DIY mikro indukcijska pećnica. Indukcijska peć za taljenje metala

Sada se peći s indukcijskim sustavom naširoko koriste u procesu taljenja metala. Struja proizvedena u polju induktora doprinosi zagrijavanju tvari, a ova značajka takvih uređaja nije samo glavna, već i najvažnija. Obrada dovodi do činjenice da tvar prolazi kroz nekoliko transformacija. Prvi stupanj transformacije je elektromagnetski stupanj, nakon njega električni stupanj, a zatim toplinski stupanj. Temperatura koju emitira peć primjenjuje se gotovo bez traga, pa je ovo rješenje najbolje među svim ostalim. Mnogi bi mogli biti zainteresirani za napravljenu peć. Dalje ćemo govoriti o mogućnostima implementacije takvog rješenja.

Vrste peći za taljenje metala

Ova vrsta opreme može se podijeliti u glavne kategorije. Najprije, srčani kanal djeluje kao baza, a metal se u takve peći postavlja na prstenasti način oko induktora. Druga kategorija nema takav element. Ova vrsta se zove lončić, a metal se nalazi unutar samog induktora. U ovom slučaju tehnički je nemoguće koristiti zatvorenu jezgru.

Osnovni principi

Peć za taljenje u ovom slučaju radi na temelju fenomena magnetske indukcije. A postoji nekoliko komponenti. Induktor je najvažnija komponenta ovog uređaja. To je zavojnica, vodiči u kojima nisu obične žice, već bakrene cijevi. Taj je zahtjev postavljen dizajnom peći za taljenje. Struja koja prolazi u induktoru stvara magnetsko polje koje utječe na lončić, unutar kojeg se nalazi metal. U ovom slučaju, uloga namota sekundarnog transformatora je dodijeljena materijalu, odnosno struja prolazi kroz njega, zagrijavajući ga. Ovako se vrši taljenje, čak i ako se indukcijska peć izrađuje ručno. Kako izgraditi ovu vrstu peći i povećati njezinu učinkovitost? Ovo je važno pitanje koje ima odgovor. Korištenje struja povećane frekvencije može značajno povećati stupanj učinkovitosti opreme. Za to je prikladno koristiti posebne izvore napajanja.

Značajke indukcijskih peći

Ova vrsta opreme ima određene karakteristike koje su i prednosti i nedostaci.

Budući da raspodjela metala mora biti ujednačena, dobiveni materijal karakterizira dobra homogena masa. Ova vrsta peći radi tako što prenosi energiju kroz zone, a osigurana je i funkcija fokusiranja energije. Za korištenje su dostupni parametri kao što su kapacitet, frekvencija rada i način oblaganja, kao i regulacija temperature pri kojoj se metal topi, što uvelike olakšava tijek rada. Postojeći tehnološki potencijal peći stvara visoku stopu taljenja, uređaji su ekološki prihvatljivi, potpuno sigurni za ljude i spremni za rad u svakom trenutku.

Najuočljiviji nedostatak takve opreme je teškoća čišćenja. Budući da se zagrijavanje troske događa isključivo zbog topline koju oslobađa metal, ta temperatura nije dovoljna da se osigura njezino puno korištenje. Visoka temperaturna razlika između metala i troske onemogućuje što jednostavniji proces zbrinjavanja otpada. Kao još jedan nedostatak, uobičajeno je istaknuti prazninu, zbog čega je uvijek potrebno smanjiti debljinu obloge. Zbog takvih radnji, nakon nekog vremena može se pokazati neispravnim.

Korištenje indukcijskih peći u industrijskim razmjerima

U industriji su najčešće lončaste i kanalne indukcijske peći. U prvom, bilo koji metal se tope u proizvoljnim količinama. Spremnici za metal u takvim varijantama mogu staviti do nekoliko tona metala. Naravno, indukcijske peći za taljenje "uradi sam" u ovom slučaju ne mogu se učiniti. Kanalske peći su dizajnirane za taljenje obojenih metala raznih vrsta, kao i lijevanog željeza.

Ljubitelji radiotehnike i radijskih tehnologija često su zainteresirani za ovu temu. Sada postaje jasno da je stvaranje indukcijskih peći vlastitim rukama sasvim realno, a mnogima je to uspjelo. Međutim, za stvaranje takve opreme potrebno je provesti djelovanje električnog kruga koji bi sadržavao propisane radnje same peći. Takva rješenja zahtijevaju uključivanje onih koji su sposobni proizvesti valne oscilacije. Jednostavna indukcijska peć "uradi sam" prema shemi može se izgraditi pomoću četiri elektronske svjetiljke u kombinaciji s jednom neonskom, signalizirajući da je sustav spreman za rad.

U tom slučaju, ručka kondenzatora izmjenične struje nije postavljena unutar instrumenta. Zahvaljujući tome, može se napraviti indukcijska peć "uradi sam". Dijagram uređaja detaljno opisuje mjesto svakog pojedinog elementa. Da li je uređaj dovoljno snažan, možete se uvjeriti ako koristite odvijač, koji bi trebao doći do vrućeg stanja za samo nekoliko sekundi.

Osobitosti

Ako vlastitim rukama stvarate indukcijsku peć, čiji se princip rada i montaže proučava i provodi prema odgovarajućoj shemi, trebali biste znati da jedan ili više čimbenika navedenih u nastavku može utjecati na brzinu taljenja u ovom slučaj:

Frekvencija pulsa;

Gubici histereze;

Snaga generatora;

Razdoblje oslobađanja topline prema van;

Gubici povezani s pojavom vrtložnih struja.

Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, onda kada koristite svjetiljke, morate zapamtiti da njihova snaga treba biti raspoređena tako da su četiri komada dovoljna. Kada koristite ispravljač, dobivate mrežu od približno 220 V.

Kućna upotreba štednjaka

U svakodnevnom životu takvi se uređaji koriste prilično rijetko, iako se slične tehnologije mogu naći u sustavima grijanja. Mogu se vidjeti u obliku mikrovalnih pećnica iu okruženju novih tehnologija, ovaj razvoj je našao široku primjenu. Na primjer, korištenje vrtložnih struja u indukcijskim kuhalima omogućuje vam kuhanje velikog broja jela. Budući da im je potrebno vrlo malo vremena za zagrijavanje, plamenik se ne može uključiti ako nema ništa na njemu. Međutim, za korištenje takvih posebnih i korisnih peći potrebno je posebno posuđe.

Proces montaže

Indukcija "uradi sam" sastoji se od induktora, koji je solenoid izrađen od vodeno hlađene bakrene cijevi i lonca, koji može biti izrađen od keramičkih materijala, a ponekad i čelika, grafita i drugih. U takvom uređaju moguće je topiti lijevano željezo, čelik, plemenite metale, aluminij, bakar, magnezij. Indukcijske peći "uradi sam" izrađuju se s kapacitetom lončića od nekoliko kilograma do nekoliko tona. Mogu biti vakuumski, punjeni plinom, otvoreni i kompresorski. Peći se napajaju strujama visoke, srednje i niske frekvencije.

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku peć "uradi sam", shema uključuje korištenje takvih osnovnih komponenti: kupelj za taljenje i indukcijsku jedinicu, koja uključuje kamen za ognjište, induktor i magnetsku jezgru. Kanalska peć se razlikuje od lončaste po tome što se elektromagnetska energija pretvara u toplinsku energiju u kanalu za oslobađanje topline, u kojem uvijek mora postojati električno vodljivo tijelo. Za početno pokretanje kanalne peći, u nju se ulije rastaljeni metal ili se umetne šablona od materijala koji se može razbiti u peći. Kada je taljenje završeno, metal se ne drenira u potpunosti, ali ostaje "močvara" dizajnirana da ispuni kanal za oslobađanje topline za buduća pokretanja. Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, tada je kako biste olakšali zamjenu ognjišta za opremu, napravljena odvojivom.

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 inačice, dovoljno je koristiti induktor izrađen 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 se jako zagrijava, 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. Ne smije se koristiti prisilno hlađenje zrakom, jer će ventilator postavljen blizu svitka "privući" EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i smanjenja učinkovitosti peći.

Generator

Kada se sastavi indukcijska peć "uradi sam", krug uključuje korištenje tako važnog elementa kao što je alternator. Ne biste trebali pokušavati napraviti štednjak ako ne poznajete osnove radio elektronike barem na razini prosječnog radioamatera. Izbor oscilatornog kruga mora biti takav da ne daje čvrst strujni spektar.

Korištenje indukcijskih peći

Ova vrsta opreme ima široku primjenu u područjima kao što su ljevaonice, gdje je metal već očišćen i treba mu dati specifičan oblik. Također možete nabaviti neke legure. U proizvodnji nakita također su se raširile. Jednostavno načelo rada i mogućnost sastavljanja indukcijske peći vlastitim rukama omogućuju povećanje profitabilnosti njegove uporabe. Za ovo područje mogu se koristiti uređaji s kapacitetom lončića do 5 kilograma. Za male proizvodnje ova će opcija biti optimalna.

Kućna indukcijska peć nosi se s topljenjem relativno malih dijelova metala. Međutim, takvom ognjištu nije potreban dimnjak ili mijeh koji pumpa zrak u zonu taljenja. A cijeli dizajn takve peći može se staviti na stol. Stoga je grijanje električnom indukcijom najbolji način za taljenje metala kod kuće. I u ovom članku razmotrit ćemo dizajn i sheme montaže takvih peći.

U tvorničkim radionicama možete pronaći kanalske indukcijske peći za taljenje obojenih i crnih metala. Ove instalacije imaju vrlo veliku snagu, koju postavlja unutarnji magnetski krug, čime se povećava gustoća elektromagnetskog polja i temperatura u loncu peći.

U industrijskim razmjerima proizvode se kanalne indukcijske peći za taljenje obojenih i crnih metala.

Međutim, strukture kanala troše velike udjele energije i zauzimaju puno prostora, stoga se kod kuće i u malim radionicama koristi instalacija bez magnetskog kruga - lončasta peć za taljenje obojenih / željeznih metala. Takav dizajn može se sastaviti čak i vlastitim rukama, jer se instalacija lonca sastoji od tri glavne jedinice:

• Generator koji proizvodi izmjeničnu struju visokih frekvencija, koje su potrebne za povećanje gustoće elektromagnetskog polja u lončiću. Štoviše, ako se promjer lončića može usporediti s dugovalnom frekvencijom izmjenične struje, tada će takav dizajn omogućiti transformaciju do 75 posto električne energije koju instalacija troši u toplinsku energiju.
• Induktor je bakrena spirala stvorena na temelju preciznog izračuna ne samo promjera i broja zavoja, već i geometrije žice koja se koristi u ovom procesu. Krug induktora mora biti podešen da dobije snagu kao rezultat rezonancije s generatorom, odnosno frekvencijom struje napajanja.
• Lončić je vatrostalna posuda u kojoj se odvija sav rad taljenja, pokrenut zbog pojave vrtložnih struja u metalnoj strukturi. U ovom slučaju, promjer lončića i druge dimenzije ovog spremnika određuju se strogo prema karakteristikama generatora i induktora.

Svaki radio-amater može sastaviti takvu pećnicu. Da bi to učinio, mora pronaći pravu shemu i opskrbiti se materijalima i dijelovima. Popis svega toga možete pronaći u nastavku.

Dizajn domaće lončaste peći temelji se na najjednostavnijem laboratorijskom pretvaraču Kukhtetsky. Shema ove instalacije na tranzistorima je sljedeća:

Shema instalacije tranzistora

Na temelju ovog dijagrama moći ćete sastaviti indukcijsku peć koristeći sljedeće komponente:

• dva tranzistora - po mogućnosti tipa polja i marke IRFZ44V;
• bakrena žica promjera 2 mm;
• dvije diode marke UF4001, još bolje - UF4007;
• dva prstena za gas - mogu se ukloniti iz starog napajanja s radne površine;
• tri kondenzatora kapaciteta 1 mikrofarad svaki;
• četiri kondenzatora kapaciteta 220nF svaki;
• jedan kondenzator s kapacitetom od 470 nF;
• jedan kondenzator s kapacitetom od 330 nF;
• jedan otpornik od 1 vata (ili 2 otpornika od 0,5 vata svaki), dizajniran za otpor od 470 ohma;
• bakrena žica promjera 1,2 mm.

Uz to, trebat će vam i par hladnjaka - mogu se ukloniti sa starih matičnih ploča ili hladnjaka procesora, te punjiva baterija kapaciteta najmanje 7200 mAh iz starog neprekinutog napajanja od 12 V. Pa, spremnik za lonac je zapravo u ovom slučaju nije potrebno - u peći će se rastopiti metal šipke, koji se može držati na hladnom kraju.

Ispišite i objesite crtež Kukhtetskyjevog laboratorijskog pretvarača preko radne površine. Nakon toga rasporedite sve radio komponente po razredima i markama i zagrijte lemilo. Pričvrstite dva tranzistora na hladnjake. A ako radite sa štednjakom više od 10-15 minuta zaredom, popravite hladnjake s računala na radijatore tako što ćete ih spojiti na ispravan izvor napajanja. Pinout dijagram za tranzistore iz serije IRFZ44V je sljedeći:

Pinout dijagram tranzistora

Uzmite bakrenu žicu od 1,2 mm i namotajte je oko feritnih prstenova, čineći 9-10 zavoja. Kao rezultat toga, dobit ćete gušenje. Udaljenost između zavoja određuje se promjerom prstena, na temelju ujednačenosti koraka. U principu, sve se može učiniti "na oko", mijenjajući broj zavoja u rasponu od 7 do 15 zavoja. Sastavite bateriju kondenzatora tako da sve dijelove povežete paralelno. Kao rezultat, trebali biste dobiti bateriju od 4,7 mikrofarada.

Sada napravite induktor od bakrene žice od 2 mm. Promjer zavoja u ovom slučaju može biti jednak promjeru porculanskog lonca ili 8-10 centimetara. Broj zavoja ne smije prelaziti 7-8 komada. Ako vam se tijekom procesa testiranja snaga peći čini nedovoljnom, ponovite dizajn induktora promjenom promjera i broja zavoja. Stoga je u prvom paru bolje da kontakti induktora nisu zalemljeni, već odvojivi. Zatim sastavite sve elemente na PCB ploči, na temelju crteža Kukhtetskyjevog laboratorijskog pretvarača. I spojite bateriju od 7200 mAh na kontakte za napajanje. To je sve.

Sada možete testirati peć odabirom ispravnih parametara induktora za svaku vrstu metala ili lonca. Međutim, tijekom ispitivanja ili taljenja, morate zapamtiti sigurnosne mjere pri radu s električnim pećima.

Indukcijska instalacija stvara vrlo visoku temperaturu, dovoljnu za taljenje metala težine do 10-20 grama. Stoga, kada radite s loncem, morate koristiti pregaču od gustog materijala i iste rukavice. Oni će vas zaštititi od opeklina ako slučajno prolijete metal iz posude.

Sastavljenu konstrukciju peći bolje je sakriti u izoliranom kućištu, ostavljajući samo induktor iza njegovih zidova. To će spasiti i korisnika i lomljive radio komponente. A za ventilaciju u kućištu potrebno je izrezati ili izbušiti nekoliko rupa, osiguravajući dotok i odljev zraka.

Preostalo magnetsko polje može zagrijati metalne dijelove na odjeći korisnika, što će spaliti kožu. Stoga je bolje prići loncu u jednostavnoj odjeći, bez patentnih zatvarača ili metalnih gumba. Osim toga, bolje je ukloniti sve električne uređaje iz induktora, najmanje metar udaljenosti.

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.

1. Trosku zagrijava metal, zbog čega ima nisku temperaturu.
2. Ako je troska hladna, tada je vrlo teško ukloniti fosfor i sumpor iz metala.
3. 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.

1. 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.
2. Industrijski frekventni dizajni koriste se u taljenju željeza.
3. 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;
• brzina 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 se između zavoja postavlja 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.

Indukcijska peć više nije novost - ovaj izum postoji još od 19. stoljeća, ali tek u naše vrijeme, razvojem tehnologije i elementarne baze, konačno počinje posvuda ulaziti u svakodnevni život. Prije je bilo mnogo pitanja u zamršenosti rada indukcijskih peći, nisu svi fizikalni procesi bili u potpunosti shvaćeni, a same jedinice imale su puno nedostataka i koristile su se samo u industriji, uglavnom za taljenje metala.

Sada, s pojavom snažnih visokofrekventnih tranzistora i jeftinih mikrokontrolera koji su napravili proboj u svim područjima znanosti i tehnologije, pojavile su se uistinu učinkovite indukcijske peći koje se mogu slobodno koristiti za kućne potrebe (kuhanje, grijanje vode, grijanje) i čak i sastaviti ruke.

Fizička osnova i princip rada peći

Sl. 1. Shema indukcijske peći

Prije nego što odaberete ili napravite induktorski grijač, trebali biste razumjeti što je to. Nedavno je došlo do izbijanja interesa za ovu temu, ali malo ljudi ima potpuno razumijevanje fizike magnetskih valova. To je dovelo do mnogih zabluda, mitova i puno neučinkovitih ili nesigurnih domaćih proizvoda. Indukcijsku peć možete napraviti vlastitim rukama, ali prije toga trebali biste steći barem osnovno znanje.

Indukcijska peć temelji se na principu elektromagnetske indukcije. Ključni element ovdje je induktor, koji je visokokvalitetan induktor. Indukcijske peći imaju široku primjenu za zagrijavanje ili taljenje električno vodljivih materijala, najčešće metala, zbog toplinskog učinka induciranja vrtložne električne struje u njima. Gornji dijagram ilustrira dizajn ove peći (slika 1).

Generator G proizvodi napon promjenjive frekvencije. Pod djelovanjem njegove elektromotorne sile, u induktivnom svitku L teče izmjenična struja I 1. Induktor L zajedno s kondenzatorom C je oscilatorni krug podešen na rezonanciju s frekvencijom izvora G, zbog čega se učinkovitost peći značajno povećava.

U skladu s fizikalnim zakonima, u prostoru oko induktora L nastaje izmjenično magnetsko polje H. To polje može postojati i u zraku, ali se za poboljšanje performansi ponekad koriste posebne feromagnetske jezgre koje imaju bolju magnetsku vodljivost u odnosu na zrak.

Linije sile magnetskog polja prolaze kroz predmet W smješten unutar induktora i induciraju u njemu magnetski tok F. Ako je materijal od kojeg je izrađen radni komad W električno vodljiv, u njemu se pojavljuje inducirana struja I 2 koja zatvara unutar i tvoreći vrtložne indukcijske tokove. U skladu sa zakonom toplinskog učinka električne energije, vrtložne struje zagrijavaju objekt W.

Izrada induktivnog grijača

Indukcijska peć sastoji se od dva glavna funkcionalna bloka: induktora (indukcijski svitak za grijanje) i generatora (izmjenični izvor napona). Induktor je gola bakrena cijev smotana u spiralu (slika 2).

Za izradu peći "uradi sam" snage ne veće od 3 kW, induktor mora biti izrađen sa sljedećim parametrima:

• promjer cijevi - 10 mm;
• promjer spirale - 8-15 cm;
• broj zavoja zavojnice - 8-10;
• udaljenost između zavoja je 5-7 mm;
• minimalni razmak na ekranu je 5 cm.

Ne smije se dopustiti da se susjedni zavoji zavojnice dodiruju, držite navedenu udaljenost. Induktor ne smije ni na koji način doći u dodir sa zaštitnim zaslonom peći, razmak između njih ne smije biti manji od navedenog.

Proizvodnja generatora

sl.3. Shema na svjetiljkama

Vrijedno je napomenuti da indukcijska peć za njegovu proizvodnju zahtijeva barem prosječne radioinženjerske vještine i sposobnosti. Posebno je važno imati ih za stvaranje drugog ključnog elementa - generatora struje visoke frekvencije. Ni sastavljanje ni korištenje pećnice "uradi sam" neće raditi bez ovog znanja. Štoviše, može biti opasno po život.

Za one koji se bave ovim poslom sa poznavanjem i razumijevanjem procesa, postoje različiti načini i sheme pomoću kojih se može sastaviti indukcijska peć. Prilikom odabira prikladnog generatorskog kruga, preporuča se napustiti opcije s tvrdim spektrom emisije. To uključuje raširenu shemu pomoću tiristorskog ključa. Visokofrekventno zračenje iz takvog generatora sposobno je stvoriti snažne smetnje za sve okolne radijske uređaje.

Od sredine 20. stoljeća, indukcijska peć sastavljena na 4 svjetiljke uživala je veliki uspjeh među radioamaterima. Njegova kvaliteta i učinkovitost daleko su od najboljih, a radio cijevima je danas teško pristupiti, međutim, mnogi nastavljaju sastavljati generatore prema ovoj shemi, jer ima veliku prednost: meki, uskopojasni spektar generirane struje, zbog čega takva peć emitira minimalno smetnje i što sigurnija (slika 3).

Način rada ovog generatora postavlja se pomoću promjenjivog kondenzatora C. Kondenzator mora biti s zračnim dielektrikom, razmak između njegovih ploča mora biti najmanje 3 mm. Dijagram također sadrži neonsku lampu L, koja služi kao indikator.

Shema univerzalnog generatora

Moderne indukcijske peći rade na naprednijim elementima - mikro krugovima i tranzistorima. Univerzalna shema push-pull generatora, koji razvija snagu do 1 kW, uživa veliki uspjeh. Princip rada temelji se na neovisnom generatoru uzbude, dok je induktor uključen u mostnom načinu rada (slika 4.).

Prednosti push-pull generatora sastavljenog prema ovoj shemi:

1. Mogućnost rada na 2. i 3. načinu rada uz glavni.
2. Postoji način površinskog grijanja.
3. Raspon upravljanja 10-10000 kHz.
4. Meki spektar zračenja u cijelom rasponu.
5. Nije potrebna dodatna zaštita.

Ugađanje frekvencije provodi se pomoću promjenjivog otpornika R 2 . Radni frekvencijski raspon postavljaju kondenzatori C 1 i C 2 . Međustupanjski podudarni transformator mora biti s prstenastom feritnom jezgrom poprečnog presjeka od najmanje 2 cm2. Namot transformatora izrađen je od emajlirane žice poprečnog presjeka 0,8-1,2 mm. Tranzistori moraju biti smješteni na zajedničkom radijatoru površine 400 četvornih cm.

Zaključak o temi

Elektromagnetno polje (EMF) koje emitira indukcijska peć utječe na sve vodiče okolo. Također utječe na ljudsko tijelo. Unutarnji organi pod djelovanjem EMF-a ravnomjerno se zagrijavaju, ukupna tjelesna temperatura raste kroz cijeli volumen.

Stoga je pri radu s pećnicom važno poštivati ​​određene mjere opreza kako biste izbjegli negativne posljedice.

Prije svega, kućište generatora mora biti zaštićeno kućištem od pocinčanog željeznog lima ili fine mreže. To će smanjiti intenzitet zračenja za 30-50 puta.

Također treba imati na umu da će u neposrednoj blizini induktora gustoća toka energije biti veća, osobito duž osi namota. Stoga se indukcijska zavojnica mora postaviti okomito, a zagrijavanje je bolje promatrati izdaleka.

Indukcijske peći izumljene su još 1887. godine. A tri godine kasnije pojavio se prvi industrijski razvoj uz pomoć kojeg su se topili razni metali. Želio bih napomenuti da su tih dalekih godina ove peći bile kuriozitet. Stvar je u tome što tadašnji znanstvenici nisu sasvim razumjeli koji se procesi odvijaju u njemu. Danas sam shvatio. U ovom članku će nas zanimati tema - indukcijska peć "uradi sam". Koliko je jednostavan njegov dizajn, je li moguće sastaviti ovu jedinicu kod kuće?

Princip rada

Potrebno je započeti montažu, razumijevajući princip rada i uređaj uređaja. Počnimo s ovim. Obratite pažnju na gornju sliku, razumjet ćemo je.

Uređaj uključuje:

• Generator G, koji stvara izmjeničnu struju.
• Kondenzator C, zajedno sa zavojnicom L, stvara oscilatorni krug, koji instalaciji osigurava visoku temperaturu.
  

  Pažnja! Neki dizajni koriste takozvani samooscilirajući generator. To omogućuje uklanjanje kondenzatora iz kruga.

• Zavojnica u okolnom prostoru tvori magnetsko polje u kojem se nalazi napon, označen na našoj slici slovom "H". Samo magnetsko polje postoji u slobodnom prostoru i može se zatvoriti kroz feromagnetsku jezgru.
• Djeluje i na smjesu (W), u kojoj stvara magnetski tok (F). Usput, umjesto punjenja može se ugraditi neki radni komad.
• Magnetski tok inducira sekundarni napon od 12 V. Ali to se događa samo ako je W električno vodljivi element.
• Ako je zagrijani radni komad velik i čvrst, tada unutar njega počinje djelovati takozvana Foucaultova struja. Vrtlog je tipa.
• U tom slučaju vrtložne struje prenose toplinsku energiju iz generatora kroz magnetsko polje, čime se zagrijava radni komad.

Elektromagnetno polje je prilično široko. Čak i višestupanjska pretvorba energije, koja je prisutna u domaćim indukcijskim pećima, ima maksimalnu učinkovitost - do 100%.

krušna peć

Sorte

Postoje dva glavna dizajna indukcijskih peći:

• Kanal.
• Crucible.

Ovdje nećemo opisivati ​​sve njihove osebujne značajke. Samo imajte na umu da je verzija kanala dizajn koji je sličan stroju za zavarivanje. Osim toga, da bi se metal rastopio u takvim pećima, bilo je potrebno ostaviti malo taline, bez čega proces jednostavno nije funkcionirao. Druga opcija je napredna shema koja koristi tehnologiju bez ostatka taline. To jest, lončić se jednostavno ugrađuje izravno u induktor.

Kako radi

Zašto vam je potrebna takva pećnica kod kuće?

Općenito, pitanje je prilično zanimljivo. Pogledajmo ovu situaciju. Postoji prilično velik broj sovjetskih električnih i elektroničkih uređaja koji su koristili zlatne ili srebrne kontakte. Ovi se metali mogu ukloniti na razne načine. Jedna od njih je indukcijska peć.

Odnosno, uzimate kontakte, stavljate ih u uski i dugi lončić, koji ugrađujete u induktor. Nakon 15-20 minuta, smanjenjem snage, hlađenjem aparata i razbijanjem lončića, dobit ćete štap na čijem ćete kraju pronaći zlatni ili srebrni vrh. Odrežite ga i odnesite u zalagaonicu.

Iako treba napomenuti da se uz pomoć ove domaće jedinice mogu provoditi razni procesi s metalima. Na primjer, možete očvrsnuti ili otići.

Zavojnica s baterijom (generator)

Komponente peći

U odjeljku "Princip rada" već smo spomenuli sve dijelove indukcijske peći. A ako je sve jasno s generatorom, onda se treba pozabaviti induktorom (zavojnicom). Za to je prikladna bakrena cijev. Ako sastavljate uređaj snage 3 kW, tada će vam trebati cijev promjera 10 mm. Sama zavojnica je uvijena promjera 80-150 mm, s brojem zavoja od 8 do 10.

Imajte na umu da se zavojnice bakrene cijevi ne smiju međusobno dodirivati. Optimalna udaljenost između njih je 5-7 mm. Sam svitak ne smije dodirivati ​​ekran. Udaljenost između njih je 50 mm.

Industrijske indukcijske peći obično imaju rashladnu jedinicu. Nemoguće je to učiniti kod kuće. Ali za jedinicu snage 3 kW, rad do pola sata ne prijeti ništa. Istina, s vremenom će se na cijevi formirati bakreni kamenac, što smanjuje učinkovitost uređaja. Dakle, povremeno će se zavojnica morati mijenjati.

Generator

U principu, izrada generatora vlastitim rukama nije problem. Ali to je moguće samo ako posjedujete dovoljno znanja u radioelektronici na razini prosječnog radioamatera. Ako nema takvog znanja, onda zaboravite na indukcijsku peć. Najvažnije je da i ovim uređajem morate znati rukovati.

Ako ste suočeni s dilemom odabira generatorskog kruga, poslušajte jedan savjet – ne bi trebao imati čvrst strujni spektar. Kako bi bilo jasnije o čemu se radi, nudimo najjednostavniji krug generatora za indukcijsku peć na fotografiji ispod.

Generatorski krug

Obavezno znanje

Elektromagnetno polje djeluje na sva živa bića. Primjer je meso u mikrovalnoj pećnici. Stoga je vrijedno voditi računa o sigurnosti. I nije važno hoćete li peć sastaviti i testirati ili raditi na njoj. Postoji takav pokazatelj kao gustoća energetskog toka. Dakle, ovisi o elektromagnetskom polju. I što je frekvencija zračenja veća, ljudsko tijelo je gore.

Mnoge su zemlje usvojile sigurnosne mjere koje uzimaju u obzir gustoću energije. Postoje razvijene granice. To je 1-30 mW po 1 m² ljudskog tijela. Ovi pokazatelji vrijede ako izloženost ne traje duže od jednog sata dnevno. Usput, ugrađeni pocinčani zaslon smanjuje gustoću stropa za 50 puta.

Ne zaboravite ocijeniti članak.