Micro forno a induzione fai da te. Forno ad induzione per la fusione dei metalli

Ora i forni con un sistema a induzione sono ampiamente utilizzati nel processo di fusione dei metalli. La corrente prodotta nel campo dell'induttore contribuisce al riscaldamento della sostanza e questa caratteristica di tali dispositivi non è solo la principale, ma anche la più importante. L'elaborazione porta al fatto che la sostanza subisce diverse trasformazioni. Il primo stadio di trasformazione è lo stadio elettromagnetico, poi lo stadio elettrico e poi lo stadio termico. La temperatura emessa dalla stufa viene applicata quasi senza lasciare traccia, quindi questa soluzione è la migliore tra tutte le altre. Molti potrebbero essere interessati alla stufa realizzata. Successivamente, parleremo delle possibilità di implementare tale soluzione.

Tipi di forni per la fusione dei metalli

Questo tipo di attrezzatura può essere suddivisa in categorie principali. All'inizio, il canale del cuore funge da base e il metallo viene posizionato in tali forni in modo anulare attorno all'induttore. La seconda categoria non ha tale elemento. Questo tipo è chiamato crogiolo e il metallo è posizionato all'interno dell'induttore stesso. In questo caso, è tecnicamente impossibile utilizzare un nucleo chiuso.

Principi di base

Il forno fusorio in questo caso funziona sulla base del fenomeno dell'induzione magnetica. E ci sono diversi componenti. L'induttore è il componente più importante di questo dispositivo. È una bobina, i cui conduttori non sono normali fili, ma tubi di rame. Questo requisito è stabilito dalla progettazione dei forni fusori. La corrente che passa nell'induttore genera un campo magnetico che interessa il crogiolo, all'interno del quale si trova il metallo. In questo caso, il ruolo dell'avvolgimento secondario del trasformatore è assegnato al materiale, ovvero una corrente lo attraversa, riscaldandolo. Così avviene la fusione, anche se un forno ad induzione è realizzato a mano. Come costruire questo tipo di forno e aumentarne l'efficienza? Questa è una domanda importante che ha una risposta. L'uso di correnti di frequenza maggiori può aumentare significativamente il grado di efficienza dell'apparecchiatura. Per questo, è opportuno utilizzare alimentatori speciali.

Caratteristiche dei forni a induzione

Questo tipo di attrezzatura ha alcune caratteristiche che sono sia vantaggi che svantaggi.

Poiché la distribuzione del metallo deve essere uniforme, il materiale risultante è caratterizzato da una buona massa omogenea. Questo tipo di forno funziona trasportando energia attraverso zone e viene fornita anche la funzione di focalizzare l'energia. Sono disponibili parametri come capacità, frequenza operativa e metodo di rivestimento, nonché la regolazione della temperatura alla quale il metallo fonde, il che facilita notevolmente il flusso di lavoro. Il potenziale tecnologico esistente del forno crea un'elevata velocità di fusione, i dispositivi sono ecologici, completamente sicuri per l'uomo e pronti a funzionare in qualsiasi momento.

Lo svantaggio più evidente di tale attrezzatura è la difficoltà di pulirla. Poiché il riscaldamento della scoria avviene esclusivamente per effetto del calore rilasciato dal metallo, questa temperatura non è sufficiente per garantirne il pieno utilizzo. L'elevata differenza di temperatura tra il metallo e la scoria rende impossibile rendere il processo di smaltimento dei rifiuti il ​​più semplice possibile. Come altro inconveniente, è consuetudine evidenziare lo spazio vuoto, a causa del quale è sempre necessario ridurre lo spessore del rivestimento. A causa di tali azioni, dopo un po 'potrebbe rivelarsi difettoso.

L'uso di forni ad induzione su scala industriale

Nell'industria, i forni a induzione a crogiolo ea canale sono i più comuni. Nella prima, tutti i metalli vengono fusi in quantità arbitrarie. I serbatoi per metallo in tali varianti sono in grado di contenere fino a diverse tonnellate di metallo. Naturalmente, i forni fusori a induzione fai-da-te in questo caso non possono essere realizzati. I forni a canale sono progettati per la fusione di metalli non ferrosi di vario tipo e ghisa.

Gli appassionati di ingegneria radiofonica e tecnologie radio sono spesso interessati a questo argomento. Ora diventa chiaro che creare forni a induzione con le proprie mani è abbastanza realistico e molte persone sono riuscite a farlo. Tuttavia, per creare tali apparecchiature, è necessario implementare l'azione di un circuito elettrico che contenga le azioni prescritte del forno stesso. Tali soluzioni richiedono il coinvolgimento di coloro in grado di produrre oscillazioni d'onda. Un semplice forno a induzione fai-da-te secondo lo schema può essere costruito utilizzando quattro lampade elettroniche in combinazione con una al neon, segnalando che il sistema è pronto per l'uso.

In questo caso, la maniglia del condensatore CA non è posizionata all'interno dello strumento. Grazie a ciò, è possibile creare un forno a induzione fai-da-te. Il diagramma del dispositivo descrive in dettaglio la posizione di ogni singolo elemento. Puoi assicurarti che il dispositivo sia abbastanza potente se usi un cacciavite, che dovrebbe raggiungere uno stato rovente in pochi secondi.

Peculiarità

Se stai creando un forno a induzione con le tue mani, il cui principio di funzionamento e assemblaggio è studiato ed eseguito secondo lo schema appropriato, dovresti sapere che uno o più dei fattori elencati di seguito possono influenzare la velocità di fusione in questo Astuccio:

frequenza degli impulsi;

Perdite di isteresi;

Potenza del generatore;

Il periodo di rilascio di calore all'esterno;

Perdite associate al verificarsi di correnti parassite.

Se hai intenzione di fare un forno a induzione con le tue mani, quando usi le lampade, devi ricordare che la loro potenza dovrebbe essere distribuita in modo che siano sufficienti quattro pezzi. Quando si utilizza un raddrizzatore, si ottiene una rete di circa 220 V.

Uso domestico di stufe

Nella vita di tutti i giorni, tali dispositivi vengono utilizzati abbastanza raramente, sebbene tecnologie simili possano essere trovate nei sistemi di riscaldamento. Possono essere visti sotto forma di forni a microonde e nell'ambiente delle nuove tecnologie, questo sviluppo ha trovato ampia applicazione. Ad esempio, l'uso di correnti parassite nelle cucine a induzione consente di cucinare un'enorme varietà di piatti. Dal momento che impiegano pochissimo tempo per riscaldarsi, il bruciatore non può essere acceso se non c'è nulla su di esso. Tuttavia, sono necessarie pentole speciali per utilizzare stufe così speciali e utili.

Processo di assemblaggio

L'induzione fai-da-te è costituita da un induttore, che è un solenoide costituito da un tubo di rame raffreddato ad acqua e un crogiolo, che può essere realizzato con materiali ceramici e talvolta acciaio, grafite e altri. In un tale dispositivo è possibile fondere ghisa, acciaio, metalli preziosi, alluminio, rame, magnesio. I forni a induzione fai-da-te sono realizzati con una capacità del crogiolo da un paio di chilogrammi a diverse tonnellate. Possono essere sottovuoto, a gas, aperti e a compressore. I forni sono alimentati con correnti di alta, media e bassa frequenza.

Quindi, se sei interessato a un forno a induzione fai-da-te, lo schema prevede l'uso di tali componenti di base: un bagno di fusione e un'unità di induzione, che include una pietra focolare, un induttore e un nucleo magnetico. Il forno a canale differisce dal crogiolo in quanto l'energia elettromagnetica viene convertita in calore nel canale di rilascio del calore, nel quale deve essere sempre presente un corpo elettricamente conduttivo. Per eseguire l'avvio iniziale di un forno a canale, al suo interno viene versato del metallo fuso o viene inserita una sagoma da un materiale che può essere frantumato nel forno. Quando la fusione è completata, il metallo non viene completamente drenato, ma viene lasciata una "palude", progettata per riempire il canale di rilascio del calore per future start-up. Se hai intenzione di realizzare un forno a induzione fai-da-te, per facilitare la sostituzione della pietra del focolare per le attrezzature, è reso staccabile.

Componenti del forno

Quindi, se sei interessato a un mini-forno a induzione fai-da-te, allora è importante sapere che il suo elemento principale è una serpentina di riscaldamento. Nel caso di una versione fatta in casa, è sufficiente utilizzare un induttore costituito da un tubo di rame nudo con un diametro di 10 mm. Per l'induttore viene utilizzato un diametro interno di 80-150 mm e il numero di giri è 8-10. È importante che le spire non si tocchino e la distanza tra loro sia di 5-7 mm. Parti dell'induttore non devono entrare in contatto con il suo schermo, la distanza minima deve essere di 50 mm.

Se hai intenzione di realizzare un forno a induzione fai-da-te, dovresti sapere che l'acqua o l'antigelo vengono utilizzati per raffreddare gli induttori su scala industriale. In caso di bassa potenza e breve funzionamento del dispositivo creato, è possibile fare a meno del raffreddamento. Ma durante il funzionamento, l'induttore diventa molto caldo e il calcare sul rame non solo può ridurre drasticamente l'efficienza del dispositivo, ma può anche portare a una perdita completa delle sue prestazioni. È impossibile realizzare un induttore con il raffreddamento da solo, quindi dovrà essere sostituito regolarmente. Il raffreddamento ad aria forzata non deve essere utilizzato, poiché il caso di una ventola posizionata vicino alla bobina "attirerà" l'EMF su se stesso, il che comporterà il surriscaldamento e una diminuzione dell'efficienza del forno.

Generatore

Quando viene assemblato un forno a induzione fai-da-te, il circuito prevede l'utilizzo di un elemento così importante come un alternatore. Non dovresti provare a fare una stufa se non conosci le basi della radioelettronica almeno al livello di un radioamatore medio. La scelta del circuito dell'oscillatore deve essere tale da non fornire uno spettro di corrente dura.

Utilizzo di forni ad induzione

Questo tipo di attrezzatura trova largo impiego in settori come le fonderie, dove il metallo è già stato pulito e necessita di una forma specifica. Puoi anche ottenere delle leghe. Nella produzione di gioielli, si sono diffusi anche. Il semplice principio di funzionamento e la possibilità di assemblare un forno a induzione con le proprie mani consentono di aumentare la redditività del suo utilizzo. Per quest'area possono essere utilizzati dispositivi con una capacità del crogiolo fino a 5 chilogrammi. Per piccole produzioni, questa opzione sarà ottimale.

Un forno a induzione domestico fa fronte alla fusione di porzioni di metallo relativamente piccole. Tuttavia, un tale focolare non ha bisogno di un camino o di un soffietto che pompano aria nella zona di fusione. E l'intero design di una tale fornace può essere posizionato su una scrivania. Pertanto, il riscaldamento per induzione elettrica è il modo migliore per fondere i metalli in casa. E in questo articolo considereremo i progetti e gli schemi di assemblaggio di tali forni.

Nelle officine si possono trovare forni a induzione a canale per la fusione di metalli non ferrosi e ferrosi. Questi impianti hanno una potenza molto elevata, che viene impostata dal circuito magnetico interno, che aumenta la densità del campo elettromagnetico e la temperatura nel crogiolo del forno.

Su scala industriale, vengono prodotti forni a induzione a canale per la fusione di metalli non ferrosi e ferrosi.

Tuttavia, le strutture dei canali consumano grandi porzioni di energia e occupano molto spazio, quindi, a casa e nelle piccole officine, viene utilizzata un'installazione senza circuito magnetico: un forno a crogiolo per la fusione di metalli non ferrosi / ferrosi. Un tale progetto può essere assemblato anche con le tue mani, perché l'installazione del crogiolo è composta da tre componenti principali:

• Un generatore che produce corrente alternata ad alte frequenze, necessarie per aumentare la densità del campo elettromagnetico nel crogiolo. Inoltre, se il diametro del crogiolo può essere confrontato con la frequenza delle onde lunghe della corrente alternata, un tale progetto consentirà di trasformare fino al 75 percento dell'elettricità consumata dall'installazione in energia termica.
• L'induttore è una spirale di rame creata sulla base di un accurato calcolo non solo del diametro e del numero di spire, ma anche della geometria del filo utilizzato in questo processo. Il circuito dell'induttore deve essere sintonizzato per guadagnare potenza per effetto della risonanza con il generatore, ovvero con la frequenza della corrente di alimentazione.
• Il crogiolo è un contenitore refrattario in cui avviene tutto il lavoro di fusione, avviato per il verificarsi di correnti parassite nella struttura metallica. In questo caso, il diametro del crogiolo e le altre dimensioni di questo contenitore sono determinate rigorosamente in base alle caratteristiche del generatore e dell'induttore.

Qualsiasi radioamatore può assemblare un tale forno. Per fare ciò, deve trovare lo schema giusto e fare scorta di materiali e parti. Puoi trovare un elenco di tutto questo di seguito.

Il design di un forno a crogiolo fatto in casa si basa sul più semplice inverter da laboratorio Kukhtetsky. Lo schema di questa installazione sui transistor è il seguente:

Schema di installazione del transistor

Sulla base di questo diagramma, sarai in grado di assemblare un forno a induzione utilizzando i seguenti componenti:

• due transistor - preferibilmente tipo di campo e marca IRFZ44V;
• filo di rame con un diametro di 2 mm;
• due diodi marca UF4001, ancora meglio - UF4007;
• due anelli dell'acceleratore: possono essere rimossi dal vecchio alimentatore dal desktop;
• tre condensatori con una capacità di 1 microfarad ciascuno;
• quattro condensatori con una capacità di 220nF ciascuno;
• un condensatore con una capacità di 470 nF;
• un condensatore con una capacità di 330 nF;
• un resistore da 1 watt (o 2 resistori da 0,5 watt ciascuno), progettato per una resistenza di 470 ohm;
• filo di rame con un diametro di 1,2 mm.

Inoltre, avrai bisogno di un paio di dissipatori di calore: possono essere rimossi da vecchie schede madri o dispositivi di raffreddamento del processore e una batteria ricaricabile con una capacità di almeno 7200 mAh da un vecchio gruppo di continuità da 12 V. Bene, il serbatoio del crogiolo è in realtà non necessario in questo caso - in Il forno scioglierà la barra di metallo, che può essere trattenuta dall'estremità fredda.

Stampa e appendi un disegno dell'inverter da laboratorio di Kukhtetsky sul desktop. Dopodiché, disponi tutti i componenti della radio per gradi e marche e riscalda il saldatore. Collega i due transistor ai dissipatori di calore. E se lavori con la stufa per più di 10-15 minuti consecutivi, ripara i dispositivi di raffreddamento del computer sui radiatori collegandoli a un alimentatore funzionante. Il diagramma di piedinatura per i transistor della serie IRFZ44V è il seguente:

Diagramma di piedinatura del transistor

Prendi un filo di rame da 1,2 mm e avvolgilo attorno agli anelli di ferrite, facendo 9-10 giri. Di conseguenza, otterrai soffocamenti. La distanza tra le spire è determinata dal diametro dell'anello, in base all'uniformità del passo. In linea di principio, tutto può essere fatto "ad occhio", variando il numero di giri nell'intervallo da 7 a 15 giri. Assembla una batteria di condensatori collegando tutte le parti in parallelo. Di conseguenza, dovresti ottenere una batteria da 4,7 microfarad.

Ora crea un induttore con un filo di rame da 2 mm. Il diametro delle spire in questo caso può essere uguale al diametro di un crogiolo di porcellana o 8-10 centimetri. Il numero di giri non deve superare 7-8 pezzi. Se durante il processo di collaudo la potenza del forno ti sembra insufficiente, rifai il progetto dell'induttore modificando il diametro e il numero di giri. Pertanto, nella prima coppia, è meglio rendere i contatti dell'induttore non saldati, ma staccabili. Quindi, assembla tutti gli elementi sulla scheda PCB, sulla base del disegno dell'inverter da laboratorio di Kukhtetsky. E collega una batteria da 7200 mAh ai contatti di alimentazione. È tutto.

Ora puoi testare il forno selezionando i parametri dell'induttore corretti per ogni tipo di metallo o crogiolo. Tuttavia, durante il test o la fusione, è necessario ricordare le misure di sicurezza quando si lavora con i forni elettrici.

L'impianto a induzione genera una temperatura molto elevata, sufficiente a fondere metallo di peso fino a 10-20 grammi. Pertanto, quando si lavora con il crogiolo, è necessario utilizzare un grembiule in materiale denso e gli stessi guanti. Ti proteggeranno dalle ustioni se rovesci accidentalmente del metallo dal contenitore.

È meglio nascondere la struttura assemblata del forno in una custodia isolata, lasciando solo l'induttore dietro le sue pareti. Ciò salverà sia l'utente che i fragili componenti della radio. E per la ventilazione nella custodia, è necessario tagliare o praticare diversi fori, garantendo l'afflusso e il deflusso dell'aria.

Il campo magnetico residuo può riscaldare le parti metalliche degli indumenti di chi lo indossa, bruciando la pelle. Pertanto, è meglio avvicinarsi al crogiolo con abiti semplici, senza cerniere o bottoni di metallo. Inoltre, è meglio rimuovere tutti gli apparecchi elettrici dall'induttore, ad almeno un metro di distanza.

I forni a induzione sono utilizzati per la fusione dei metalli e si distinguono per il fatto che sono riscaldati mediante corrente elettrica. L'eccitazione della corrente avviene nell'induttore, ovvero in un campo non variabile.

In tali costruzioni, l'energia viene convertita più volte (in questa sequenza):

• nell'elettromagnetico
• elettrico;
• termico.

Tali stufe consentono di utilizzare il calore con la massima efficienza, il che non sorprende, perché sono i più avanzati di tutti i modelli esistenti che funzionano con l'elettricità.

Nota! I progetti a induzione sono di due tipi: con o senza nucleo. Nel primo caso, il metallo è posto in uno scivolo tubolare, che si trova attorno all'induttore. Il nucleo si trova nell'induttore stesso. La seconda opzione è chiamata crogiolo, perché in essa il metallo con il crogiolo è già all'interno dell'indicatore. Naturalmente, in questo caso non si può parlare di alcun nucleo.

Nell'articolo di oggi parleremo di come fareForno a induzione fai da te.

Tra i tanti vantaggi ci sono i seguenti:

• pulizia e sicurezza ambientale;
• maggiore omogeneità della massa fusa dovuta al movimento attivo del metallo;
• velocità - il forno può essere utilizzato quasi subito dopo l'accensione;
• zona e orientamento mirato dell'energia;
• alto tasso di fusione;
• mancanza di rifiuti da sostanze leganti;
• la capacità di regolare la temperatura;
• numerose possibilità tecniche.

Ma ci sono anche degli svantaggi.

1. La scoria viene riscaldata dal metallo, per cui ha una bassa temperatura.
2. Se le scorie sono fredde, è molto difficile rimuovere fosforo e zolfo dal metallo.
3. Tra la bobina e il metallo fuso, il campo magnetico si dissipa, quindi sarà necessaria una riduzione dello spessore del rivestimento. Ciò porterà presto al fatto che il rivestimento stesso fallirà.

Video - Forno a induzione

Applicazione industriale

Entrambe le opzioni di design sono utilizzate nella fusione di ferro, alluminio, acciaio, magnesio, rame e metalli preziosi. Il volume utile di tali strutture può variare da diversi chilogrammi a diverse centinaia di tonnellate.

I forni per uso industriale si dividono in diverse tipologie.

1. I design a media frequenza sono comunemente usati nell'ingegneria meccanica e nella metallurgia. Con il loro aiuto, l'acciaio viene fuso e, quando si utilizzano crogioli di grafite, vengono fusi anche metalli non ferrosi.
2. I modelli di frequenza industriale sono utilizzati nella fusione del ferro.
3. Le strutture di resistenza sono destinate alla fusione di alluminio, leghe di alluminio, zinco.

Nota! È stata la tecnologia a induzione a costituire la base di dispositivi più popolari: i forni a microonde.

uso domestico

Per ovvi motivi, il forno fusorio a induzione è usato raramente in casa. Ma la tecnologia descritta nell'articolo si trova in quasi tutte le case e gli appartamenti moderni. Questi sono i forni a microonde sopra menzionati, i fornelli a induzione e i forni elettrici.

Consideriamo, ad esempio, i piatti. Riscaldano i piatti a causa di correnti parassite induttive, a seguito delle quali il riscaldamento avviene quasi istantaneamente. È caratteristico che è impossibile accendere il fornello su cui non ci sono piatti.

L'efficienza delle cucine a induzione raggiunge il 90%. Per fare un confronto: per le stufe elettriche è di circa il 55-65% e per le stufe a gas non più del 30-50%. Ma in tutta onestà, vale la pena notare che il funzionamento delle stufe descritte richiede piatti speciali.

Forno a induzione fatto in casa

Non molto tempo fa, i radioamatori domestici hanno dimostrato chiaramente che puoi realizzare tu stesso un forno a induzione. Oggi ci sono molti schemi e tecnologie di produzione diversi, ma abbiamo fornito solo il più popolare, il che significa il più efficace e facile da implementare.

Forno ad induzione da generatore ad alta frequenza

Di seguito è riportato un circuito elettrico per realizzare un dispositivo fatto in casa da un generatore ad alta frequenza (27,22 megahertz).

Oltre al generatore, l'assemblaggio richiederà quattro lampadine ad alta potenza e una lampada pesante per l'indicatore di pronto al lavoro.

Nota! La principale differenza tra il forno, realizzato secondo questo schema, è la maniglia del condensatore: in questo caso si trova all'esterno.

Inoltre, il metallo nella bobina (induttore) si scioglierà nel dispositivo di potenza minore.

Durante la produzione, è necessario ricordare alcuni punti importanti che influiscono sulla velocità dell'imbarco in metallo. Esso:

• potenza;
• frequenza;
• perdite parassite;
• velocità di trasferimento del calore;
• perdita di isteresi.

Il dispositivo sarà alimentato da una rete standard a 220 V, ma con un raddrizzatore preinstallato. Se il forno è destinato al riscaldamento degli ambienti, si consiglia di utilizzare una spirale di nichelcromo e, se per la fusione, di spazzole di grafite. Facciamo conoscenza con ciascuna delle strutture in modo più dettagliato.

Video - Progettazione di inverter per saldatura

L'essenza del design è la seguente: viene installata una coppia di spazzole di grafite e tra di esse viene versato granito in polvere, dopodiché viene collegato un trasformatore step-down. È caratteristico che durante la fusione non si possa aver paura delle scosse elettriche, poiché non è necessario utilizzare 220 V.

Tecnologia di assemblaggio

Passaggio 1. La base è assemblata: una scatola di mattoni refrattari di 10x10x18 cm, posata su una piastrella refrattaria.

Passaggio 2. La boxe è rifinita con cartone di amianto. Dopo aver bagnato con acqua, il materiale si ammorbidisce, il che consente di dargli qualsiasi forma. Se lo si desidera, la struttura può essere avvolta con filo d'acciaio.

Nota! Le dimensioni della scatola possono variare a seconda della potenza del trasformatore.

Passaggio 3. L'opzione migliore per un forno di grafite è un trasformatore di una saldatrice da 0,63 kW. Se il trasformatore è progettato per 380 V, può essere riavvolto, anche se molti elettricisti esperti affermano che puoi lasciare tutto così com'è.

Passaggio 4. Il trasformatore è avvolto con alluminio sottile, quindi la struttura non si surriscalda durante il funzionamento.

Passaggio 5. Vengono installate le spazzole di grafite, sul fondo della scatola viene installato un substrato di argilla, in modo che il metallo fuso non si diffonda.

Il principale vantaggio di un tale forno è l'alta temperatura, adatta anche per la fusione del platino o del palladio. Ma tra gli svantaggi c'è il rapido riscaldamento del trasformatore, un piccolo volume (non è possibile fondere più di 10 g alla volta). Per questo motivo, sarà necessario un design diverso per la fusione di grandi volumi.

Quindi, per la fusione di grandi volumi di metallo, è necessaria una fornace con filo di nichelcromo. Il principio di funzionamento del design è abbastanza semplice: una corrente elettrica viene applicata a una spirale di nichelcromo, che riscalda e fonde il metallo. Esistono molte formule diverse sul Web per calcolare la lunghezza del filo, ma in linea di principio sono tutte uguali.

Passaggio 1. Per la spirale viene utilizzato il nichelcromo ø0,3 mm, lungo circa 11 m.

Passaggio 2. Il filo deve essere avvolto. Per fare ciò, è necessario un tubo di rame dritto ø5 mm su cui è avvolta una spirale.

Passaggio 3. Come crogiolo viene utilizzato un piccolo tubo di ceramica ø1,6 cm e lungo 15 cm.Un'estremità del tubo è tappata con filo di amianto, in modo che il metallo fuso non fuoriesca.

Passaggio 4. Dopo aver verificato le prestazioni e la spirale viene posata attorno al tubo. Allo stesso tempo, lo stesso filo di amianto viene posizionato tra le spire: impedirà un cortocircuito e limiterà l'accesso all'ossigeno.

Passaggio 5. La bobina finita viene inserita in una cartuccia da una lampada ad alta potenza. Tali cartucce sono generalmente in ceramica e hanno le dimensioni richieste.

I vantaggi di un tale design:

• alta produttività (fino a 30 g per tiratura);
• riscaldamento rapido (circa cinque minuti) e raffreddamento lungo;
• facilità d'uso: è conveniente versare il metallo negli stampi;
• pronta sostituzione della spirale in caso di burnout.

Ma ci sono, ovviamente, degli svantaggi:

• il nicromo si brucia, soprattutto se la spirale è scarsamente isolata;
• insicurezza - il dispositivo è collegato alla rete 220 V.

Nota! Non puoi aggiungere metallo alla stufa se la porzione precedente è già sciolta lì. Altrimenti, tutto il materiale si disperderà nella stanza, inoltre potrebbe ferire gli occhi.

Come conclusione

Come puoi vedere, puoi ancora realizzare un forno a induzione da solo. Ma ad essere sinceri, il design descritto (come tutto ciò che è disponibile su Internet) non è proprio una fornace, ma un inverter da laboratorio Kukhtetsky. È semplicemente impossibile assemblare una struttura a induzione a tutti gli effetti a casa.

Il forno a induzione non è più una novità: questa invenzione esiste dal 19 ° secolo, ma solo ai nostri tempi, con lo sviluppo della tecnologia e della base degli elementi, inizia finalmente a entrare nella vita di tutti i giorni ovunque. In precedenza, c'erano molte domande nella complessità del funzionamento dei forni a induzione, non tutti i processi fisici erano completamente compresi e le unità stesse presentavano molte carenze e venivano utilizzate solo nell'industria, principalmente per la fusione dei metalli.

Ora, con l'avvento di potenti transistor ad alta frequenza e microcontrollori economici che hanno fatto una svolta in tutti i settori della scienza e della tecnologia, sono comparsi forni a induzione veramente efficienti che possono essere liberamente utilizzati per le esigenze domestiche (cucinare, riscaldare l'acqua, riscaldamento) e anche assemblare le mani.

Basi fisiche e principio di funzionamento del forno

Fig. 1. Schema del forno ad induzione

Prima di scegliere o realizzare un riscaldatore a induttore, dovresti capire di cosa si tratta. Recentemente, c'è stato uno scoppio di interesse per questo argomento, ma poche persone hanno una comprensione completa della fisica delle onde magnetiche. Ciò ha dato origine a molte idee sbagliate, miti e molti prodotti fatti in casa inefficienti o non sicuri. Puoi realizzare un forno a induzione con le tue mani, ma prima dovresti acquisire almeno una conoscenza di base.

La stufa a induzione si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica. L'elemento chiave qui è l'induttore, che è un induttore di alta qualità. I forni a induzione sono ampiamente utilizzati per riscaldare o fondere materiali elettricamente conduttivi, il più delle volte metalli, a causa dell'effetto termico dell'induzione di una corrente elettrica parassita al loro interno. Il diagramma sopra illustra il design di questo forno (Fig. 1).

Il generatore G produce una tensione a frequenza variabile. Sotto l'azione della sua forza elettromotrice, una corrente alternata I 1 scorre nella bobina dell'induttore L. L'induttore L insieme al condensatore C è un circuito oscillatorio sintonizzato sulla risonanza con la frequenza della sorgente G, grazie al quale l'efficienza del forno è notevolmente aumentata.

Secondo le leggi fisiche, nello spazio attorno all'induttore L si forma un campo magnetico alternato H. Questo campo può esistere anche nell'aria, ma a volte vengono utilizzati speciali nuclei ferromagnetici per migliorare le prestazioni, che hanno una migliore conduttività magnetica rispetto all'aria.

Le linee di forza del campo magnetico passano attraverso un oggetto W posto all'interno dell'induttore e in esso inducono un flusso magnetico F. Se il materiale di cui è composto il pezzo W è elettricamente conduttivo, in esso compare una corrente indotta I 2 che si chiude all'interno e formando flussi di induzione parassita. Secondo la legge dell'effetto termico dell'elettricità, le correnti parassite riscaldano l'oggetto W.

Realizzazione di un riscaldatore induttivo

Un forno a induzione è costituito da due blocchi funzionali principali: un induttore (una bobina di induzione di riscaldamento) e un generatore (una sorgente di tensione alternata). L'induttore è un tubo di rame nudo avvolto a spirale (Fig. 2).

Per realizzare un forno fai-da-te con una potenza non superiore a 3 kW, l'induttore deve essere realizzato con i seguenti parametri:

• diametro del tubo - 10 mm;
• diametro della spirale - 8-15 cm;
• il numero di giri della bobina - 8-10;
• la distanza tra le spire è di 5-7 mm;
• lo spazio minimo nello schermo è di 5 cm.

Le spire adiacenti della bobina non devono toccarsi, mantenere la distanza specificata. L'induttore non deve in alcun modo entrare in contatto con lo schermo protettivo del forno, lo spazio tra loro non deve essere inferiore a quello specificato.

Produzione di generatori

Fig.3. Schema sulle lampade

Vale la pena notare che un forno a induzione per la sua fabbricazione richiede competenze e capacità di ingegneria radio almeno nella media. È particolarmente importante che creino il secondo elemento chiave: un generatore di corrente ad alta frequenza. Senza questa conoscenza, né il montaggio né l'utilizzo di un forno fai-da-te funzioneranno. Inoltre, può essere pericoloso per la vita.

Per coloro che intraprendono questa attività con conoscenza e comprensione del processo, ci sono vari modi e schemi con cui è possibile assemblare un forno a induzione. Quando si sceglie un circuito generatore adatto, si consiglia di abbandonare le opzioni con uno spettro di emissione duro. Questi includono lo schema diffuso che utilizza una chiave a tiristore. La radiazione ad alta frequenza di un tale generatore è in grado di creare potenti interferenze per tutti i dispositivi radio circostanti.

Dalla metà del 20° secolo, un forno a induzione assemblato su 4 lampade ha riscosso grande successo tra i radioamatori. La sua qualità ed efficienza sono tutt'altro che le migliori e oggigiorno i tubi radio sono di difficile accesso, tuttavia, molti continuano ad assemblare generatori secondo questo schema, poiché ha un grande vantaggio: uno spettro morbido e a banda stretta della corrente generata, per cui un tale forno emette un'interferenza minima e il più sicuro possibile (Fig. 3).

La modalità di funzionamento di questo generatore è impostata utilizzando un condensatore variabile C. Il condensatore deve essere con un dielettrico ad aria, lo spazio tra le sue piastre deve essere di almeno 3 mm. Il diagramma contiene anche una lampada al neon L, che funge da indicatore.

Schema di un generatore universale

I moderni forni a induzione funzionano su elementi più avanzati: microcircuiti e transistor. Lo schema universale di un generatore push-pull, che sviluppa potenza fino a 1 kW, sta riscuotendo un grande successo. Il principio di funzionamento si basa su un generatore di eccitazione indipendente, mentre l'induttore è acceso in modalità bridge (Fig. 4).

Vantaggi di un generatore push-pull assemblato secondo questo schema:

1. La possibilità di lavorare sulla 2a e 3a modalità oltre a quella principale.
2. C'è una modalità di riscaldamento della superficie.
3. Intervallo di controllo 10-10000 kHz.
4. Spettro morbido di radiazione nell'intera gamma.
5. Non necessita di protezione aggiuntiva.

La sintonizzazione della frequenza viene eseguita utilizzando un resistore variabile R 2 . La gamma di frequenza operativa è impostata dai condensatori C 1 e C 2 . Il trasformatore di adattamento interstadio deve essere con un nucleo di ferrite ad anello con una sezione trasversale di almeno 2 cmq. L'avvolgimento del trasformatore è realizzato in filo smaltato con una sezione trasversale di 0,8-1,2 mm. I transistor devono essere posizionati su un radiatore comune con un'area di 400 mq.

Conclusione sull'argomento

Il campo elettromagnetico (EMF) emesso dal forno ad induzione interessa tutti i conduttori circostanti. Colpisce anche il corpo umano. Gli organi interni sotto l'azione dei campi elettromagnetici vengono riscaldati uniformemente, la temperatura corporea complessiva aumenta per l'intero volume.

Pertanto, quando si lavora con il forno, è importante osservare alcune precauzioni per evitare conseguenze negative.

Innanzitutto, l'alloggiamento del generatore deve essere schermato con un involucro in lamiera di ferro zincato o maglia fine. Ciò ridurrà l'intensità della radiazione di 30-50 volte.

Va inoltre tenuto presente che nelle immediate vicinanze dell'induttore la densità del flusso di energia sarà maggiore, soprattutto lungo l'asse dell'avvolgimento. Pertanto, la bobina di induzione deve essere posizionata in verticale ed è meglio osservare il riscaldamento da lontano.

I forni a induzione furono inventati già nel 1887. E tre anni dopo apparve il primo sviluppo industriale, con l'aiuto del quale furono fusi vari metalli. Vorrei far notare che in quegli anni lontani queste fornaci erano una curiosità. Il fatto è che gli scienziati di quel tempo non capivano bene quali processi stessero avvenendo al suo interno. Ho capito oggi. In questo articolo, saremo interessati all'argomento: forno a induzione fai-da-te. Quanto è semplice il suo design, è possibile assemblare questa unità a casa?

Principio di funzionamento

È necessario avviare il montaggio, avendo compreso il principio di funzionamento e il dispositivo del dispositivo. Cominciamo con questo. Presta attenzione all'immagine sopra, lo capiremo.

Il dispositivo include:

• Generatore G, che crea una corrente alternata.
• Il condensatore C, insieme alla bobina L, crea un circuito oscillatorio, che fornisce all'installazione una temperatura elevata.
  

  Attenzione! Alcuni modelli utilizzano un cosiddetto generatore auto-oscillante. Ciò consente di rimuovere il condensatore dal circuito.

• La bobina nello spazio circostante forma un campo magnetico in cui è presente una tensione, indicata nella nostra figura dalla lettera "H". Il campo magnetico stesso esiste nello spazio libero e può essere chiuso attraverso un nucleo ferromagnetico.
• Agisce anche sulla miscela (W), in cui crea un flusso magnetico (F). A proposito, invece della carica, è possibile installare alcuni pezzi.
• Il flusso magnetico induce una tensione secondaria di 12 V. Ma questo accade solo se W è un elemento elettricamente conduttivo.
• Se il pezzo riscaldato è grande e solido, la cosiddetta corrente di Foucault inizia ad agire al suo interno. È del tipo a vortice.
• In questo caso, le correnti parassite trasferiscono l'energia termica dal generatore attraverso un campo magnetico, riscaldando così il pezzo.

Il campo elettromagnetico è abbastanza ampio. E anche la conversione dell'energia multistadio, presente nei forni a induzione fatti in casa, ha un'efficienza massima - fino al 100%.

forno a crogiolo

Varietà

Esistono due modelli principali di forni a induzione:

• Canale.
• Crogiolo.

Non descriveremo qui tutte le loro caratteristiche distintive. Basta notare che la versione a canale è un design simile a una saldatrice. Inoltre, per fondere il metallo in tali forni, era necessario lasciare un po' di fusione, senza la quale il processo semplicemente non funzionava. La seconda opzione è uno schema avanzato che utilizza la tecnologia senza fusione residua. Cioè, il crogiolo viene semplicemente installato direttamente nell'induttore.

Come funziona

Perché hai bisogno di un forno del genere a casa?

In generale, la domanda è piuttosto interessante. Diamo un'occhiata a questa situazione. Esiste un numero abbastanza elevato di dispositivi elettrici ed elettronici sovietici che utilizzavano contatti d'oro o d'argento. Questi metalli possono essere rimossi in vari modi. Uno di questi è un fornello a induzione.

Cioè, prendi i contatti, li metti in un crogiolo stretto e lungo, che installi nell'induttore. Dopo 15-20 minuti, riducendo la potenza, raffreddando l'apparato e rompendo il crogiolo, otterrete un'asta, al termine della quale troverete una punta d'oro o d'argento. Taglialo e portalo a un banco dei pegni.

Anche se va notato che con l'aiuto di questa unità fatta in casa è possibile eseguire vari processi con metalli. Ad esempio, puoi indurire o andartene.

Bobina con batteria (generatore)

Componenti della stufa

Nella sezione "Principio di funzionamento" abbiamo già menzionato tutte le parti del forno ad induzione. E se tutto è chiaro con il generatore, è necessario trattare l'induttore (bobina). Un tubo di rame è adatto per questo. Se stai assemblando un dispositivo con una potenza di 3 kW, avrai bisogno di un tubo con un diametro di 10 mm. La bobina stessa è attorcigliata con un diametro di 80-150 mm, con un numero di giri da 8 a 10.

Si prega di notare che le bobine del tubo di rame non devono toccarsi. La distanza ottimale tra loro è di 5-7 mm. La bobina stessa non deve toccare lo schermo. La distanza tra loro è di 50 mm.

Tipicamente, i forni a induzione industriali hanno un'unità di raffreddamento. È impossibile farlo a casa. Ma per un'unità con una potenza di 3 kW, lavorare fino a mezz'ora non minaccia nulla. È vero, nel tempo si formeranno delle scaglie di rame sul tubo, riducendo l'efficienza del dispositivo. Quindi periodicamente la bobina dovrà essere cambiata.

Generatore

In linea di principio, realizzare un generatore con le tue mani non è un problema. Ma questo è possibile solo se hai una conoscenza sufficiente della radioelettronica al livello di un radioamatore medio. Se non c'è tale conoscenza, dimentica la stufa a induzione. La cosa più importante è che devi anche essere in grado di utilizzare questo dispositivo abilmente.

Se ti trovi di fronte al dilemma di scegliere un circuito generatore, allora prendi un consiglio: non dovrebbe avere uno spettro di corrente forte. Per chiarire meglio la posta in gioco, nella foto qui sotto offriamo il circuito generatore più semplice per un forno a induzione.

Circuito generatore

Conoscenze richieste

Il campo elettromagnetico agisce su tutti gli esseri viventi. Un esempio è la carne nel microonde. Pertanto, vale la pena prendersi cura della sicurezza. E non importa se monti la stufa e la collaudi o ci lavori. Esiste un indicatore come la densità del flusso di energia. Quindi dipende dal campo elettromagnetico. E maggiore è la frequenza delle radiazioni, peggiore è il corpo umano.

Molti paesi hanno adottato misure di sicurezza che tengono conto della densità energetica. Ci sono limiti di tolleranza sviluppati. Questo è 1-30 mW per 1 m² del corpo umano. Questi indicatori sono validi se l'esposizione avviene non più di un'ora al giorno. A proposito, lo schermo zincato installato riduce la densità del soffitto di 50 volte.

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