Riscaldatore a induzione fai-da-te. Riscaldatore a induzione fai da te

Il riscaldamento a induzione è un metodo di riscaldamento senza contatto mediante correnti ad alta frequenza (ing. RFH - riscaldamento a radiofrequenza, riscaldamento mediante onde a radiofrequenza) di materiali elettricamente conduttivi.

Descrizione del metodo.

Il riscaldamento a induzione è il riscaldamento dei materiali mediante correnti elettriche indotte da un campo magnetico alternato. Pertanto, questo è il riscaldamento di prodotti realizzati con materiali conduttivi (conduttori) dal campo magnetico degli induttori (fonti di un campo magnetico alternato). Il riscaldamento a induzione viene eseguito come segue. Un pezzo elettricamente conduttivo (metallo, grafite) viene posizionato nel cosiddetto induttore, che è uno o più giri di filo (il più delle volte rame). Nell'induttore vengono indotte potenti correnti di varie frequenze (da decine di Hz a diversi MHz) utilizzando un generatore speciale, a seguito del quale si forma un campo elettromagnetico attorno all'induttore. Il campo elettromagnetico induce correnti parassite nel pezzo. Le correnti parassite riscaldano il pezzo sotto l'azione del calore di Joule (vedere la legge di Joule-Lenz).

Il sistema induttore vuoto è un trasformatore senza nucleo in cui l'induttore è l'avvolgimento primario. Il pezzo è un avvolgimento secondario cortocircuitato. Il flusso magnetico tra gli avvolgimenti si chiude nell'aria.

Ad alta frequenza, le correnti parassite vengono spostate dal campo magnetico da esse formato in sottili strati superficiali del pezzo Δ (effetto superficie), a causa del quale la loro densità aumenta bruscamente e il pezzo viene riscaldato. Gli strati sottostanti del metallo vengono riscaldati a causa della conduttività termica. Non è la corrente che è importante, ma l'elevata densità di corrente. Nello strato di pelle Δ, la densità di corrente diminuisce di un fattore e rispetto alla densità di corrente sulla superficie del pezzo, mentre l'86,4% del calore viene rilasciato nello strato di pelle (del rilascio di calore totale. La profondità dello strato di pelle dipende sulla frequenza di radiazione: maggiore è la frequenza, più sottile è lo strato di pelle Dipende anche dalla relativa permeabilità magnetica μ del materiale del pezzo.

Per ferro, cobalto, nichel e leghe magnetiche a temperature inferiori al punto di Curie, μ ha un valore compreso tra diverse centinaia e decine di migliaia. Per altri materiali (fusi, metalli non ferrosi, eutettici liquidi bassofondenti, grafite, elettroliti, ceramiche elettricamente conduttive, ecc.), μ è approssimativamente uguale a uno.

Ad esempio, a una frequenza di 2 MHz, la profondità della pelle per il rame è di circa 0,25 mm, per il ferro ≈ 0,001 mm.

L'induttore diventa molto caldo durante il funzionamento, poiché assorbe la propria radiazione. Inoltre, assorbe la radiazione di calore da un pezzo caldo. Producono induttori da tubi di rame raffreddati ad acqua. L'acqua viene fornita mediante aspirazione: ciò garantisce sicurezza in caso di ustione o altra depressurizzazione dell'induttore.

Applicazione:
Fusione, saldatura e saldatura di metalli ultra-pulite senza contatto.
Ottenere prototipi di leghe.
Piegatura e trattamento termico di parti di macchine.
Commercio di gioielli.
Lavorazione di piccole parti che possono essere danneggiate dal riscaldamento di fiamme o archi.
Indurimento superficiale.
Tempra e trattamento termico di parti di forma complessa.
Disinfezione di strumenti medici.

Vantaggi.

Riscaldamento o fusione ad alta velocità di qualsiasi materiale elettricamente conduttivo.

Il riscaldamento è possibile in atmosfera di gas inerte, in un mezzo ossidante (o riducente), in un liquido non conduttivo, nel vuoto.

Riscaldamento attraverso le pareti di una camera protettiva in vetro, cemento, plastica, legno: questi materiali assorbono molto debolmente le radiazioni elettromagnetiche e rimangono freddi durante il funzionamento dell'installazione. Viene riscaldato solo materiale elettricamente conduttivo: metallo (incluso fuso), carbonio, ceramica conduttiva, elettroliti, metalli liquidi, ecc.

A causa delle forze emergenti MHD, il metallo liquido viene mescolato intensamente, fino a mantenerlo sospeso nell'aria o nel gas protettivo: così si ottengono leghe ultrapure in piccole quantità (fusione per levitazione, fusione in un crogiolo elettromagnetico).

Poiché il riscaldamento avviene mediante radiazione elettromagnetica, non vi è inquinamento del pezzo da parte dei prodotti della combustione della torcia nel caso di riscaldamento gas-fiamma, o del materiale dell'elettrodo nel caso di riscaldamento ad arco. Il posizionamento dei campioni in un'atmosfera di gas inerte e un'elevata velocità di riscaldamento eliminerà la formazione di incrostazioni.

Facilità di utilizzo grazie alle ridotte dimensioni dell'induttore.

L'induttore può essere realizzato in una forma speciale: ciò consentirà di riscaldare uniformemente parti di una configurazione complessa sull'intera superficie, senza causare deformazioni o non riscaldamento locale.

È facile eseguire il riscaldamento locale e selettivo.

Poiché il riscaldamento più intenso si verifica negli strati superiori sottili del pezzo e gli strati sottostanti vengono riscaldati più delicatamente a causa della conduttività termica, il metodo è ideale per l'indurimento superficiale delle parti (il nucleo rimane viscoso).

Facile automazione delle apparecchiature: cicli di riscaldamento e raffreddamento, controllo e mantenimento della temperatura, alimentazione e rimozione dei pezzi.

Unità di riscaldamento a induzione:

Su installazioni con una frequenza operativa fino a 300 kHz, vengono utilizzati inverter su gruppi IGBT o transistor MOSFET. Tali installazioni sono progettate per il riscaldamento di parti di grandi dimensioni. Per riscaldare piccole parti si utilizzano alte frequenze (fino a 5 MHz, la gamma delle onde medie e corte), gli impianti ad alta frequenza sono costruiti su tubi elettronici.

Inoltre, per il riscaldamento di piccole parti, le installazioni ad alta frequenza sono costruite su transistor MOSFET per frequenze operative fino a 1,7 MHz. Il controllo e la protezione dei transistor a frequenze più elevate presenta alcune difficoltà, quindi le impostazioni di frequenza più elevate sono ancora piuttosto costose.

L'induttore per il riscaldamento di piccole parti è di piccole dimensioni e piccola induttanza, il che porta a una diminuzione del fattore di qualità del circuito risonante di lavoro alle basse frequenze e a una diminuzione dell'efficienza, e rappresenta anche un pericolo per l'oscillatore principale (il fattore di qualità del circuito risonante è proporzionale a L / C, il circuito risonante con un fattore di qualità basso è troppo buono "pompato" con energia, forma un cortocircuito lungo l'induttore e disabilita l'oscillatore principale). Per aumentare il fattore di qualità del circuito oscillatorio si utilizzano due modi:
- aumentare la frequenza operativa, che porta alla complessità e al costo dell'installazione;
- l'uso di inserti ferromagnetici nell'induttore; incollando l'induttore con pannelli di materiale ferromagnetico.

Poiché l'induttore funziona in modo più efficiente alle alte frequenze, il riscaldamento a induzione ha ricevuto applicazioni industriali dopo lo sviluppo e l'inizio della produzione di potenti lampade per generatori. Prima della prima guerra mondiale, il riscaldamento a induzione era di uso limitato. A quel tempo, come generatori venivano utilizzati generatori di macchine ad alta frequenza (lavori di V.P. Vologdin) o installazioni di scarica di scintille.

Il circuito del generatore può, in linea di principio, essere qualsiasi (multivibratore, generatore RC, generatore ad eccitazione indipendente, vari generatori di rilassamento) che funziona su un carico sotto forma di bobina di induttore e ha una potenza sufficiente. È inoltre necessario che la frequenza di oscillazione sia sufficientemente elevata.

Ad esempio, per "tagliare" in pochi secondi un filo di acciaio del diametro di 4 mm è necessaria una potenza oscillatoria di almeno 2 kW ad una frequenza di almeno 300 kHz.

Lo schema è selezionato secondo i seguenti criteri: affidabilità; stabilità di fluttuazione; stabilità della potenza rilasciata nel pezzo; facilità di fabbricazione; facilità di configurazione; numero minimo di parti per ridurre i costi; l'utilizzo di parti che complessivamente diano una riduzione di peso e dimensioni, ecc.

Per molti decenni, un generatore induttivo a tre punti è stato utilizzato come generatore di oscillazioni ad alta frequenza (un generatore Hartley, un generatore con feedback autotrasformatore, un circuito basato su un divisore di tensione ad anello induttivo). Questo è un circuito di alimentazione parallelo autoeccitato per l'anodo e un circuito selettivo in frequenza realizzato su un circuito oscillatorio. È stato utilizzato con successo e continua ad essere utilizzato in laboratori, laboratori di gioielleria, imprese industriali e nella pratica amatoriale. Ad esempio, durante la seconda guerra mondiale, su tali installazioni è stato effettuato l'indurimento superficiale dei rulli del serbatoio T-34.

Svantaggi di tre punti:

Bassa efficienza (meno del 40% quando si utilizza una lampada).

Una forte deviazione di frequenza al momento del riscaldamento di pezzi realizzati con materiali magnetici sopra il punto Curie (≈700С) (cambiamenti μ), che cambia la profondità dello strato di pelle e cambia imprevedibilmente la modalità di trattamento termico. Durante il trattamento termico di parti critiche, ciò potrebbe essere inaccettabile. Inoltre, potenti installazioni RF devono funzionare in una gamma ristretta di frequenze consentite da Rossvyazokhrankultura, poiché con una scarsa schermatura sono in realtà trasmettitori radio e possono interferire con le trasmissioni televisive e radiofoniche, i servizi costieri e di soccorso.

Quando si cambiano gli spazi vuoti (ad esempio, da quelli più piccoli a quelli più grandi), l'induttanza del sistema induttore-vuoto cambia, il che porta anche a un cambiamento nella frequenza e nella profondità dello strato di pelle.

Quando si cambiano gli induttori monogiro con quelli multigiro, con quelli più grandi o più piccoli, cambia anche la frequenza.

Sotto la guida di Babat, Lozinsky e altri scienziati, sono stati sviluppati circuiti di generazione a due e tre circuiti che hanno un'efficienza maggiore (fino al 70%) e mantengono anche meglio la frequenza operativa. Il principio della loro azione è il seguente. A causa dell'uso di circuiti accoppiati e dell'indebolimento della connessione tra di essi, una variazione dell'induttanza del circuito di lavoro non comporta una forte variazione della frequenza del circuito di impostazione della frequenza. I trasmettitori radio sono costruiti secondo lo stesso principio.

I moderni generatori ad alta frequenza sono inverter basati su assiemi IGBT o potenti transistor MOSFET, solitamente realizzati secondo lo schema a ponte o semiponte. Funzionano a frequenze fino a 500 kHz. Le porte dei transistor vengono aperte utilizzando un sistema di controllo a microcontrollore. Il sistema di controllo, a seconda dell'attività, consente di tenere automaticamente

A) frequenza costante
b) potenza costante rilasciata nel pezzo
c) massima efficienza.

Ad esempio, quando un materiale magnetico viene riscaldato al di sopra del punto Curie, lo spessore dello strato cutaneo aumenta notevolmente, la densità di corrente diminuisce e il pezzo inizia a riscaldarsi peggio. Anche le proprietà magnetiche del materiale scompaiono e il processo di inversione della magnetizzazione si interrompe - il pezzo inizia a riscaldarsi peggio, la resistenza al carico diminuisce bruscamente - questo può portare alla "spaziatura" del generatore e al suo guasto. Il sistema di controllo monitora la transizione attraverso il punto Curie e aumenta automaticamente la frequenza con una brusca diminuzione del carico (o riduce la potenza).

Osservazioni.

L'induttore dovrebbe essere posizionato il più vicino possibile al pezzo, se possibile. Ciò non solo aumenta la densità del campo elettromagnetico vicino al pezzo (in proporzione al quadrato della distanza), ma aumenta anche il fattore di potenza Cos(φ).

Aumentando la frequenza si riduce drasticamente il fattore di potenza (in proporzione al cubo della frequenza).

Quando i materiali magnetici vengono riscaldati, viene rilasciato calore aggiuntivo a causa dell'inversione della magnetizzazione; il loro riscaldamento al punto di Curie è molto più efficiente.

Quando si calcola l'induttore, è necessario tenere conto dell'induttanza dei pneumatici che portano all'induttore, che può essere molto maggiore dell'induttanza dell'induttore stesso (se l'induttore è realizzato sotto forma di un singolo giro di piccolo diametro o anche parte di un turno - un arco).

Esistono due casi di risonanza nei circuiti oscillatori: risonanza di tensione e risonanza di corrente.
Circuito oscillatorio parallelo - risonanza delle correnti.
In questo caso la tensione sulla bobina e sul condensatore è la stessa del generatore. Alla risonanza, la resistenza del circuito tra i punti di diramazione diventa massima e la corrente (I totale) attraverso la resistenza di carico Rn sarà minima (la corrente all'interno del circuito I-1l e I-2s è maggiore della corrente del generatore) .

Idealmente, l'impedenza del circuito è infinita: il circuito non assorbe corrente dalla sorgente. Quando la frequenza del generatore cambia in qualsiasi direzione dalla frequenza di risonanza, l'impedenza del circuito diminuisce e la corrente lineare (Itot) aumenta.

Circuito oscillatorio in serie - risonanza di tensione.

La caratteristica principale di un circuito risonante in serie è che la sua impedenza è al minimo alla risonanza. (ZL + ZC - minimo). Quando la frequenza è sintonizzata su un valore superiore o inferiore alla frequenza di risonanza, l'impedenza aumenta.
Conclusione:
In un circuito parallelo in risonanza, la corrente attraverso i conduttori del circuito è 0 e la tensione è massima.
In un circuito in serie, è vero il contrario: la tensione tende a zero e la corrente è massima.

L'articolo è stato preso dal sito http://dic.academic.ru/ e rielaborato in un testo più comprensibile per il lettore dalla società LLC Prominduktor.

Tempo fa abbiamo acquistato in Cina una coppia di convertitori induttivi con la speranza che, nonostante la semplicità del design e un numero ridotto di componenti radio, questo dispositivo potesse poi essere utilizzato in officina, ad esempio, come ausilio per allentare i blocchi bulloni o per temprare piccoli metalli. Come si è scoperto, 100 W di potenza sono molto piccoli per questi scopi, tuttavia, il dispositivo funziona in modo molto decente ed efficace, non peggio di.

Diagramma schematico di un riscaldatore a induzione

1 opzione di schema

2 possibilità di schema

A prima vista, la scheda mostra che il numero di elementi è limitato al minimo richiesto. Il circuito è costituito da due MOSFET, due diodi ad alta velocità, due induttori, resistori ed elementi risonanti, ovvero una bobina esterna e una grande capacità.

Passiamo ai test di circuito

Durante i primi test del generatore, durante la determinazione del limite di potenza, i transistor si sono bruciati. Abbiamo provato IRFR120 qui, ma a causa della bassa corrente massima, sono rimasti in piedi solo per un paio di secondi. Poi è arrivato il turno di IRFR2905: si tratta di transistor a bassa tensione da 50 A, con i quali il riscaldatore ha funzionato anche meglio rispetto al mosfet originale, dove la marcatura non è affatto visibile.

Quando è collegato a una tensione costante di 12 V, il dispositivo consuma circa 1,8 A. Quando un oggetto metallico si avvicina alla bobina, la corrente inizia a salire. Al culmine, è stato possibile ottenere una corrente di circa 12 A, che fornisce quasi 150 W, ovvero anche più di quanto afferma il produttore. Al minimo si consumano circa 20 W e non si riscalda nulla, il che potrebbe indicare il corretto funzionamento dell'intera struttura.

Per il test è stato utilizzato un semplice trasformatore di alimentazione. Durante gli esperimenti, sono stati testati tre elementi per il riscaldamento: un cacciavite da 6 mm, un bullone da 8 mm e lo stesso bullone con due dadi.

Come puoi vedere, un cacciavite di medie dimensioni può essere riscaldato fino al punto di ebollizione da questo dispositivo entro 2 minuti. Questo è un risultato abbastanza degno. Se riusciamo a indurire la punta di un cacciavite a casa, allora un tale riscaldatore sarà utile.

Occorrono circa 3 minuti per riscaldare il bullone fino al punto di ebollizione, anche un buon risultato, data la semplicità del dispositivo.

Ci sono voluti 4 minuti per riscaldare un bullone con due dadi, un tempo piuttosto lungo. Puoi utilizzare i dispositivi in questo modo per riscaldare un dado bloccato per svitarlo, ma il processo sarà lungo e scomodo. Inoltre, potrebbe non essere possibile inserirlo completamente all'interno della bobina, il che pregiudicherà notevolmente l'efficacia di questa operazione.

Il riscaldatore a induzione costa circa $ 9, cioè meno di 600 rubli. Questa è una piccola quantità per un dispositivo in grado di riscaldare efficacemente piccoli oggetti metallici. Naturalmente, questo riscaldatore non può essere paragonato a dispositivi simili più costosi per diverse migliaia di rubli (che è anche in vendita su Ali), ma per applicazioni domestiche, amatoriali o anche di piccole officine, è abbastanza utile.

La popolarità del riscaldatore a induzione IR2153 può essere spiegata dal fatto che una persona è sempre alla ricerca: una ricerca infinita da parte di una persona di fonti di calore per riscaldare le proprie case, che saranno: economiche, ecologiche e funzionali. Molti hanno persino osato e non invano realizzare con le proprie mani un riscaldatore a induzione per collegarlo al sistema di riscaldamento della casa. L'articolo descriverà in dettaglio come realizzare un riscaldatore a induttore per spendere un minimo di tempo e denaro.

Schema di un riscaldatore a induzione

A causa del fatto che M. Faraday scoprì il fenomeno dell'induzione elettromagnetica nel 1831, il mondo vide un gran numero di dispositivi che riscaldano l'acqua e altri mezzi.

Poiché questa scoperta è stata realizzata, le persone la usano quotidianamente nella vita di tutti i giorni:

Bollitore elettrico con scalda disco per il riscaldamento dell'acqua;
Forno multicucina;
piano cottura a induzione;
Microonde (fornello);
Stufa;
Colonna riscaldante.

Inoltre, l'apertura viene applicata all'estrusore (non meccanico). In precedenza, era ampiamente utilizzato nella metallurgia e in altri settori legati alla lavorazione dei metalli. La caldaia induttiva di fabbrica funziona secondo il principio dell'azione delle correnti parassite su un nucleo speciale situato all'interno della bobina. Le correnti parassite di Foucault sono superficiali, quindi è meglio prendere un tubo metallico cavo come nucleo, attraverso il quale passa l'elemento di raffreddamento.

Il verificarsi di correnti elettriche si verifica a causa della fornitura di una tensione alternata all'avvolgimento, provocando la comparsa di un campo magnetico elettrico alternato, che cambia i potenziali 50 volte / sec. alla frequenza industriale standard di 50 Hz.

Allo stesso tempo, la bobina di induzione Ruhmkorff è progettata in modo tale da poter essere collegata direttamente alla rete CA. Nella produzione, per tale riscaldamento vengono utilizzate correnti elettriche ad alta frequenza - fino a 1 MHz, quindi è piuttosto difficile ottenere il funzionamento del dispositivo a 50 Hz. Lo spessore del filo e il numero di spire utilizzate dal dispositivo, lo scaldabagno, vengono calcolati separatamente per ciascuna unità utilizzando un metodo speciale per la potenza termica richiesta. Un'unità potente fatta in casa deve funzionare in modo efficiente, riscaldare rapidamente l'acqua che scorre attraverso il tubo e non riscaldarsi.

Le organizzazioni investono molto nello sviluppo e nell'implementazione di tali prodotti, quindi:

Tutti i compiti vengono risolti con successo;
L'efficienza del dispositivo di riscaldamento è del 98%;
Funziona senza interruzioni.

Oltre alla massima efficienza, non si può non attirare la velocità con cui avviene il riscaldamento del fluido che passa attraverso il nucleo. Sulla fig. si propone uno schema di funzionamento di uno scaldabagno ad induzione realizzato presso l'impianto. Tale schema ha un'unità del marchio VIN, prodotta dallo stabilimento di Izhevsk.

Per quanto tempo funzionerà l'unità dipende esclusivamente dalla tenuta della custodia e dall'isolamento delle spire del filo non danneggiato, e questo è un periodo piuttosto significativo, secondo il produttore, fino a 30 anni.

Per tutti questi vantaggi, che il dispositivo ha al 100%, è necessario pagare un sacco di soldi, un induttore, lo scaldabagno magnetico è il più costoso di tutti i tipi di impianti di riscaldamento. Pertanto, molti artigiani preferiscono assemblare un'unità ultra economica per il riscaldamento da soli.

Produciamo un riscaldatore a induzione con le nostre mani

Fare un'invenzione non è difficile, se hai le capacità, puoi realizzare un buon dispositivo. L'assemblaggio più semplice, che viene assemblato a mano, consiste in un tubo tagliato (plastica), all'interno del quale sono disposti vari elementi (metallo) a creare un'anima.

Potrebbe essere:

Filo di acciaio inossidabile;
Arrotolate in palline, tagliate a pezzetti di filo - vergella, il cui diametro è di 8 mm;
Forare in base al diametro del tubo.

Dall'esterno, sono incollati dei bastoncini di fibra di vetro e su di essi deve essere avvolto un filo isolante di 1,7 mm di spessore. La lunghezza del filo è di circa 11 M. Quindi il riscaldatore a induzione deve essere testato riempiendolo di acqua e collegandolo, ad esempio, a un piano cottura a induzione di marca ORION con una potenza di 2 kW anziché un induttore standard. Un radiatore a vortice saldato da più tubi metallici funge da nucleo esterno per le correnti elettriche parassite, che vengono create dalla bobina del pannello stesso.

Di conseguenza, si può trarre la seguente conclusione:

La potenza termica del dispositivo di riscaldamento realizzato è superiore alla potenza elettrica del pannello.
Il numero e le dimensioni dei tubi sono stati scelti a caso, ma hanno creato una superficie sufficiente per l'apporto di calore, che deriva da correnti parassite.
Questo schema di scaldabagno si è rivelato efficace per un caso particolare, quando un condominio è circondato da altri appartamenti riscaldati.

Il dispositivo funziona correttamente, quindi se hai il desiderio, l'esperienza e la conoscenza, puoi dare vita a questa idea. I modelli complessi possono richiedere l'uso di un trasformatore trifase.

Riscaldamento a induzione di alta precisione

Tale riscaldamento ha il principio più semplice, poiché è senza contatto. Il riscaldamento pulsato ad alta frequenza consente di raggiungere le condizioni di temperatura più elevate, alle quali è possibile lavorare i metalli più difficili in fusione. Per eseguire il riscaldamento a induzione, è necessario creare la tensione richiesta di 12V (volt) e la frequenza dell'induttanza nei campi elettromagnetici.

Questo può essere fatto in un dispositivo speciale: un induttore. È alimentato da elettricità da un alimentatore industriale a 50 Hz.

È possibile utilizzare alimentatori individuali per questo: convertitori / generatori. Il dispositivo più semplice per un dispositivo a bassa frequenza è una spirale (conduttore isolato), che può essere posizionata all'interno di un tubo metallico o avvolta attorno ad esso. Le correnti correnti riscaldano il tubo, che, in futuro, riscalda il soggiorno.

L'uso del riscaldamento ad induzione alle frequenze minime non è un fenomeno frequente. La lavorazione più comune dei metalli a frequenza più alta o media. Tali dispositivi si distinguono per il fatto che l'onda magnetica va in superficie, dove decade. L'energia viene convertita in calore. Affinché l'effetto sia migliore, entrambi i componenti devono avere una forma simile. Dove viene applicato il calore?

Oggi è diffuso l'uso del riscaldamento ad alta frequenza:

Per la fusione di metalli e la loro saldatura con metodo senza contatto;
Industria metalmeccanica;
Commercio di gioielli;
Realizzazione di piccoli elementi (tavole) che possono essere danneggiati utilizzando altre tecniche;
Tempra di superfici di parti, diverse configurazioni;
Trattamento termico di parti;
Pratica medica (disinfezione di dispositivi/strumenti).

Il riscaldamento può risolvere molti problemi.

Vantaggi: riscaldamento a induzione in metallo

Il riscaldamento ha molti vantaggi. Con esso, è possibile riscaldare e fondere rapidamente qualsiasi materiale conduttivo allo stato liquido. Consente di eseguire il riscaldamento in qualsiasi mezzo che non conduce corrente, ovvero la funzione di fusione e di lavoro.

Poiché solo il conduttore si riscalda, le pareti rimangono fredde. Questo tipo di riscaldamento non inquina l'ambiente. Se i bruciatori a gas inquinano l'aria, il riscaldamento a induzione lo elimina, perché la radiazione elettromagnetica funziona. Dimensioni compatte dell'induttore. Possibilità di creare un dispositivo di qualsiasi forma.

Il riscaldamento è indispensabile se è necessario riscaldare solo una determinata area della superficie. Inoltre, il dispositivo deve impostare tale attrezzatura speciale per la modalità richiesta e regolarla.

Come realizzare un riscaldatore a induzione da un alimentatore per computer

Il riscaldatore può essere fatto da un alimentatore di computer.

Ci vorrà:

Acceleratore da un'unità computer;
saldatore;
Saldatrice;
pinza tagliafili;
Filo in acciaio inox 6 mm;
Filo piatto in rame smaltato 2 mm;
Tubi in acciaio 25 mm;
Tubo in plastica 50 mm;
sanitari durevoli;
Valvola esplosiva;
Dettagli per il montaggio del circuito.

La caldaia è composta da serpentino, scambiatore di calore, morsettiera, armadio elettrico, bocchette di ingresso e uscita. L'installazione è semplice, l'importante è seguire lo schema. Un buon alimentatore da laboratorio può essere progettato in un giorno e implementato in un giorno. I dispositivi sono collegati tramite un punto trasformatore.

Un semplice induttore fai-da-te

Nella vita domestica, un induttore HDTV può spesso tornare utile.

Questo dispositivo viene spesso utilizzato per riscaldare bolliti:

dadi/bulloni;
Telai e travi di automobili;
Ricambi per servizio auto, compresi cuscinetti e boccole varie.

Tali dispositivi possono essere acquistati in un negozio specializzato, proprio come qualsiasi altra attrezzatura, ad esempio un condizionatore d'aria inverter cinese, un sensore sismico, ma sono molto costosi. Tuttavia, c'è una via d'uscita, è del tutto possibile creare un riscaldatore a induzione a casa. Per il montaggio, avrai bisogno di un trasformatore, può essere composto da 2 anelli. Il grado di ferrite può essere applicato M 2000 NM.

Nell'avvolgimento primario dovrebbero esserci circa 26 spire di filo con un diametro di 0,75 mm. L'avvolgimento primario è collegato dove esce l'inverter. Il secondo avvolgimento è un anello di un tubo di rame con un diametro di 6 mm, è anche un ramo del tubo induttore, che passa attraverso il centro della parte anulare del trasformatore.

L'induttore stesso è una bobina di più giri di tubo di rame - 4 mm.

Il condensatore, insieme al dispositivo, svolge il lavoro di un circuito di oscillazione che crea una frequenza di risonanza (risonante) su cui è sintonizzato l'inverter. Se uno spazio vuoto è disposto nella parte centrale della spirale di rame, fornirà una resistenza attiva. L'HDTV si verifica nella bobina stessa, quindi il tubo con le bobine si riscalda molto, il che significa che deve essere raffreddato a colpo sicuro, per questo è possibile utilizzare acqua normale dalle tubazioni.

Per alimentare l'induttore, è necessario utilizzare tubi dielettrici, poiché nel circuito si sviluppa un'alta tensione. Per l'acqua corrente, che raffredda l'induttore, è necessario un monitoraggio costante, pertanto nello scarico è predisposto un apposito inserto, a cui sono fissati una termocoppia e un tester per il controllo della temperatura. Il dispositivo dovrebbe utilizzare il condensatore più potente, può essere assemblato da quaranta condensatori ad alta tensione da 0,033 microfarad ciascuno.

Riscaldatore a induzione fai-da-te (video)

Come puoi vedere, realizzare un induttore con le tue mani non è difficile, l'importante è seguire lo schema, puoi anche creare una tromba a induzione o assemblare un circuito su tiristori o qualsiasi altro, ad esempio il contenuto interno di un transistor.

RISCALDATORE A INDUZIONE- è elettrico stufa, lavorando con un cambiamento nel flusso di induzione magnetica in un circuito conduttore chiuso. Questo fenomeno è chiamato induzione elettromagnetica. Vuoi sapere come funziona un riscaldatore a induzione? ZAVODRRè un portale di informazioni commerciali in cui troverai informazioni sui riscaldatori.

Riscaldatori a induzione Vortex

Una bobina a induzione è in grado di riscaldare qualsiasi metallo, i riscaldatori a transistor sono assemblati e hanno un'elevata efficienza superiore al 95%, hanno da tempo sostituito i riscaldatori a induzione a tubi, in cui l'efficienza non ha superato il 60%.

Il riscaldatore a induzione a vortice per il riscaldamento senza contatto non presenta perdite dovute alla regolazione della coincidenza risonante dei parametri di funzionamento dell'impianto con i parametri del circuito oscillatorio di uscita. I riscaldatori a vortice montati su transistor possono analizzare e regolare perfettamente la frequenza di uscita in modalità automatica.

Riscaldatori a induzione in metallo

I riscaldatori per il riscaldamento a induzione del metallo hanno un metodo senza contatto dovuto all'azione di un campo di vortici. Diversi tipi di riscaldatori penetrano nel metallo fino a una certa profondità da 0,1 a 10 cm, a seconda della frequenza selezionata:

alta frequenza;
frequenza media;
frequenza ultra alta.

Riscaldatori a induzione in metallo consentono di elaborare parti non solo in aree aperte, ma anche di posizionare oggetti riscaldati in camere isolate, in cui è possibile creare qualsiasi mezzo, oltre al vuoto.

Riscaldatore elettrico a induzione

Riscaldatore elettrico ad induzione ad alta frequenza assume nuovi usi ogni giorno. Il riscaldatore funziona a corrente alternata. Molto spesso, i riscaldatori elettrici a induzione vengono utilizzati per portare i metalli alle temperature richieste nelle seguenti operazioni: forgiatura, saldatura, saldatura, piegatura, tempra, ecc. I riscaldatori elettrici a induzione funzionano ad un'alta frequenza di 30-100 kHz e vengono utilizzati per riscaldare vari tipi di fluidi e refrigeranti.

Stufa elettrica applicato in molti settori:

metallurgico (riscaldatori HDTV, forni a induzione);
strumentazione (elementi di saldatura);
medico (produzione e disinfezione di strumenti);
gioielleria (produzione di gioielli);
abitativo e condominiale (caldaie ad induzione);
alimentare (caldaie a vapore a induzione).

Riscaldatori a induzione a media frequenza

Quando è richiesto un riscaldamento più profondo, vengono utilizzati riscaldatori a induzione di tipo a media frequenza, funzionanti a frequenze medie da 1 a 20 kHz. Un induttore compatto per tutti i tipi di riscaldatori è disponibile in una varietà di forme, che sono selezionate in modo da garantire un riscaldamento uniforme di campioni dalle forme più diverse, mentre può essere effettuato anche un determinato riscaldamento locale. Il tipo a media frequenza lavorerà i materiali per la forgiatura e l'indurimento, nonché attraverso il riscaldamento per lo stampaggio.

Facili da usare, con un'efficienza fino al 100%, i riscaldatori a media frequenza a induzione sono utilizzati per un'ampia gamma di tecnologie nella metallurgia (anche per la fusione di vari metalli), nell'ingegneria meccanica, nella costruzione di strumenti e in altri settori.

Riscaldatori ad induzione ad alta frequenza

La più ampia gamma di applicazioni riguarda i riscaldatori a induzione ad alta frequenza. I riscaldatori sono caratterizzati da un'alta frequenza di 30-100 kHz e un'ampia gamma di potenza di 15-160 kW. Il tipo ad alta frequenza fornisce una piccola profondità di riscaldamento, ma questo è sufficiente per migliorare le proprietà chimiche del metallo.

I riscaldatori a induzione ad alta frequenza sono facili da usare ed economici, mentre la loro efficienza può raggiungere il 95%. Tutti i tipi funzionano continuamente per lungo tempo e la versione a due blocchi (quando il trasformatore ad alta frequenza è posizionato in un blocco separato) consente il funzionamento 24 ore su 24. Il riscaldatore dispone di 28 tipi di protezioni, ognuna delle quali è responsabile della propria funzione. Esempio: controllo della pressione dell'acqua nell'impianto di raffreddamento.

Riscaldatori a induzione a microonde

I riscaldatori a induzione del tipo a microonde funzionano a superfrequenza (100-1,5 MHz) e penetrano fino a una profondità di riscaldamento (fino a 1 mm). Il tipo a microonde è indispensabile per la lavorazione di pezzi sottili, piccoli e di piccolo diametro. L'uso di tali riscaldatori consente di evitare deformazioni indesiderate che accompagnano il riscaldamento.

I riscaldatori a induzione a microonde basati su moduli JGBT e transistor MOSFET hanno limiti di potenza di 3,5-500 kW. Trovano impiego nell'elettronica, nella produzione di utensili di alta precisione, orologi, gioielleria, per la produzione di filo e per altri scopi che richiedono particolare precisione e filigrana.

Forgiatura riscaldatori a induzione

Lo scopo principale dei riscaldatori a induzione di tipo forgiato (IKN) è riscaldare parti o loro parti prima della successiva forgiatura. I grezzi possono essere di vario tipo, leghe e forme. I riscaldatori per forgiatura a induzione consentono di lavorare pezzi cilindrici di qualsiasi diametro in modalità automatica:

economici, poiché impiegano solo pochi secondi per il riscaldamento e hanno un'elevata efficienza fino al 95%;
facile da usare, consentono: controllo completo del processo, carico e scarico semiautomatici. Ci sono opzioni con automazione completa;
affidabile e può funzionare continuamente per lungo tempo.

Riscaldatori a rulli a induzione

Riscaldatori a induzione per tempra albero collaborare con il complesso di indurimento. Il pezzo è in posizione verticale e ruota all'interno di un induttore stazionario. Il riscaldatore consente l'utilizzo di tutti i tipi di alberi per il riscaldamento locale sequenziale, la profondità di tempra può essere di frazioni di millimetro.

Come risultato del riscaldamento a induzione dell'albero lungo tutta la sua lunghezza con raffreddamento istantaneo, la sua resistenza e durata sono notevolmente aumentate.

Riscaldatori a tubo a induzione

Tutti i tipi di tubi possono essere trattati con riscaldatori a induzione. Il riscaldatore per tubi può essere raffreddato ad aria o ad acqua, con una potenza di 10-250 kW, con i seguenti parametri:

Riscaldamento a induzione a tubi raffreddati ad aria prodotto utilizzando un induttore flessibile e una coperta termica. Temperatura di riscaldamento fino a temperatura di 400 °C e utilizzare tubi con un diametro di 20 - 1250 mm con qualsiasi spessore della parete.
Tubo raffreddato ad acqua per riscaldamento a induzione ha una temperatura di riscaldamento di 1600 °C e viene utilizzato per “curvare” tubi con un diametro di 20 - 1250 mm.

Ogni opzione di trattamento termico viene utilizzata per migliorare la qualità di qualsiasi tubo d'acciaio.

Pirometro per il controllo del riscaldamento

Uno dei parametri operativi più importanti dei riscaldatori a induzione è la temperatura. Oltre ai sensori integrati, i pirometri a infrarossi vengono spesso utilizzati per un controllo più completo su di essi. Questi dispositivi ottici consentono di determinare rapidamente e facilmente la temperatura di superfici difficili da raggiungere (a causa del calore elevato, della probabilità di esposizione all'elettricità, ecc.).

Se colleghi il pirometro a un riscaldatore a induzione, non solo puoi monitorare il regime di temperatura, ma anche mantenere automaticamente la temperatura di riscaldamento per un periodo di tempo specificato.

Il principio di funzionamento dei riscaldatori a induzione

Durante il funzionamento, nell'induttore si forma un campo magnetico, in cui è posizionata la parte. A seconda dell'attività (profondità di riscaldamento) e della parte (composizione), viene selezionata la frequenza, che può variare da 0,5 a 700 kHz.

Il principio di funzionamento del riscaldatore secondo le leggi della fisica dice: quando un conduttore si trova in un campo elettromagnetico alternato, si forma un EMF (forza elettromotrice). Il grafico dell'ampiezza mostra che si muove in proporzione alla variazione della velocità del flusso magnetico. A causa di ciò, nel circuito si formano correnti parassite, la cui entità dipende dalla resistenza (materiale) del conduttore. Secondo la legge di Joule-Lenz, la corrente porta al riscaldamento del conduttore, che ha una resistenza.

Il principio di funzionamento di tutti i tipi di riscaldatori a induzione è simile a un trasformatore. Il pezzo conduttivo, che si trova nell'induttore, è simile a un trasformatore (senza circuito magnetico). L'avvolgimento primario è l'induttore, l'induttanza secondaria della parte e il carico è la resistenza del metallo. Con il riscaldamento HDTV si forma un "effetto pelle", le correnti parassite che si formano all'interno del pezzo spostano la corrente principale sulla superficie del conduttore, perché il riscaldamento del metallo sulla superficie è più forte che all'interno.

Vantaggi dei riscaldatori a induzione

Il riscaldatore a induzione ha indubbi vantaggi ed è il leader tra tutti i tipi di dispositivi. Questo vantaggio consiste in quanto segue:

Consuma meno elettricità e non inquina l'ambiente.
Facile da usare, fornisce un lavoro di alta qualità e consente di controllare il processo.
Il riscaldamento attraverso le pareti della camera fornisce una purezza speciale e la capacità di ottenere leghe ultra pure, mentre la fusione può essere effettuata in diverse atmosfere, inclusi gas inerti e sotto vuoto.
Con il suo aiuto è possibile il riscaldamento uniforme di dettagli di qualsiasi forma o il riscaldamento selettivo.
Infine, i riscaldatori a induzione sono universali, il che consente loro di essere utilizzati ovunque, sostituendo installazioni obsolete che consumano energia e inefficienti.

La riparazione dei riscaldatori a induzione viene effettuata con i pezzi di ricambio del nostro magazzino. Al momento possiamo riparare tutti i tipi di riscaldatori. I riscaldatori a induzione sono abbastanza affidabili se si seguono rigorosamente le istruzioni per l'uso ed evitano modalità operative estreme: prima di tutto, monitorare la temperatura e il corretto raffreddamento dell'acqua.

I dettagli del funzionamento di tutti i tipi di riscaldatori a induzione spesso non sono completamente pubblicati nella documentazione del produttore, la loro riparazione deve essere eseguita da specialisti qualificati che conoscono bene il principio dettagliato di funzionamento di tali apparecchiature.

Video del lavoro dei riscaldatori a media frequenza a induzione

Puoi guardare il video del funzionamento del riscaldatore a induzione a media frequenza.La media frequenza viene utilizzata per la penetrazione profonda in tutti i tipi di prodotti in metallo. Il riscaldatore a media frequenza è un'apparecchiatura affidabile e moderna che funziona 24 ore su 24 a vantaggio della tua impresa.

L'utilizzo di bobine a induzione al posto dei tradizionali elementi riscaldanti negli impianti di riscaldamento ha consentito di aumentare notevolmente l'efficienza delle unità con un minor consumo di energia elettrica. I riscaldatori a induzione sono apparsi in vendita relativamente di recente, inoltre, a prezzi piuttosto elevati. Pertanto, gli artigiani non hanno lasciato questo argomento senza attenzione e hanno capito come realizzare un riscaldatore a induzione da un inverter di saldatura.

I riscaldatori a induzione stanno guadagnando popolarità tra i consumatori ogni giorno grazie ai seguenti vantaggi:

alta efficienza;
l'unità funziona in modo quasi silenzioso;
le caldaie e i riscaldatori a induzione sono considerati sufficientemente sicuri rispetto alle apparecchiature a gas;
il riscaldatore funziona in modalità completamente automatica;
l'attrezzatura non necessita di una manutenzione costante;
a causa della tenuta del dispositivo, le perdite sono escluse;
a causa delle vibrazioni del campo elettromagnetico, la formazione di squame diventa impossibile.

Inoltre, i vantaggi di questo tipo di riscaldatore includono la semplicità del suo design e la disponibilità di materiali per assemblare il dispositivo con le tue mani.

Schema di funzionamento del riscaldatore a induzione

Il riscaldatore del tipo a induttore contiene i seguenti elementi.

Generatore di corrente. Grazie a questo modulo, la corrente alternata dell'alimentazione domestica viene convertita in alta frequenza.
Induttore. È fatto di filo di rame attorcigliato in una bobina per formare un campo magnetico.
. È un tubo metallico posto all'interno dell'induttore.

Tutti gli elementi di cui sopra, interagendo tra loro, lavorare secondo il seguente principio. La corrente ad alta frequenza generata dal generatore viene inviata ad una bobina di induttore costituita da un conduttore di rame. La corrente ad alta frequenza viene convertita dall'induttore in un campo elettromagnetico. Inoltre, il tubo metallico situato all'interno dell'induttore viene riscaldato per effetto dei flussi di vortice che si formano nella bobina su di esso. Il liquido di raffreddamento (acqua) che passa attraverso il riscaldatore prende energia termica e la trasferisce all'impianto di riscaldamento. Inoltre, il liquido di raffreddamento funge da dispositivo di raffreddamento dell'elemento riscaldante, prolungando la "vita" della caldaia di riscaldamento.

Di seguito è riportato lo schema elettrico del riscaldatore a induzione.

La foto seguente mostra come funziona un riscaldatore metallico a induzione.

Importante! Se tocchi la parte riscaldata a due giri dell'induttore, si verificherà un circuito inter-giro, dal quale i transistor si bruceranno istantaneamente.

Montaggio e installazione del sistema

Non collegare l'induttore ai terminali della saldatrice destinati al collegamento dei cavi di saldatura. In tal caso, l'unità semplicemente fallirà. Per adattare l'inverter al funzionamento con un riscaldatore a induzione, sarà necessaria una modifica piuttosto complicata del dispositivo, che richiede, prima di tutto, una conoscenza dell'elettronica radio.

In poche parole, questa alterazione si presenta così: la bobina, ovvero il suo avvolgimento primario, deve essere collegata dopo il convertitore di alta frequenza dell'inverter anziché la bobina di induzione incorporata in quest'ultimo. Inoltre, dovrai rimuovere il ponte a diodi e saldare l'unità del condensatore.

In questo video puoi scoprire come l'inverter di saldatura viene convertito in un riscaldatore a induzione.

Forno a induzione in metallo

Per realizzare un riscaldatore a induzione da un inverter per saldatura, avrai bisogno dei seguenti materiali.

saldatrice ad inverter. È positivo se l'unità implementa la funzione di regolazione regolare della corrente.
Tubo di rame circa 8 mm di diametro e abbastanza lungo per fare 7 giri attorno a un pezzo di 4-5 cm di diametro. Inoltre, dopo i giri, dovrebbero rimanere le estremità libere del tubo lunghe circa 25 cm.

Seguire i passaggi seguenti per assemblare il forno.

Raccogli qualsiasi parte con un diametro di 4-5 cm, che servirà da modello per avvolgere la bobina dal tubo di rame. Può essere un pezzo tondo di legno, un tubo di metallo o plastica.
Prendi un tubo di rame e rivetta un'estremità con un martello.
Riempi bene il tubo sabbia asciutta e rivetta l'altra estremità. La sabbia impedirà al tubo di rompersi se attorcigliato.
Fai 7 giri del tubo attorno alla sagoma, quindi taglia le estremità e versa la sabbia.
Collegare la bobina risultante all'inverter convertito.

Consiglio! Se si prevede che il forno a induzione funzioni a lungo ad alta potenza, si consiglia di fornire raffreddamento ad acqua al tubo.

Scaldabagno a induzione

Per montare la caldaia di riscaldamento, saranno necessari i seguenti elementi strutturali.

invertitore. Il dispositivo è selezionato con la potenza necessaria per la caldaia di riscaldamento.
tubo a parete spessa(plastica), puoi marcare PN La sua lunghezza dovrebbe essere di 40-50 cm, il liquido di raffreddamento (acqua) lo attraverserà. Il diametro interno del tubo deve essere di almeno 5 cm, in questo caso il diametro esterno sarà di 7,5 cm, se il diametro interno è inferiore, le prestazioni della caldaia saranno basse.
filo di acciaio. Puoi anche prendere una barra di metallo con un diametro di 6-7 mm. Piccoli pezzi (4-5 mm) vengono tagliati da un filo o una barra. Questi segmenti fungeranno da scambiatore di calore (nucleo) dell'induttore. Invece di pezzi d'acciaio, puoi usare un tubo interamente in metallo di diametro inferiore o una vite d'acciaio.
Bastoncini o bastoncini di Textolite su cui verrà avvolta la bobina di induzione. L'uso della textolite proteggerà il tubo da una bobina riscaldata, poiché questo materiale è resistente alle alte temperature.
Cavo isolato con una sezione trasversale di 1,5 mm 2 e una lunghezza di 10-10,5 metri. L'isolamento dei cavi deve essere fibroso, smaltato, fibra di vetro o amianto.

Consiglio! Al posto del filo di acciaio, è consentito utilizzare una spugna metallica in acciaio inossidabile. Ma prima dell'acquisto, vengono controllati con un magnete: se l'asciugamano è attratto da un magnete, può essere utilizzato come riscaldatore.

La caldaia per riscaldamento a induzione è assemblata secondo il seguente algoritmo. Riempire l'alloggiamento dello scambiatore di calore con i prodotti metallici sopra menzionati. All'estremità del tubo che funge da corpo, saldare adattatori di diametro idoneo alle tubazioni del circuito di riscaldamento.

Se necessario, gli angoli possono essere saldati agli adattatori. Segue anche giunti a saldare-americani. Grazie a loro, il riscaldatore sarà facile da smontare, per la riparazione o l'ispezione di routine.

Nella fase successiva, è necessario incollare l'alloggiamento dello scambiatore di calore strisce di textolite su cui verrà avvolta la bobina. Dovresti anche realizzare un paio di rack alti 12-15 mm dalla stessa textolite. Avranno contatti per collegare il riscaldatore all'inverter convertito.

Avvolgi la bobina sulle strisce di textolite. Ci deve essere una distanza di almeno 3 mm tra le spire. L'avvolgimento dovrebbe essere costituito da 90 giri di conduttore. Le estremità del cavo devono essere fissate su rack precedentemente predisposti.

L'intera struttura è inserita in un involucro che, per motivi di sicurezza, fungerà da isolante. Per l'involucro è adatto un tubo di plastica con un diametro maggiore della bobina. Nella custodia di protezione è necessario realizzare 2 fori per l'uscita del cavo elettrico. I tappi possono essere installati alle estremità del tubo, dopodiché è necessario praticare fori per i tubi. Attraverso quest'ultimo, la caldaia sarà collegata alla rete di riscaldamento.

Importante! È possibile testare il riscaldatore solo dopo averlo riempito d'acqua. Se lo accendi "a secco", il tubo di plastica si scioglierà e dovrai rimontare il riscaldatore.

Lo schema di collegamento è composto dai seguenti elementi.

Sorgente di corrente RF. In questo caso si tratta di un inverter modificato.
Elementi di sicurezza. Questo gruppo può includere: termometro, valvola di sicurezza, manometro, ecc.
Valvole a sfera. Sono utilizzati per drenare o riempire il sistema con acqua, nonché per interrompere l'alimentazione idrica in una determinata sezione del circuito.
Pompa di circolazione. Grazie a lui, l'acqua sarà in grado di muoversi attraverso il sistema di riscaldamento.
Filtro. Viene utilizzato per pulire il liquido di raffreddamento dalle impurità meccaniche. Grazie alla purificazione dell'acqua, la durata di tutte le apparecchiature viene prolungata.
Vaso di espansione del tipo a membrana. Viene utilizzato per compensare la dilatazione termica dell'acqua.
Termosifone. Per il riscaldamento a induzione è preferibile utilizzare radiatori in alluminio o bimetallici, poiché hanno un elevato trasferimento di calore con dimensioni ridotte.
Tubo flessibile, attraverso il quale è possibile riempire il sistema o scaricare il liquido di raffreddamento da esso.

Come si può vedere dal metodo sopra, è del tutto possibile realizzare un riscaldatore a induzione da solo. Ma non sarà meglio di quello acquistato in negozio. Anche se hai le conoscenze necessarie in ingegneria elettrica, dovresti pensare a quanto sarà sicuro il funzionamento di un tale dispositivo, poiché non è dotato né di sensori speciali né di un'unità di controllo. Pertanto, si consiglia di dare la preferenza alle apparecchiature finite prodotte in fabbrica.