Schema elettrico del riscaldatore a induzione. Riscaldatore a induzione semplice

Gli artigiani hanno escogitato molti modi per riscaldare la casa. Uno di loro - riscaldatore a induzione. Come ogni altro, ha i suoi vantaggi e svantaggi.

Principio operativo

Il lavoro si basa sulla legge di Joule-Lenz, che riflette la diretta dipendenza della potenza termica del conduttore dalla tensione campo elettrico. Tutti conoscono il rapporto tra magnetismo ed elettricità, che semplicemente non possono esistere l'uno senza l'altro. Se alla bobina viene applicata una corrente ad alta frequenza, attorno ad essa si forma un campo magnetico. Il suo flusso perforerà il nucleo conduttivo inserito nella bobina. L'induzione magnetica risultante cambierà costantemente nella direzione e nel tempo, causando la comparsa di correnti parassite che si muovono in un circolo vizioso. Questo converte l'energia elettromagnetica in energia termica. Questo è dentro in termini generali schema di un riscaldatore a induzione.

I riscaldatori a induzione si sono dimostrati brillanti in un'ampia varietà di applicazioni. Con il loro aiuto, è possibile eseguire l'indurimento superficiale di prodotti in metallo, saldatura ultra pulita e senza contatto, riscaldamento a punti e persino fusione di materiali conduttivi. Gli induttori industriali sono dotati di un potente trasformatore in grado di fornire loro grandi correnti.

Induttore a casa

Poiché lo schema di un tale riscaldatore non è complicato e l'efficienza di un tale dispositivo è molto elevata (fino al 98%), il riscaldatore a induzione a vortice non poteva non interessare gli artigiani.

Molto spesso molte persone hanno l'idea di utilizzare il principio dell'induzione per riscaldare una casa. Dopotutto, un riscaldatore a induzione è in grado di riscaldare l'acqua quasi istantaneamente. Pertanto, ci sono una serie di modelli che sono un riscaldatore a induzione fatto in casa.

Ci sono molte leggi in fisica che non possono essere aggirate. L'energia non viene prelevata dal nulla, quindi la quantità di elettricità consumata non può essere inferiore all'energia termica richiesta.

In altre parole, se occorrono 5kWh per riscaldare una stanza, non puoi farlo con soli 2kWh di elettricità, non importa quanto sia bello il design del riscaldatore. Se prevedi di riscaldare con un induttore, devi essere pronto ad aumentare i pagamenti per l'elettricità.

L'opzione più popolare tra gli artigiani è un riscaldatore a induzione da un inverter di saldatura. Ci sono una serie di ragioni per questo:

1. L'inverter genera corrente ad alta frequenza, che aumenta notevolmente l'intensità del campo elettrico e questo ha un effetto benefico sul trasferimento di calore.
2. L'inverter di saldatura è in grado di fornire correnti elevate. Tra tutti gli elettrodomestici disponibili per uso domestico, l'inverter è più adatto per l'uso come alimentazione di una stufa a induzione.

Elementi strutturali

Il riscaldatore a induzione fai-da-te è fatto come segue:

1. Un pezzo di tubo di plastica con uno spessore della parete di almeno 3 mm viene riempito a pezzi filo metallico. Sono lunghi circa 5 cm.
2. Entrambe le estremità di questo pezzo di tubo sono ricoperte da una rete metallica per tenere questi pezzi in posizione. Il tubo deve essere completamente riempito di filo.
3. Successivamente, dovrebbe essere accuratamente avvolto in uno spesso filo di rame- circa 90 giri. Si consiglia di scegliere un filo con un diametro di almeno 3 mm.
4. Con l'aiuto di adattatori e raccordi, il tubo viene collegato all'impianto di riscaldamento, che viene quindi riempito d'acqua.
5. Le estremità del filo sono collegate ai terminali dell'inverter di saldatura.
6. È necessario garantire l'attuazione di tutte le misure di sicurezza antincendio ed elettriche.

Dopo aver acceso il dispositivo, i pezzi di filo metallico si riscalderanno istantaneamente e inizieranno a cedere calore all'acqua che li attraversa.

Vale soprattutto la pena soffermarsi sul fatto che l'acqua deve necessariamente circolare continuamente.

Altrimenti, la temperatura del tubo aumenterà così tanto che c'è il rischio che si sciolga.

Questo è uno degli svantaggi più gravi di tali riscaldatori. In caso di frequenti assenze dei proprietari, è necessario un sistema di controllo computerizzato automatico del funzionamento del riscaldatore.

Il riscaldatore a induzione è abbastanza adatto per il riscaldamento, ma ha i suoi svantaggi. Sono abbastanza risolvibili e con un'adeguata elaborazione dei dettagli, questo design è in grado di competere con gli altri.

L'uso di bobine ad induzione al posto dei tradizionali elementi riscaldanti in apparecchiature di riscaldamento ha permesso 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. Ecco perché artigiani non ha lasciato questo argomento senza attenzione e ha 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.

Anche ai vantaggi di questo tipo riscaldatore può essere attribuito 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.

1. Generatore di corrente. Grazie a questo modulo corrente alternata l'energia domestica viene convertita in alta frequenza.
2. Induttore. È fatto di filo di rame attorcigliato in una bobina per formare un campo magnetico.
3. . 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. Ulteriore, tubo di metallo, posto all'interno dell'induttore, si riscalda per effetto su di esso dei flussi vorticosi che si verificano nella bobina. Il liquido di raffreddamento (acqua) che passa attraverso il riscaldatore prende energia termica e lo trasferisce a sistema di riscaldamento. Inoltre, il liquido di raffreddamento funge da dispositivo di raffreddamento dell'elemento riscaldante, prolungando la "vita" della caldaia di riscaldamento.

Fornito di seguito schema elettrico 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 di interturn, 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.

1. invertitore saldatrice . È positivo se l'unità implementa la funzione di regolazione regolare della corrente.
2. 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.

1. 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 rotondo in legno, metallo o Tubo di plastica.
2. Prendi un tubo di rame e rivetta un'estremità con un martello.
3. Riempi bene il tubo sabbia asciutta e rivetta l'altra estremità. La sabbia impedirà al tubo di rompersi se attorcigliato.
4. Fai 7 giri del tubo attorno alla sagoma, quindi taglia le estremità e versa la sabbia.
5. Collegare la bobina risultante all'inverter convertito.

Consigli! Se il forno a induzione dovrebbe funzionare a lungo ad alta potenza, si consiglia di portare il raffreddamento ad acqua nel tubo.

Scaldabagno a induzione

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

1. invertitore. Il dispositivo è selezionato con la potenza necessaria per la caldaia di riscaldamento.
2. 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. diametro interno sarà inferiore, quindi le prestazioni della caldaia saranno basse.
3. 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.
4. 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 dato materiale resistente alle alte temperature.
5. 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.

Consigli! 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 protettiva è necessario realizzare 2 fori per l'uscita 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.

1. Sorgente di corrente RF. In questo caso si tratta di un inverter modificato.
2. Elementi di sicurezza. Questo gruppo può includere: termometro, valvola di sicurezza, manometro, ecc.
3. 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.
4. Pompa di circolazione. Grazie a lui, l'acqua sarà in grado di muoversi attraverso il sistema di riscaldamento.
5. 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.
6. Vaso di espansione del tipo a membrana. Viene utilizzato per compensare la dilatazione termica dell'acqua.
7. Termosifone. Per riscaldamento a induzioneè meglio utilizzare radiatori in alluminio o bimetallici, poiché hanno un elevato trasferimento di calore con dimensioni ridotte.
8. 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 ce l'hai conoscenze necessarie in ingegneria elettrica, si dovrebbe pensare a quanto funzionamento sicuro tale apparato, non essendo dotato né di sensori speciali né di una centralina. Pertanto, si consiglia di dare la preferenza attrezzatura finita prodotto in fabbrica.

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 correnti elettriche, che sono indotti dalle variabili campo magnetico. 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. flusso magnetico tra gli avvolgimenti è chiuso dall'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. Crea induttori da tubi di rame raffreddato 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.
Ricevuta prototipi 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 viene effettuato mediante radiazioni elettromagnetiche, non vi è inquinamento del pezzo da parte dei prodotti della combustione della torcia nel caso di riscaldamento a fiamma di gas, o dal materiale dell'elettrodo nel caso di riscaldamento ad arco. Collocare i campioni in un'atmosfera di gas inerte e ad alta velocità il 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.

Dal momento che il riscaldamento più intenso avviene in sottile strati superiori pezzi e gli strati sottostanti vengono riscaldati più dolcemente grazie alla conduttività termica, il metodo è ideale per l'indurimento superficiale dei pezzi (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 ha taglia piccola e una piccola induttanza, che porta a una diminuzione del fattore di qualità del circuito oscillatorio 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 oscillatorio è proporzionale a L / C, circuito oscillatorio con un fattore di qualità basso viene "pompato" troppo bene con energia, forma un cortocircuito lungo l'induttore e disabilita l'oscillatore master). 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 alta.

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 (generatore Hartley, generatore di autotrasformatore) è stato utilizzato come generatore di oscillazioni ad alta frequenza. risposta, circuito su un partitore 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, così come 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 i pezzi vengono cambiati (ad esempio, da uno più piccolo a uno più grande), l'induttanza del sistema induttore-pezzo 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 sparire proprietà magnetiche materiale 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 (proporzionale 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.

caratteristica principale circuito risonante in serie è che la sua impedenza è minima alla risonanza. (ZL + ZC - minimo). Quando la frequenza è sintonizzata su un valore superiore o inferiore alla frequenza di risonanza, l'impedenza aumenta.
Produzione:
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.

Oggi, quando si organizza il riscaldamento dell'acqua, si è diffuso uno scaldabagno a induzione. Questa richiesta è garantita dal fatto che il dispositivo è completamente ecologico, non secca o brucia l'aria. L'uso di un tale dispositivo può essere implementato per il riscaldamento del flusso dell'acqua o come caldaia di riscaldamento. Puoi acquistare uno scaldabagno a induzione sia in un negozio che farlo da solo. Vale la pena notare che secondo specifiche tecniche non cederà al modello acquistato, tuttavia non sembrerà così attraente, ma allo stesso tempo costa molto meno.

L'uso di un tale dispositivo a casa consente di ottenere le massime prestazioni e affidabilità durante il funzionamento. In questo caso, l'unità non deve essere accompagnata da documentazione speciale e autorizzazione per l'installazione, ad esempio come caldaia a gas. Utilizzando un riscaldatore a induzione come una tradizionale caldaia per riscaldamento, in alcuni casi non sarà necessaria una pompa. Il movimento del liquido di raffreddamento è ottenuto da processi di convezione: Quando riscaldata, l'acqua si trasforma in vapore.

Vale la pena notare che lo scaldabagno a induzione ha molti vantaggi che lo distinguono dai concorrenti.

1. Il costo di un tale dispositivo è trascurabile.
2. È possibile assemblare il riscaldatore da soli.
3. Non emette rumori estranei. La bobina vibra abbastanza forte durante il funzionamento, ma praticamente non si nota.
4. A causa delle continue vibrazioni, sporco e incrostazioni non hanno il tempo di attaccarsi agli elementi funzionali, quindi il dispositivo non necessita di una pulizia regolare.
5. Nella sua composizione ha un generatore di calore, che si rende molto facilmente ermetico. L'acqua che funge da vettore di calore viene immessa un elemento riscaldante, a causa della quale l'energia viene trasferita attraverso un campo magnetico. Non richiede l'uso di contatti e, di conseguenza, paraolio e vari elastici di tenuta, che hanno la caratteristica di guastarsi rapidamente.
6. Raramente si rompe, poiché un semplice tubo è responsabile del riscaldamento dell'acqua, in cui semplicemente non c'è nulla da rompere o bruciare.

Scegliendo uno scaldabagno a induzione, il proprietario riceve un dispositivo con una manutenzione minima, poiché è costituito da un numero limitato di componenti. E loro, a loro volta, molto raramente falliscono.

Il principio di funzionamento della caldaia a induzione

Ma non puoi fare a meno degli inconvenienti. Come con qualsiasi tecnologia, esistono.

1. Elevato consumo di energia elettrica, che si tradurrà in grandi bollette per la luce;
2. Il dispositivo diventa molto caldo e tutto intorno diventa caldo, quindi non dovresti toccare il dispositivo durante il suo funzionamento.
3. Lo scaldabagno a induzione ha una forte dissipazione del calore, quindi è necessaria l'installazione termometro per prevenire il surriscaldamento del dispositivo e, di conseguenza, un'esplosione.

Tipi di scaldabagni a induzione

Tutti i dispositivi di questo tipo, realizzabili manualmente, possono essere suddivisi in due gruppi:

1. Riscaldatori a vortice tipo di induttore, che sono più spesso utilizzati nelle case per svolgere funzioni di riscaldamento. È il loro processo di produzione che sarà discusso di seguito.
2. Riscaldatori, il cui design implica l'uso tipi diversi componenti e parti elettroniche.

Durante la creazione riscaldatore a induzione a vortice(o VIN in breve) con le tue mani, dovrebbero essere fornite le seguenti unità strutturali:

• un elemento responsabile della conversione dell'elettricità in corrente ad alta frequenza;
• un induttore (il più delle volte eseguito sotto forma di un elemento cilindrico in filo di rame), che, se utilizzato, svolge la funzione di trasformatore responsabile della formazione di un campo magnetico;
• l'elemento che svolgerà il ruolo di riscaldamento si trova all'interno dell'induttore stesso.

Il lavoro di VIN è il seguente.

1. La corrente ad alta frequenza dal convertitore viene trasferita all'induttore.
2. Nell'induttore, a un campo magnetico, che a sua volta crea flussi a vortice.
3. Scambiatore di calore in azione correnti parassite raggiunge rapidamente una temperatura elevata e, di conseguenza, riscalda il liquido di raffreddamento, che diffonde ulteriormente il calore.

Schema di un moderno scaldabagno

Uno dei componenti più importanti è la bobina di induzione, la cui fabbricazione dovrebbe essere trattata con particolare cura. Filo di rame avvolto con molta attenzione su un tubo di plastica e il numero di matasse non deve essere inferiore a 100.

Dalla descrizione presentata, possiamo concludere che non è difficile realizzare da soli uno scaldabagno a induzione.

Caratteristiche di produzione

Il riscaldatore a induzione fai-da-te può essere realizzato in due modi. Considera brevemente ciascuno di essi.

opzione 1

Il dispositivo più semplice (mentre avrà una potenza elevata) può essere realizzato sulla base di circuito stampato. Tra le caratteristiche del circuito che verrà utilizzato nel dispositivo, vanno evidenziati i seguenti punti:

• l'intero progetto, infatti, è rappresentato da un multivibratore con un'organizzazione ad alta potenza;
• particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla resistenza, poiché è ciò che impedirà il surriscaldamento dei transistor;
• l'induttore in un tale dispositivo dovrebbe essere realizzato sotto forma di una spirale di 6-8 giri di filo di rame;
• come regolatore, puoi utilizzare l'elemento corrispondente dall'alimentazione del computer e non pensare alla sua contrazione.

Riscaldatore a induzione a vortice

opzione 2

La base per la fabbricazione di un tale dispositivo con le proprie mani è l'uso di trasformatore elettronico.

L'essenza di questo metodo di produzione di uno scaldabagno a induzione è la seguente.

1. Due tubi che utilizzano la saldatura devono essere collegati in modo che assomiglino visivamente a una ciambella. Questo elemento svolgerà successivamente il ruolo sia di un elemento per il riscaldamento che di un conduttore.
2. Il filo di rame dovrà essere avvolto sul corpo.
3. Per garantire un movimento dell'acqua rapido e di alta qualità, 2 tubi sono saldati nel corpo principale. L'acqua scorrerà in uno di essi e dal secondo uscirà nel sistema stesso.

Questi sono tutti i consigli su come assemblare un tale dispositivo di riscaldamento con le tue mani e garantire un riscaldamento di alta qualità e la presenza costante di acqua calda in casa.

Aggiornato:

2016-09-12

È facile creare un riscaldatore a induzione con le tue mani. Questo è un dispositivo in grado di riscaldare un metallo utilizzando il metodo delle correnti parassite di Foucault. I vantaggi includono quanto segue:

• è sigillato e fornisce una trasmissione dati senza contatto;
• silenzioso;
• basso costo delle parti;
• ecologico;
• si scalda molto velocemente;
• la scala non appare su di essa a causa della vibrazione delle azioni di induzione;
• durevole.

Tra le carenze ci sono:

• alto costo dell'elettricità consumata;
• i campi elettromagnetici influiscono negativamente su una persona;
• esiste il rischio di detonazione dell'impianto di riscaldamento a causa della pressione eccessiva.

Prestare attenzione al circuito del riscaldatore. Per realizzare un riscaldatore, è necessario un pezzo di tubo di plastica dalle pareti spesse. Servirà da corpo questo dispositivo. Quindi è necessario preparare un filo di acciaio, il cui diametro non supera i 7 mm. Inoltre, se è necessario collegare il riscaldatore all'impianto di riscaldamento, si consiglia di fare scorta di adattatori. Avrai anche bisogno griglia metallica. Tratterrà il filo all'interno della custodia. Avrai sicuramente bisogno del filo di acciaio per creare un induttore. Devi anche trovare un inverter ad alta frequenza, disponibile in quasi tutti i garage.

Ora sul processo di produzione stesso. Innanzitutto, vengono eseguiti i passaggi preliminari per il filo. Il filo deve essere tagliato in segmenti, la cui lunghezza è di 5-6 cm, quindi il fondo del segmento del tubo è coperto da una rete e all'interno vengono versati segmenti del filo tagliato. Nella parte superiore, anche il tubo dovrà essere coperto con una rete. I fili devono essere versati in una quantità tale da riempire l'intero tubo fino in cima.

Ora, come mostra il diagramma, viene realizzata una bobina. La base è contenitore di plastica. Su di esso dovrebbero essere avvolti 90 giri di rame.
Quando l'elemento è realizzato, sarà necessario montarlo nell'impianto di riscaldamento. Quindi è possibile collegare la bobina alla rete tramite l'inverter. Si ritiene che un tale riscaldatore sia abbastanza semplice e il più economico.
Non testare l'unità se non c'è alimentazione di fluido o antigelo. In caso contrario, il tubo si scioglierà. Prima di avviare l'impianto, si consiglia di effettuare la messa a terra dell'inverter.

Montaggio del riscaldatore a induzione a vortice

Quindi, ora analizzeremo come assemblare un riscaldatore a induzione fatto in casa. Per completare l'assemblaggio dell'unità, è necessaria una valvola a farfalla. Questo elemento può essere trovato aprendo l'alimentatore del computer. Quindi viene avvolto un filo di acciaio ferromagnetico, un filo di rame da 1,5 mm. A seconda dei parametri richiesti, potrebbero essere necessari 10-30 giri. Quindi vengono selezionati i transistor ad effetto di campo. Sono selezionati in base alla maggiore resistenza a giunzione aperta. I diodi sono selezionati per una tensione inversa di almeno 500 V, la corrente dovrebbe essere di circa 3-4 A. Avrai anche bisogno di diodi zener, classificati per 15-18 A. La loro potenza dovrebbe essere di circa 2-3 watt. Resistori - non più di 0,5 W.

Quindi il circuito viene assemblato e viene realizzata una bobina. Questa sarà la base su cui si baserà il riscaldatore. La bobina dovrebbe avere 6-7 giri di filo di rame da 1,5 mm. Quindi l'elemento è incluso nel circuito e collegato alla rete. L'unità può riscaldare i bulloni fino a renderli gialli.

Sebbene lo schema sia semplice, ma in funzione il sistema si distinguerà un gran numero di calore, per questo motivo è opportuno installare radiatori sui transistor.

Ora è chiaro come assemblare un'unità che esegua il riscaldamento a induzione del metallo.

Guarda il video su come realizzare tu stesso un riscaldatore a induzione (guarda il video).

Standard di sicurezza

Quando si utilizza e si assembla il riscaldatore con le proprie mani, è necessario osservare quanto segue:

• installazione richiesta valvola di sicurezza per ridurre la pressione in caso di guasto della pompa;
• è necessario mettere a terra l'avvolgimento di induzione: portare il filo al circuito metallico, che è nel terreno;
• non è necessario accendere il sistema senza refrigerante, altrimenti le parti polimeriche si scioglieranno;
• le parti in rame esposte devono essere isolate per evitare ustioni o scosse elettriche.

Ora hai imparato come realizzare un riscaldatore a induzione con le tue mani. Speriamo che le istruzioni e il diagramma ti abbiano aiutato molto. Il video allegato può essere molto utile anche per realizzare una stufa fatta in casa. Ti auguriamo successo nel tuo lavoro.