Shema ožičenja indukcijskog grijača. Jednostavan indukcijski grijač

Obrtnici su smislili mnoge načine grijanja kuće. Jedan od njih - indukcijski grijač. Kao i svaki drugi, ima svoje prednosti i nedostatke.

Princip rada

Rad se temelji na Joule-Lenzovom zakonu, koji odražava izravnu ovisnost toplinskog učinka vodiča o napetosti električno polje. Svima je poznat odnos magnetizma i elektriciteta, koji jednostavno ne mogu postojati jedno bez drugog. Ako se na zavojnicu dovede struja visoke frekvencije, oko nje nastaje magnetsko polje. Njegov tok će probiti vodljivu jezgru umetnutu u zavojnicu. Nastala magnetska indukcija će se stalno mijenjati u smjeru i vremenu, što će uzrokovati pojavu vrtložnih struja koje se kreću u začaranom krugu. To pretvara elektromagnetsku energiju u toplinsku energiju. To je unutra općenito govoreći dijagram indukcijskog grijača.

Indukcijski grijači sjajno su se dokazali u raznim primjenama. Uz njihovu pomoć moguće je izvršiti površinsko otvrdnjavanje metalnih proizvoda, ultra-čisto, beskontaktno zavarivanje, točkasto grijanje, pa čak i taljenje vodljivih materijala. Industrijski induktori opremljeni su snažnim transformatorom koji im može opskrbiti velike struje.

Induktor kod kuće

Budući da shema takvog grijača nije komplicirana, a učinkovitost takvog uređaja je vrlo visoka (do 98%), vrtložni indukcijski grijač nije mogao ne zanimati obrtnike.

Vrlo često mnogi ljudi imaju ideju o korištenju principa indukcije za grijanje kuće. Uostalom, indukcijski grijač može zagrijati vodu gotovo trenutno. Stoga postoji niz dizajna koji su domaći indukcijski grijač.

U fizici postoje mnogi zakoni koji se ne mogu zaobići. Energija se ne uzima niotkuda, pa stoga količina potrošene električne energije ne može biti manja od potrebne toplinske energije.

Drugim riječima, ako je za grijanje prostorije potrebno 5kWh, ne možete to učiniti sa samo 2kWh električne energije, bez obzira na dizajn grijača. Ako namjeravate grijati induktorom, morate biti spremni povećati plaćanja za električnu energiju.

Najpopularnija opcija među obrtnicima je indukcijski grijač iz pretvarača za zavarivanje. Za to postoji niz razloga:

Inverter stvara struju visoke frekvencije, što značajno povećava jakost električnog polja, a to povoljno utječe na prijenos topline.
Inverter za zavarivanje može opskrbljivati velike struje. Od svih uređaja dostupnih za kućnu upotrebu, inverter je najprikladniji za korištenje kao napajanje indukcijskim grijačem.

Strukturni elementi

Indukcijski grijač "uradi sam" radi se na sljedeći način:

Komad plastične cijevi debljine stijenke od najmanje 3 mm puni se u komadima metalna žica. Dugi su oko 5 cm.
Oba kraja ovog komada cijevi prekrivena su metalnom mrežom kako bi se ti dijelovi držali na mjestu. Cijev mora biti potpuno ispunjena žicom.
Nakon toga, treba ga pažljivo zamotati u gustu bakrene žice- oko 90 okretaja. Preporučljivo je odabrati žicu promjera najmanje 3 mm.
Uz pomoć adaptera i spojnica, cijev se spaja na sustav grijanja, koji se zatim puni vodom.
Krajevi žice spojeni su na stezaljke pretvarača za zavarivanje.
Potrebno je osigurati provedbu svih mjera zaštite od požara i električne energije.

Nakon uključivanja uređaja, metalni komadi žice će se trenutno zagrijati i početi odavati toplinu vodi koja prolazi kroz njih.

Posebno je vrijedno usredotočiti se na činjenicu da voda mora nužno kružiti kontinuirano.

Inače će temperatura cijevi porasti toliko da postoji opasnost od njezina taljenja.

Ovo je jedan od najozbiljnijih nedostataka takvih grijača. U slučaju česte odsutnosti vlasnika neophodan je sustav automatske računalne kontrole nad radom grijača.

Indukcijski grijač je prilično prikladan za grijanje, ali ima svoje nedostatke. Oni su prilično popravljivi i uz pravilnu razradu detalja, ovaj dizajn može konkurirati drugima.

Korištenje indukcijskih zavojnica umjesto tradicionalnih grijaćih elemenata u oprema za grijanje omogućilo značajno povećanje učinkovitosti jedinica uz manju potrošnju električne energije. Indukcijski grijači pojavili su se u prodaji relativno nedavno, štoviše, po prilično visokim cijenama. Zato obrtnici nije ostavio ovu temu bez pažnje i shvatio 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 nečujno;
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 na prednosti ovog tipa grijač se može pripisati jednostavnost njegovog dizajna i dostupnost materijala za sastavljanje uređaja vlastitim rukama.

Shema rada indukcijskog grijača

Grijač induktorskog tipa sadrži sljedeće elemente.

Generator struje. Zahvaljujući ovom modulu naizmjenična struja kućanska snaga se pretvara u visoke frekvencije.
Induktor. Izrađen je od bakrene žice uvijene u zavojnicu kako bi se formiralo magnetsko polje.
. 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 induktorske zavojnice izrađene od bakrenog vodiča. Visokofrekventnu struju induktor pretvara u elektromagnetsko polje. Unaprijediti, metalna cijev, koji se nalazi unutar induktora, zagrijava se zbog učinka na njega vrtložnih tokova koji se javljaju u zavojnici. Rashladna tekućina (voda) koja prolazi kroz grijač uzima Termalna energija i prenosi ga na sistem grijanja. Također, rashladna tekućina djeluje kao hladnjak grijaćeg elementa, što produljuje "život" kotla za grijanje.

Navedeno u nastavku kružni dijagram indukcijski grijač.

Sljedeća fotografija prikazuje kako radi indukcijski metalni grijač.

Važno! Ako dodirnete zagrijani 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.

pretvarač Stroj za zavarivanje . Dobro je ako jedinica implementira funkciju glatkog podešavanja struje.
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.

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

Savjet! Ako bi indukcijska pećnica trebala raditi Dugo vrijeme pri velikoj snazi, preporuča se dovesti vodeno hlađenje u cijev.

Indukcijski bojler

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

pretvarač. Uređaj je odabran s takvom snagom koja je potrebna za kotao za grijanje.
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 tom slučaju vanjski promjer će biti 7,5 cm. unutarnji promjerće biti manje, tada će performanse kotla biti niske.
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.
Tekstolitni štapići ili šipke na koji će se namotati indukcijski svitak. Korištenje tekstolita će zaštititi cijev od zagrijane zavojnice, budući da dati materijal otporan na visoke temperature.
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 električni kabel. 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.

RF izvor struje. U ovom slučaju radi se o modificiranom pretvaraču.
Sigurnosni elementi. Ova grupa može uključivati: termometar, sigurnosni ventil, manometar itd.
Kuglasti ventili. Koriste se za odvod ili punjenje sustava vodom, kao i za zatvaranje dovoda vode u određenom dijelu kruga.
Cirkulacijska pumpa. Zahvaljujući njemu, voda će se moći kretati kroz sustav grijanja.
Filtar. Koristi se za čišćenje rashladne tekućine od mehaničkih nečistoća. Zahvaljujući pročišćavanju vode produljuje se vijek trajanja sve opreme.
Ekspanzijski spremnik membranskog tipa. Koristi se za kompenzaciju toplinskog širenja vode.
Radijator. Za indukcijsko grijanje bolje je koristiti ili aluminijske radijatore ili bimetalne, jer imaju visok prijenos topline s malim dimenzijama.
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 u elektrotehnici treba razmisliti koliko siguran rad takav aparat, budući da nije opremljen ni posebnim senzorima ni upravljačkom jedinicom. Stoga se preporuča dati prednost gotova oprema proizvedeno u tvornici.

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 električne struje, koje su inducirane varijablama magnetsko polje. 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 je zatvoren zrakom.

Pri 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. Napravite prigušnice od bakrene cijevi hlađen 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.
Priznanica prototipovi legure.
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 dobivaju ultračiste legure u malim količinama (levitacijsko taljenje, taljenje u elektromagnetskom lončiću).

Budući da se grijanje vrši pomoću elektromagnetska radijacija, nema onečišćenja obratka produktima izgaranja plamenika u slučaju plinskog plamena, odnosno materijalom elektrode u slučaju lučnog zagrijavanja. Postavljanje uzoraka u atmosferu inertnog plina i velika brzina grijanje će eliminirati 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 tankom gornjih slojeva obratka, a temeljni slojevi se nježnije zagrijavaju 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 grijanje malih dijelova ima mala veličina i mali induktivitet, što dovodi do smanjenja faktora kvalitete radnog titrajnog kruga na niskim frekvencijama i smanjenja učinkovitosti, a također predstavlja opasnost za glavni oscilator (faktor kvalitete oscilatornog kruga proporcionalan je L / C, oscilatorni krug s niskim faktorom kvalitete previše dobro "pumpa" energijom, stvara kratki spoj duž induktora 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, autotransformatorski generator). Povratne informacije, krug na djelitelju 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, industrijska poduzeća, kao i u 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.

Kod promjene obradaka (npr. iz manjeg u veći) mijenja se induktivnost sustava induktor-obradak, 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. također nestati magnetska svojstva materijala i proces preokretanja magnetizacije se zaustavlja - izradak 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 serijski rezonantni krug 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.
Izlaz:
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.

Danas, kada se organizira grijanje vode, indukcijski bojler je postao široko rasprostranjen. Taj je zahtjev osiguran činjenicom da je uređaj potpuno ekološki prihvatljiv, ne isušuje i ne sagorijeva zrak. Upotreba takvog uređaja može se primijeniti za protočno grijanje vode ili kao kotao za grijanje. Indukcijski bojler možete kupiti u trgovini i napraviti ga sami. Vrijedi napomenuti da prema Tehničke specifikacije neće ustupiti kupljenom modelu, međutim, neće izgledati tako atraktivno, ali u isto vrijeme košta mnogo manje.

Korištenje takvog uređaja kod kuće omogućuje vam maksimalnu učinkovitost i pouzdanost u radu. U tom slučaju, jedinica ne mora biti popraćena posebnom dokumentacijom i dopuštenjem za ugradnju, na primjer, kao plinski kotao. Koristeći indukcijski grijač kao tradicionalni kotao za grijanje, u nekim slučajevima pumpa neće biti potrebna. Kretanje rashladne tekućine postiže se pomoću konvekcijskim procesima: Kada se zagrije, voda se pretvara u paru.

Vrijedno je napomenuti da indukcijski bojler ima puno prednosti koje ga razlikuju od konkurenata.

Trošak takvog uređaja je zanemariv.
Grijač je moguće sami sastaviti.
Ne emitira vanjsku buku. Zavojnica dosta snažno vibrira tijekom rada, ali to se praktički ne primjećuje.
Zbog stalnih vibracija, prljavština i kamenac nemaju vremena za pričvršćivanje na funkcionalne elemente, pa uređaj ne treba redovito čišćenje.
U svom sastavu ima generator topline, koji se vrlo lako čini hermetičkim. U njega se stavlja voda koja djeluje kao nosač topline grijaći element, zbog čega se energija prenosi kroz magnetsko polje. Ne zahtijeva korištenje kontakata, a prema tome, uljnih brtvi i raznih brtvenih gumica, koje imaju značajku brzog otkazivanja.
Rijetko se lomi, jer je jednostavna cijev odgovorna za zagrijavanje vode, u kojoj se jednostavno nema što slomiti ili izgorjeti.

Odabirom indukcijskog bojlera, vlasnik dobiva uređaj s minimalnim održavanjem, jer se sastoji od malog broja komponenti. A oni, zauzvrat, vrlo rijetko ne uspijevaju.

Princip rada indukcijskog kotla

Ali ne možete bez nedostataka. Kao i svaka tehnologija, oni postoje.

Velika potrošnja električne energije, što će rezultirati velikim računima za svjetlo;
Uređaj se jako zagrije, a sve okolo postaje vruće, pa ga ne smijete dirati tijekom rada.
Indukcijski bojler ima jaku disipaciju topline, pa je instalacija neophodna senzor temperature kako bi se spriječilo pregrijavanje uređaja i, sukladno tome, eksplozija.

Vrste indukcijskih grijača vode

Svi uređaji ove vrste, koji se mogu izraditi ručno, mogu se podijeliti u dvije skupine:

Vrtložni grijači tip induktora, koji se najčešće koriste u kućama za obavljanje funkcija grijanja. To je njihov proizvodni proces koji će biti razmotren u nastavku.
Grijači, čiji dizajn podrazumijeva korištenje različiti tipovi elektroničke komponente i dijelovi.

Tijekom stvaranja vrtložni indukcijski grijač(ili skraćeno VIN) vlastitim rukama treba osigurati sljedeće strukturne jedinice:

element odgovoran za pretvaranje električne energije u visokofrekventnu struju;
induktor (najčešće izveden u obliku cilindričnog elementa od bakrene žice), koji, kada se koristi, obavlja funkciju transformatora odgovornog za stvaranje magnetskog polja;
element koji će igrati ulogu grijanja nalazi se unutar samog induktora.

Rad VIN-a je sljedeći.

Struja visoke frekvencije iz pretvarača prenosi se na induktor.
U induktoru, a magnetsko polje, što zauzvrat stvara vrtložne tokove.
Izmjenjivač topline pod djelovanjem vrtložne struje brzo doseže visoku temperaturu i, sukladno tome, zagrijava rashladnu tekućinu, što dalje širi toplinu.

Shema modernog bojlera

Jedna od najvažnijih komponenti je indukcijska zavojnica, prema čijoj izradi treba postupati s posebnom pažnjom. Bakrene žice vrlo pažljivo namotana na plastičnu cijev, a broj zavojnica ne smije biti manji od 100.

Iz prikazanog opisa možemo zaključiti da nije teško samostalno izraditi indukcijski bojler.

Značajke proizvodnje

Indukcijski grijač "uradi sam" može se napraviti na dva načina. Ukratko razmotrite svaki od njih.

opcija 1

Najjednostavniji uređaj (iako će imati veliku snagu) može se napraviti na temelju tiskani sklop. Među značajkama kruga koji će se koristiti u uređaju treba istaknuti sljedeće točke:

cijeli dizajn, zapravo, predstavlja multivibrator s organizacijom velike snage;
posebnu pozornost treba obratiti na otpor, jer će to spriječiti pregrijavanje tranzistora;
induktor u takvom uređaju treba biti izrađen u obliku spirale od 6-8 zavoja bakrene žice;
kao regulator, možete koristiti odgovarajući element iz napajanja računala i ne razmišljati o njegovoj kontrakciji.

Vrtložni indukcijski grijač

Opcija 2

Osnova za izradu takvog uređaja vlastitim rukama je korištenje elektronički transformator.

Bit ove metode proizvodnje indukcijskog bojlera je kako slijedi.

Dvije cijevi pomoću zavarivanja trebale bi biti spojene tako da vizualno izgledaju kao krafna. Ovaj element će naknadno igrati ulogu i elementa za grijanje i vodiča.
Bakrenu žicu treba namotati na tijelo.
Kako bi se osiguralo kvalitetno i brzo kretanje vode, 2 cijevi su zavarene u glavno tijelo. Voda će teći u jedan od njih, a iz drugog će izaći u sam sustav.

To je sav savjet o tome kako sastaviti takav uređaj za grijanje vlastitim rukama i osigurati kvalitetno grijanje i stalnu prisutnost tople vode u kući.

Ažurirano:

2016-09-12

Lako je izraditi indukcijski grijač vlastitim rukama. Ovo je uređaj koji je sposoban zagrijati metal pomoću metode Foucaultove vrtložne struje. Prednosti uključuju sljedeće:

zapečaćen je i omogućuje beskontaktni prijenos podataka;
tihi;
niska cijena dijelova;
ekološki prihvatljiv;
vrlo brzo se zagrijava;
kamenac se na njemu ne pojavljuje zbog vibracije indukcijskih djelovanja;
izdržljiv.

Među nedostacima su:

visoka cijena potrošene električne energije;
elektromagnetska polja negativno utječu na osobu;
postoji opasnost od detonacije sustava grijanja zbog prekomjernog tlaka.

Obratite pažnju na krug grijača. Za izradu grijača potreban vam je komad plastične cijevi debelih stijenki. Služit će kao tijelo ovaj uređaj. Zatim morate pripremiti čeličnu žicu, čiji promjer nije veći od 7 mm. Također, ako trebate spojiti grijač na sustav grijanja, preporuča se opskrba adapterima. Također će vam trebati metalna rešetka. Držat će žicu unutar kućišta. Za izradu induktora svakako će vam trebati čelična žica. Također morate pronaći visokofrekventni inverter, koji je dostupan u gotovo svakoj garaži.

Sada o samom procesu proizvodnje. Prvo se provode preliminarni koraci za žicu. Žica se mora izrezati na segmente, čija je duljina 5-6 cm. Zatim je dno segmenta cijevi prekriveno mrežom, a segmenti izrezane žice se ulijevaju unutra. U gornjem dijelu, cijev će također morati biti prekrivena mrežom. Žice je potrebno uliti u tolikoj količini da se cijela cijev napuni do samog vrha.

Sada, kao što pokazuje dijagram, izrađuje se zavojnica. Baza je plastično kućište. Na njega treba namotati 90 bakrenih zavoja.
Kada je element izrađen, morat ćete ga montirati u sustav grijanja. Zatim možete spojiti zavojnicu na mrežu preko pretvarača. Vjeruje se da je takav grijač prilično jednostavan i najproračunskiji.
Nemojte testirati jedinicu ako nema dovod tekućine ili antifriza. Inače će se cijev rastopiti. Prije pokretanja sustava preporuča se uzemljenje pretvarača.

Montaža vorteks indukcijskog grijača

Dakle, sada ćemo analizirati kako sastaviti domaći indukcijski grijač. Za dovršetak montaže jedinice potreban je gas. Ovaj element može se pronaći otvaranjem napajanja računala. Zatim se namota feromagnetna čelična žica, bakrena žica od 1,5 mm. Ovisno o potrebnim parametrima, može biti potrebno 10-30 okretaja. Zatim se biraju tranzistori s efektom polja. Odabiru se na temelju najvećeg otpora otvorenog spoja. Diode se odabiru za obrnuti napon od najmanje 500 V, struja bi trebala biti oko 3-4 A. Također će vam trebati zener diode, koje su ocijenjene za 15-18 A. Njihova snaga bi trebala biti oko 2-3 vata. Otpornici - ne više od 0,5 W.

Zatim se sklop sklopi i napravi zavojnica. Ovo će biti osnova na kojoj će se temeljiti grijač. Zavojnica bi trebala imati 6-7 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Zatim je element uključen u krug i spojen na mrežu. Jedinica može zagrijati vijke do žute boje.

Iako je shema jednostavna, ali u radu sustav će se isticati veliki broj topline, iz tog razloga je poželjno ugraditi radijatore na tranzistore.

Sada je jasno kako sastaviti jedinicu koja vrši indukcijsko zagrijavanje metala.

Pogledajte video kako sami napraviti indukcijski grijač (pogledajte video).

Sigurnosni standardi

Prilikom korištenja i sastavljanja grijača vlastitim rukama, potrebno je poštivati sljedeće:

potrebna instalacija sigurnosni ventil kako bi se smanjio tlak u slučaju kvara pumpe;
morate uzemljiti indukcijski namot: dovedite žicu u metalni krug, koji je u zemlji;
nema potrebe za uključivanjem sustava bez rashladne tekućine, inače će se polimerni dijelovi rastopiti;
izloženi bakreni dijelovi moraju biti izolirani kako bi se spriječile opekline ili strujni udar.

Sada ste naučili kako napraviti indukcijski grijač vlastitim rukama. Nadamo se da su vam upute i dijagram puno pomogli. Priloženi video također može biti vrlo koristan za izradu domaćeg grijača. Želimo vam uspjeh u radu.