izolirane komore, u kojima se može stvoriti bilo koji medij, kao i vakuum.

Električni indukcijski grijač

Visokofrekventni električni indukcijski grijač svaki dan dobiva nove namjene. Grijač radi na izmjeničnu struju. Indukcijski električni grijači najčešće se koriste za dovođenje metala na potrebne temperature u sljedećim operacijama: kovanje, lemljenje, zavarivanje, savijanje, kaljenje itd. Električni indukcijski grijači rade na visokoj frekvenciji od 30-100 kHz i koriste se za zagrijavanje različitih vrsta medija i rashladnih tekućina.

Električni grijač primjenjuje se u mnogim područjima:

• metalurški (HDTV grijači, indukcijske peći);
• instrumentacija (elementi za lemljenje);
• medicinski (proizvodnja i dezinfekcija instrumenata);
• nakit (proizvodnja nakita);
• stambeno-komunalni (indukcijski kotlovi za grijanje);
• hrana (indukcijski parni kotlovi).

Indukcijski grijači srednje frekvencije

Kada je potrebno dublje zagrijavanje, koriste se indukcijski grijači srednje frekvencije koji rade na srednjim frekvencijama od 1 do 20 kHz. Kompaktni induktor za sve vrste grijača dolazi u različitim oblicima, koji su odabrani tako da osiguraju ujednačeno zagrijavanje uzoraka najrazličitijih oblika, a može se izvesti i zadano lokalno grijanje. Srednjefrekventni tip će obraditi materijale za kovanje i kaljenje, kao i kroz zagrijavanje za štancanje.

Jednostavni za rukovanje, s učinkovitošću do 100%, indukcijski srednjefrekventni grijači se koriste za širok raspon tehnologija u metalurgiji (također za taljenje raznih metala), strojarstvu, izradi instrumenata i drugim područjima.

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.

Mikrovalni indukcijski grijači

Mikrovalni indukcijski grijači rade na superfrekvenciji (100-1,5 MHz) i prodiru do dubine zagrijavanja (do 1 mm). Tip mikrovalne pećnice je nezamjenjiv za obradu tankih, malih dijelova malog promjera. Korištenje takvih grijača omogućuje izbjegavanje neželjenih deformacija koje prate zagrijavanje.

Mikrovalni indukcijski grijači bazirani na JGBT modulima i MOSFET tranzistorima imaju ograničenja snage od 3,5-500 kW. Koriste se u elektronici, u proizvodnji visokopreciznih alata, satova, nakita, za proizvodnju žice i u druge svrhe koje zahtijevaju posebnu preciznost i filigranstvo.

Kovanje indukcijskih grijača

Glavna namjena indukcijskih grijača tipa kovačnice (IKN) je zagrijavanje dijelova ili njihovih dijelova prije naknadnog kovanja. Praznine mogu biti raznih vrsta, legura i oblika. Indukcijski grijači za kovanje omogućuju vam da obrađujete cilindrične izratke bilo kojeg promjera u automatskom načinu rada:

• ekonomični, jer troše samo nekoliko sekundi na grijanje i imaju visoku učinkovitost do 95%;
• jednostavan za korištenje, omogućuje: potpunu kontrolu procesa, poluautomatski utovar i istovar. Postoje opcije s potpunom automatizacijom;
• pouzdan i može raditi kontinuirano dugo vremena.

Indukcijski valjkasti grijači

Indukcijski grijači za ojačanje osovine raditi zajedno s kompleksom za otvrdnjavanje. Radni komad je u okomitom položaju i rotira se unutar stacionarne induktora. Grijač omogućuje korištenje svih vrsta osovina za sekvencijalno lokalno grijanje, dubina stvrdnjavanja može biti djeliće milimetara dubine.

Kao rezultat indukcijskog zagrijavanja osovine po cijeloj dužini uz trenutno hlađenje, uvelike se povećava njegova čvrstoća i trajnost.

Indukcijski grijači cijevi

Indukcijskim grijačima mogu se tretirati sve vrste cijevi. Cijevni grijač može biti hlađen zrakom ili vodom, snage 10-250 kW, sa sljedećim parametrima:

• Indukcijsko grijanje cijevi hlađeno zrakom proizveden pomoću fleksibilnog induktora i toplinskog pokrivača. Temperatura grijanja do temperature od 400 °C, a koristiti cijevi promjera 20 - 1250 mm s bilo kojom debljinom stijenke.
• Cijev za indukcijsko grijanje hlađena vodom ima temperaturu grijanja od 1600 °C i koristi se za "savijanje" cijevi promjera 20 - 1250 mm.

Svaka opcija toplinske obrade koristi se za poboljšanje kvalitete bilo koje čelične cijevi.

Pirometar za kontrolu grijanja

Jedan od najvažnijih radnih parametara indukcijskih grijača je temperatura. Osim ugrađenih senzora, za temeljitiju kontrolu nad njim često se koriste infracrveni pirometri. Ovi optički uređaji omogućuju brzo i jednostavno određivanje temperature teško dostupnih (zbog visoke topline, vjerojatnosti izlaganja struji itd.) površina.

Ako spojite pirometar na indukcijski grijač, ne možete samo pratiti temperaturni režim, već i automatski održavati temperaturu grijanja određeno vrijeme.

Princip rada indukcijskih grijača

Tijekom rada, u induktoru se stvara magnetsko polje u kojem se nalazi dio. Ovisno o zadatku (dubini zagrijavanja) i dijelu (kompoziciji), odabire se frekvencija, može biti od 0,5 do 700 kHz.

Načelo rada grijača prema zakonima fizike kaže: kada je vodič u izmjeničnom elektromagnetskom polju, u njemu nastaje EMF (elektromotorna sila). Amplitudni grafikon pokazuje da se kreće proporcionalno promjeni brzine magnetskog toka. Zbog toga se u krugu stvaraju vrtložne struje čija veličina ovisi o otporu (materijalu) vodiča. Prema Joule-Lenzovom zakonu, struja dovodi do zagrijavanja vodiča koji ima otpor.

Princip rada svih vrsta indukcijskih grijača sličan je transformatoru. Vodljivi radni komad, koji se nalazi u induktoru, sličan je transformatoru (bez magnetskog kruga). Primarni namot je induktor, sekundarni induktivitet dijela, a opterećenje je otpor metala. Kod HDTV grijanja nastaje “efekt kože”, vrtložne struje koje nastaju unutar izratka istiskuju glavnu struju na površinu vodiča, jer je zagrijavanje metala na površini jače nego iznutra.

Prednosti 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.

Popravak indukcijskih grijača vrši se iz rezervnih dijelova iz našeg skladišta. Trenutno možemo popraviti sve vrste grijača. Indukcijski grijači prilično su pouzdani ako se strogo pridržavate uputa za uporabu i izbjegavate ekstremne načine rada - prije svega pratite temperaturu i pravilno hlađenje vode.

Pojedinosti o radu svih vrsta indukcijskih grijača često nisu u potpunosti objavljeni u dokumentaciji proizvođača, njihov popravak trebaju obavljati kvalificirani stručnjaci koji su dobro upoznati s detaljnim principom rada takve opreme.

Video o radu indukcijskih srednjefrekventnih grijača

Možete pogledati video rada indukcijskog grijača srednje frekvencije.Srednja frekvencija služi za duboko prodiranje u sve vrste metalnih proizvoda. Srednjefrekventni grijač je pouzdana i moderna oprema koja radi 24 sata dnevno za dobrobit vašeg poduzeća.

Korištenje indukcijskih svitaka umjesto tradicionalnih grijaćih elemenata u opremi za grijanje omogućilo je značajno povećanje učinkovitosti jedinica uz manju potrošnju električne energije. Indukcijski grijači pojavili su se u prodaji relativno nedavno, štoviše, po prilično visokim cijenama. Stoga obrtnici ovu temu nisu ostavili bez pažnje i shvatili su kako napraviti indukcijski grijač od pretvarača za zavarivanje.

Indukcijski grijači svakim danom postaju sve popularniji kod potrošača zbog sljedećih prednosti:

• visoka efikasnost;
• jedinica radi gotovo tiho;
• indukcijski kotlovi i grijači smatraju se dovoljno sigurnima u usporedbi s plinskom opremom;
• grijač radi u potpuno automatskom načinu rada;
• oprema ne zahtijeva stalno održavanje;
• zbog nepropusnosti uređaja, ispuštanje je isključeno;
• zbog vibracija elektromagnetskog polja stvaranje kamenca postaje nemoguće.

Također, prednosti ove vrste grijača uključuju jednostavnost njegovog dizajna i dostupnost materijala za sastavljanje uređaja vlastitim rukama.

Shema rada indukcijskog grijača

Grijač induktorskog tipa sadrži sljedeće elemente.

1. Generator struje. Zahvaljujući ovom modulu, izmjenična struja kućnog napajanja pretvara se u visokofrekventnu.
2. Induktor. Izrađen je od bakrene žice uvijene u zavojnicu kako bi se formiralo magnetsko polje.
3. . To je metalna cijev smještena unutar induktora.

Svi gore navedeni elementi, u međusobnoj interakciji, raditi prema sljedećem principu. Visokofrekventna struja koju stvara generator dovodi se do induktorskog svitka izrađenog od bakrenog vodiča. Visokofrekventnu struju induktor pretvara u elektromagnetsko polje. Nadalje, metalna cijev koja se nalazi unutar induktora zagrijava se zbog učinka vrtložnih tokova koji nastaju u zavojnici na nju. Rashladna tekućina (voda) koja prolazi kroz grijač uzima toplinsku energiju i prenosi je u sustav grijanja. Također, rashladna tekućina djeluje kao hladnjak grijaćeg elementa, što produljuje "život" kotla za grijanje.

Ispod je električni dijagram indukcijskog grijača.

Sljedeća fotografija prikazuje kako radi indukcijski metalni grijač.

Važno! Ako dotaknete grijani dio na dva zavoja induktora, tada će se pojaviti međuzavojni krug iz kojeg će tranzistori odmah izgorjeti.

Montaža i montaža sustava

Nemojte spajati induktor na stezaljke aparata za zavarivanje namijenjene za spajanje kabela za zavarivanje. Ako se to učini, jedinica jednostavno neće uspjeti. Za prilagodbu pretvarača za rad s indukcijskim grijačem bit će potrebna prilično komplicirana izmjena uređaja, što prije svega zahtijeva poznavanje radioelektronike.

Ukratko, ova izmjena izgleda ovako: zavojnica, odnosno njezin primarni namot, mora biti spojena nakon visokofrekventnog pretvarača pretvarača umjesto ugrađene indukcijske zavojnice potonjeg. Osim toga, morat ćete ukloniti diodni most i lemiti kondenzatorsku jedinicu.

Kako se inverter za zavarivanje pretvara u indukcijski grijač možete pronaći u ovom videu.

Metalna indukcijska peć

Da biste napravili indukcijski grijač iz pretvarača za zavarivanje, trebat će vam sljedeći materijali.

1. inverter aparat za zavarivanje. Dobro je ako jedinica implementira funkciju glatkog podešavanja struje.
2. Bakrena cijev oko 8 mm u promjeru i dovoljno dugo da se napravi 7 okreta oko obratka promjera 4-5 cm. Osim toga, nakon zavoja trebaju ostati slobodni krajevi cijevi duljine oko 25 cm.

Slijedite dolje navedene korake za sastavljanje pećnice.

1. Pokupite bilo koji dio promjera 4-5 cm, koji će poslužiti kao predložak za namotavanje zavojnice iz bakrene cijevi. To može biti drveni okrugli komad, metalna ili plastična cijev.
2. Uzmite bakrenu cijev i zakivajte jedan kraj čekićem.
3. Čvrsto napunite cijev suhi pijesak a drugi kraj zakovicama. Pijesak će spriječiti lomljenje cijevi prilikom uvijanja.
4. Napravite 7 zavoja cijevi oko predloška, ​​zatim odrežite njegove krajeve i izlijte pijesak.
5. Spojite rezultirajuću zavojnicu na pretvoreni pretvarač.

Savjet! Ako se očekuje da će indukcijska peć raditi dugo vremena pri velikoj snazi, preporuča se dovod vodenog hlađenja cijevi.

Indukcijski bojler

Za sastavljanje kotla za grijanje bit će potrebni sljedeći strukturni elementi.

1. pretvarač. Uređaj je odabran s takvom snagom koja je potrebna za kotao za grijanje.
2. cijev debele stijenke(plastika), možete brendirati PN Njegova duljina treba biti 40-50 cm. Rashladna tekućina (voda) će proći kroz nju. Unutarnji promjer cijevi mora biti najmanje 5 cm. U ovom slučaju, vanjski promjer će biti 7,5 cm. Ako je unutarnji promjer manji, tada će izvedba kotla biti niska.
3. čelična žica. Također možete uzeti metalnu šipku promjera 6-7 mm. Mali komadi (4-5 mm) izrezani su od žice ili šipke. Ovi segmenti će djelovati kao izmjenjivač topline (jezgra) induktora. Umjesto čeličnih komada možete koristiti potpuno metalnu cijev manjeg promjera ili čelični vijak.
4. Tekstolitni štapići ili šipke na koji će se namotati indukcijski svitak. Korištenje tekstolita zaštitit će cijev od zagrijane zavojnice, budući da je ovaj materijal otporan na visoke temperature.
5. Izolirani kabel s poprečnim presjekom od 1,5 mm 2 i duljinom od 10-10,5 metara. Izolacija kabela mora biti vlaknasta, caklina, stakloplastična ili azbestna.

Savjet! Umjesto čelične žice, dopušteno je koristiti metalnu spužvu od nehrđajućeg čelika. Ali prije kupnje provjeravaju se magnetom: ako krpu privlači magnet, onda se može koristiti kao grijač.

Indukcijski kotao za grijanje sastavlja se prema sljedećem algoritmu. Napunite kućište izmjenjivača topline gore navedenim metalnim proizvodima. Na kraju cijevi koja služi kao tijelo, lemljeni su adapteri koji su po promjeru prikladni za cijevi kruga grijanja.

Ako je potrebno, kutovi se mogu zalemiti na adaptere. Također slijedi lemne spojke-amerikanac. Zahvaljujući njima, grijač će se lako rastaviti, za popravak ili rutinski pregled.

U sljedećoj fazi potrebno je zalijepiti kućište izmjenjivača topline tekstolitne trake na koji će se zavojnica namotati. Također biste trebali napraviti par stalaka visine 12-15 mm od istog tekstolita. Imat će kontakte za spajanje grijača na pretvoreni pretvarač.

Namotajte zavojnicu preko tektolitnih traka. Između zavoja mora postojati razmak od najmanje 3 mm. Namot bi se trebao sastojati od 90 zavoja vodiča. Krajevi kabela moraju biti pričvršćeni na prethodno pripremljene police.

Cijela je konstrukcija smještena u kućište, koje će iz sigurnosnih razloga djelovati kao izolacija. Za kućište je prikladna plastična cijev promjera većeg od svitka. U zaštitnom kućištu potrebno je napraviti 2 rupe za izlaz električnog kabela. Na krajevima cijevi se mogu ugraditi čepovi, nakon čega u njima treba napraviti rupe za cijevi. Kroz potonje, kotao će biti spojen na glavni grijač.

Važno! Moguće je testirati grijač tek nakon što ga napunite vodom. Ako ga uključite na "suho", tada će se plastična cijev rastopiti i morat ćete ponovno sastaviti grijač.

Dijagram povezivanja sastoji se od sljedećih elemenata.

1. RF izvor struje. U ovom slučaju radi se o modificiranom pretvaraču.
2. Sigurnosni elementi. Ova grupa može uključivati: termometar, sigurnosni ventil, manometar itd.
3. Kuglasti ventili. Koriste se za odvod ili punjenje sustava vodom, kao i za zatvaranje dovoda vode u određenom dijelu kruga.
4. Cirkulacijska pumpa. Zahvaljujući njemu, voda će se moći kretati kroz sustav grijanja.
5. Filtar. Koristi se za čišćenje rashladne tekućine od mehaničkih nečistoća. Zahvaljujući pročišćavanju vode produljuje se vijek trajanja sve opreme.
6. Ekspanzijski spremnik membranskog tipa. Koristi se za kompenzaciju toplinskog širenja vode.
7. Radijator. Za indukcijsko grijanje bolje je koristiti ili aluminijske radijatore ili bimetalne, jer imaju visok prijenos topline s malim dimenzijama.
8. Crijevo, kroz koji možete napuniti sustav ili ispustiti rashladnu tekućinu iz njega.

Kao što se može vidjeti iz gornje metode, sasvim je moguće samostalno napraviti indukcijski grijač. Ali neće biti bolje od kupnje u trgovini. Čak i ako imate potrebno znanje iz elektrotehnike, trebali biste razmisliti o tome koliko će biti siguran rad takvog uređaja, budući da nije opremljen ni posebnim senzorima ni upravljačkom jedinicom. Stoga se preporuča dati prednost gotovoj opremi proizvedenoj u tvornici.