Indukcijas plīts elektroinstalācijas shēma. indukcijas kausēšanas krāsns

Indukcijas krāsns bieži tiek izmantota metalurģijas jomā, tāpēc šis jēdziens ir labi zināms cilvēkiem, kuri vairāk vai mazāk ir saistīti ar dažādu metālu kausēšanas procesu. Ierīce ļauj pārveidot magnētiskā lauka radīto elektroenerģiju siltumā.

Šādas ierīces veikalos tiek pārdotas par diezgan augstu cenu, taču, ja jums ir minimālas prasmes izmantot lodāmuru un varat nolasīt elektroniskās shēmas, varat mēģināt izgatavot indukcijas krāsni ar savām rokām.

Pašdarināta ierīce, visticamāk, nebūs piemērota sarežģītiem uzdevumiem, taču tā tiks galā ar pamatfunkcijām. Jūs varat montēt ierīci, pamatojoties uz strādājošu metināšanas invertoru no tranzistoriem vai uz lampām. Visproduktīvākā šajā gadījumā ir ierīce uz lampām augstās efektivitātes dēļ.

Indukcijas krāsns darbības princips

Ierīces iekšpusē ievietotā metāla sildīšana notiek, elektromagnētiskajiem impulsiem pārejot siltumenerģijā. Elektromagnētiskos impulsus rada spole ar vara stieples vai caurules pagriezieniem.

Indukcijas krāsns shēma un apkures shēmas

Kad ierīce ir pievienota, caur spoli sāk iet elektriskā strāva, un ap to parādās elektriskais lauks, kas laika gaitā maina virzienu. Pirmo reizi šādas instalācijas sniegumu aprakstīja Džeimss Maksvels.

Sildāmais priekšmets jānovieto spoles iekšpusē vai tuvu tam. Mērķa objektu caurdurs magnētiskās indukcijas plūsma, un iekšpusē parādīsies virpuļveida magnētiskais lauks. Tādējādi induktīvā enerģija pārvērtīsies siltumā.

Šķirnes

Krāsnis uz indukcijas spoles parasti tiek iedalītas divos veidos atkarībā no konstrukcijas veida:

Kanāls;
Tīģelis.

Pirmajās ierīcēs kausēšanas metāls atrodas indukcijas spoles priekšā, bet otrā tipa krāsnīs tas ir ievietots tajā.

Cepeškrāsni var salikt, veicot tālāk norādītās darbības.

Mēs noliecam vara cauruli spirāles formā. Kopumā ir nepieciešams veikt apmēram 15 pagriezienus, attālumam starp kuriem jābūt vismaz 5 mm. Spirāles iekšpusē brīvi jāatrodas tīģelim, kurā notiks kausēšanas process;
Ierīcei izgatavojam uzticamu korpusu, kas nedrīkst vadīt elektrisko strāvu un izturēt augstu gaisa temperatūru;
Droseles un kondensatori tiek montēti saskaņā ar iepriekš norādīto shēmu;
Ķēdei ir pievienota neona lampa, kas signalizēs, ka ierīce ir gatava darbam;
Kondensators ir arī pielodēts, lai pielāgotu kapacitāti.

Apkures izmantošana

Šāda veida indukcijas krāsnis var izmantot arī telpu apkurei. Visbiežāk tie tiek izmantoti kopā ar katlu, kas papildus ražo aukstā ūdens sildīšanu. Faktiski dizaini tiek izmantoti ārkārtīgi reti, jo elektromagnētisko enerģijas zudumu rezultātā ierīces efektivitāte ir minimāla.

Vēl viens trūkums ir saistīts ar to, ka ierīce ekspluatācijas laikā patērē lielu elektroenerģijas daudzumu, jo ierīce ir klasificēta kā ekonomiski neizdevīga.

Sistēmas dzesēšana

Pašmontētai ierīcei jābūt aprīkotai ar dzesēšanas sistēmu, jo darbības laikā visas sastāvdaļas tiks pakļautas augstām temperatūrām, konstrukcija var pārkarst un salūzt. Veikalā nopērkamās krāsnis atdzesē ar ūdeni vai antifrīzu.

Izvēloties dzesētāju mājoklim, priekšroka tiek dota iespējām, kas ir visizdevīgākās ieviešanai no ekonomiskā viedokļa.

Mājas krāsnīm varat mēģināt izmantot parasto lāpstiņu ventilatoru. Pievērsiet uzmanību tam, lai ierīce nedrīkst atrasties pārāk tuvu cepeškrāsnij, jo ventilatora metāla daļas negatīvi ietekmē ierīces darbību, kā arī var atvērt virpuļplūsmas un samazināt visas sistēmas veiktspēju.

Piesardzības pasākumi ierīces lietošanai

Strādājot ar ierīci, jums jāievēro šādi noteikumi:

Daži instalācijas elementi, kā arī kūstošais metāls tiek pakļauti spēcīgam karstumam, kā rezultātā pastāv risks apdegties;
Izmantojot lampas cepeškrāsni, noteikti ievietojiet to slēgtā korpusā, pretējā gadījumā pastāv liela elektriskās strāvas trieciena iespējamība;
Pirms darba ar ierīci noņemiet visus metāla elementus un sarežģītās elektroniskās ierīces no ierīces darba zonas. Ierīci nedrīkst lietot cilvēki, kuriem ir uzstādīts elektrokardiostimulators.

Indukcijas tipa metāla kausēšanas krāsni var izmantot metāla detaļu konservēšanai un formēšanai.

Mājas instalāciju ir viegli pielāgot darbam noteiktos apstākļos, mainot dažus iestatījumus. Ja, montējot konstrukciju, ievērosit norādītās shēmas, kā arī ievērosit elementārus drošības noteikumus, mājās gatavota ierīce praktiski nebūs zemāka par veikalā iegādāto sadzīves tehniku.

Lasiet rakstā

Indukcijas sildītāja darbības princips

Indukcijas apkure nav iespējama, neizmantojot trīs galvenos elementus:

induktors;
ģenerators;
sildelements.

Induktors ir spole, parasti izgatavota no vara stieples, kas rada magnētisko lauku. Ģenerators tiek izmantots, lai ražotu augstfrekvences straumi no standarta 50 Hz mājsaimniecības strāvas plūsmas. Kā sildelements tiek izmantots metāla priekšmets, kas spēj absorbēt siltumenerģiju magnētiskā lauka ietekmē.

Ja pareizi savienojat šos elementus, varat iegūt augstas veiktspējas ierīci, kas ir lieliski piemērota šķidrā dzesēšanas šķidruma sildīšanai un mājas apkurei. Ar ģeneratora palīdzību induktoram tiek piegādāta elektriskā strāva ar nepieciešamajiem raksturlielumiem, t.i. uz vara spoles. Caur to ejot, lādētu daļiņu plūsma veido magnētisko lauku.

Indukcijas sildītāju darbības princips ir balstīts uz elektrisko strāvu rašanos vadītāju iekšpusē, kas parādās magnētisko lauku ietekmē.

Lauka īpatnība ir tāda, ka tam ir iespēja mainīt elektromagnētisko viļņu virzienu augstās frekvencēs. Ja šajā laukā tiek ievietots kāds metāla priekšmets, tas radīto virpuļstrāvu ietekmē bez tieša kontakta ar induktors sāks uzkarst.

Augstfrekvences elektriskā strāva, kas plūst no invertora uz indukcijas spoli, rada magnētisko lauku ar pastāvīgi mainīgu magnētisko viļņu vektoru. Šajā laukā novietotais metāls ātri uzsilst

Kontakta trūkums ļauj padarīt enerģijas zudumus, pārejot no viena veida uz otru, nenozīmīgus, kas izskaidro indukcijas katlu efektivitātes palielināšanos.

Lai sildītu ūdeni apkures lokam, pietiek ar tā saskari ar metāla sildītāju. Bieži vien kā sildelementu izmanto metāla cauruli, caur kuru vienkārši tiek izvadīta ūdens straume. Ūdens vienlaikus atdzesē sildītāju, kas ievērojami palielina tā kalpošanas laiku.

Indukcijas ierīces elektromagnētu iegūst, aptinot vadu ap feromagnēta serdi. Iegūtā indukcijas spole uzsilst un pārnes siltumu uz apsildāmo korpusu vai dzesēšanas šķidrumu, kas plūst tuvumā caur siltummaini

Literatūra

Babats G.I., Svenčanskis A.D. Elektriskās rūpnieciskās krāsnis. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 lpp.
Buraks Ja.I., Ogirko I.V. Optimāla cilindriska apvalka sildīšana ar no temperatūras atkarīgām materiāla īpašībām // Mat. metodes un fiz.-mekh. lauki. - 1977. - Izdevums. 5 . - S. 26-30.
Vasiļjevs A.S. Lampu ģeneratori augstfrekvences apkurei. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 lpp. - (Augstfrekvences termista bibliotēka; 15. izdevums). - 5300 eksemplāru. - ISBN 5-217-00923-3.
Vlasovs V.F. Radiotehnikas kurss. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 lpp.
Izjumovs N. M., Linde D. P. Radiotehnikas pamati. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 lpp.
Lozinskis M. G. Indukcijas sildīšanas rūpnieciskais pielietojums. - M.: PSRS Zinātņu akadēmijas apgāds, 1948. - 471 lpp.
Augstfrekvences strāvu izmantošana elektrotermijā / Red. A. E. Sluhotskis. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 lpp.
Sluhotskis A.E. Induktori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 lpp. - (Augstfrekvences termista bibliotēka; 12. izdevums). - 10 000 eksemplāru. - ISBN 5-217-00571-8.
Vogels A. A. Indukcijas metode šķidro metālu turēšanai suspensijā / Red. A. N. Šamova. - 2. izdevums, labots. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 lpp. - (Augstfrekvences termista bibliotēka; 11. izdevums). - 2950 eksemplāri. - .

Darbības princips

Pēdējā iespēja, ko visbiežāk izmanto apkures katlos, ir kļuvusi pieprasīta tās ieviešanas vienkāršības dēļ. Indukcijas sildīšanas bloka darbības princips ir balstīts uz magnētiskā lauka enerģijas pārnešanu uz dzesēšanas šķidrumu (ūdeni). Magnētiskais lauks veidojas induktorā. Maiņstrāva, kas iet caur spoli, rada virpuļstrāvas, kas pārvērš enerģiju siltumā.

Indukcijas apkures uzstādīšanas darbības princips

Ūdens, kas tiek piegādāts pa apakšējo cauruli uz katlu, tiek uzkarsēts ar enerģijas pārnesi un iziet caur augšējo cauruli, nokļūstot tālāk apkures sistēmā. Lai radītu spiedienu, tiek izmantots iebūvēts sūknis. Pastāvīgi cirkulējošs ūdens katlā neļauj elementiem pārkarst. Turklāt darbības laikā siltumnesējs vibrē (zemā trokšņa līmenī), kā rezultātā katla nogulsnes uz katla iekšējām sienām nav iespējamas.

Indukcijas sildītājus var īstenot dažādos veidos.

Jaudas aprēķins

Tā kā tērauda kausēšanas indukcijas metode ir lētāka nekā līdzīgas metodes, kuru pamatā ir mazuta, ogļu un citu enerģijas nesēju izmantošana, indukcijas krāsns aprēķins sākas ar iekārtas jaudas aprēķinu.

Indukcijas krāsns jauda ir sadalīta aktīvajā un lietderīgajā, katrai no tām ir sava formula.

Kā sākotnējie dati jums jāzina:

kurtuves jauda, piemēram, aplūkotajā gadījumā ir vienāda ar 8 tonnām;
vienības jauda (tiek ņemta tās maksimālā vērtība) - 1300 kW;
strāvas frekvence - 50 Hz;
krāsns ražotnes produktivitāte ir 6 tonnas stundā.

Jāņem vērā arī izkusušais metāls vai sakausējums: pēc nosacījuma tas ir cinks. Tas ir svarīgs punkts, kausēšanas čuguna, kā arī citu sakausējumu siltuma bilance indukcijas krāsnī.

Noderīga jauda, kas tiek pārnesta uz šķidro metālu:

Рpol \u003d Wtheor × t × P,
Wtheor - īpatnējais enerģijas patēriņš, tas ir teorētisks un parāda metāla pārkaršanu par 10C;
P - krāsns iekārtas produktivitāte, t/h;
t - sakausējuma vai metāla sagataves pārkaršanas temperatūra vannas krāsnī, 0С
Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktīvā jauda:

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - ņemts no iepriekšējās formulas, kW;
Yuterm - lietuves krāsns efektivitāte, tās robežas ir no 0,7 līdz 0,85, vidēji tās aizņem 0,76.
P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, vērtība tiek noapaļota līdz 1900 kW.

Pēdējā posmā aprēķina induktora jaudu:

Miza \u003d P/N,
P ir krāsns iekārtas aktīvā jauda, kW;
N ir krāsnī esošo induktoru skaits.
Miza \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Indukcijas krāsns enerģijas patēriņš, kausējot tēraudu, ir atkarīgs no tās veiktspējas un induktora veida.

Krāšņu sastāvdaļas

Tātad, ja jūs interesē "dari pats" indukcijas mini cepeškrāsns, tad ir svarīgi zināt, ka tās galvenais elements ir sildīšanas spole. Pašdarinātas versijas gadījumā pietiek ar induktors, kas izgatavots no tukšas vara caurules ar diametru 10 mm

Induktoram tiek izmantots 80-150 mm iekšējais diametrs, un apgriezienu skaits ir 8-10. Ir svarīgi, lai pagriezieni nesaskartos, un attālums starp tiem ir 5-7 mm. Induktora daļas nedrīkst saskarties ar tā ekrānu, minimālajam attālumam jābūt 50 mm.

Ja gatavojaties izgatavot indukcijas krāsni ar savām rokām, jums jāzina, ka ūdens vai antifrīzs rūpnieciskā mērogā dzesē indukcijas. Izveidotās ierīces mazas jaudas un īsas darbības gadījumā var iztikt bez dzesēšanas. Bet darbības laikā induktors kļūst ļoti karsts, un vara katlakmens var ne tikai krasi samazināt ierīces efektivitāti, bet arī izraisīt pilnīgu tās veiktspējas zudumu. Nav iespējams patstāvīgi izgatavot induktors ar dzesēšanu, tāpēc tas būs regulāri jāmaina. Piespiedu gaisa dzesēšanu nevajadzētu izmantot, jo ventilatora korpuss, kas novietots tuvu spolei, “pievilks” pie sevis EML, kas novedīs pie pārkaršanas un krāsns efektivitātes samazināšanās.

No magnētiskiem materiāliem izgatavotu sagatavju indukcijas sildīšanas problēma

Ja indukcijas sildīšanas invertors nav pašoscilators, tam nav pašregulējošās ķēdes (PLL) un tas darbojas no ārēja galvenā oscilatora (ar frekvenci, kas ir tuvu oscilācijas "induktors - kompensējošā kondensatora bloka" rezonanses frekvencei ķēde). Brīdī, kad induktorā tiek ievadīta no magnētiska materiāla izgatavota sagatave (ja sagataves izmēri ir pietiekami lieli un samērojami ar induktora izmēriem), induktora induktivitāte strauji palielinās, kas izraisa pēkšņu dabiskās rezonanses samazināšanos. oscilācijas ķēdes frekvence un tās novirze no galvenā oscilatora frekvences. Ķēde iziet no rezonanses ar galveno oscilatoru, kas izraisa tā pretestības palielināšanos un pēkšņu sagatavei pārraidītās jaudas samazināšanos. Ja iekārtas jaudu regulē ārējs barošanas avots, tad operatora dabiskā reakcija ir palielināt iekārtas barošanas spriegumu. Kad sagatave tiek uzkarsēta līdz Kirī punktam, tās magnētiskās īpašības pazūd, svārstību ķēdes dabiskā frekvence atgriežas galvenā oscilatora frekvencē. Ķēdes pretestība strauji samazinās, strāvas patēriņš strauji palielinās. Ja operatoram nav laika noņemt palielināto barošanas spriegumu, iekārta pārkarst un sabojājas.
Ja iekārta ir aprīkota ar automātisku vadības sistēmu, tad vadības sistēmai jāuzrauga pāreja caur Kirī punktu un automātiski jāsamazina galvenā oscilatora frekvence, pielāgojot to rezonansei ar svārstību ķēdi (vai jāsamazina piegādātā jauda, ja frekvence izmaiņas ir nepieņemamas).

Ja tiek karsēti nemagnētiski materiāli, iepriekšminētajam nav nozīmes. No nemagnētiska materiāla izgatavota sagataves ievadīšana induktivitātē praktiski nemaina induktivitātes induktivitāti un neizmaina darba svārstību ķēdes rezonanses frekvenci, kā arī nav nepieciešama vadības sistēma.

Ja sagataves izmēri ir daudz mazāki par induktora izmēriem, tad tas arī būtiski nemaina darba ķēdes rezonansi.

indukcijas plītis

Galvenais raksts: Indukcijas plīts

Indukcijas plīts- elektriskā virtuves plīts, kas silda metāla traukus ar inducētām virpuļstrāvām, ko rada augstfrekvences magnētiskais lauks, ar frekvenci 20-100 kHz.

Šādai krāsnij ir augsta efektivitāte salīdzinājumā ar elektrisko plīšu sildelementiem, jo korpusa sildīšanai tiek tērēts mazāk siltuma, turklāt nav paātrinājuma un dzesēšanas perioda (kad tiek izniekota enerģija, ko rada, bet neuzsūc trauki). ).

Indukcijas kausēšanas krāsnis

Galvenais raksts: Indukcijas tīģeļa krāsns

Indukcijas (bezkontakta) kausēšanas krāsnis - elektriskās krāsnis metālu kausēšanai un pārkarsēšanai, kurās karsēšana notiek virpuļstrāvu dēļ, kas rodas metāla tīģelī (un metālā), vai tikai metālā (ja tīģelis nav izgatavots no metāla); šī sildīšanas metode ir efektīvāka, ja tīģelis ir slikti izolēts).

To izmanto rūpnīcu lietuvēs, kā arī precīzās liešanas cehos un mašīnbūves rūpnīcu remontdarbnīcās, lai iegūtu augstas kvalitātes tērauda lējumus. Grafīta tīģelī iespējams kausēt krāsainos metālus (bronzu, misu, alumīniju) un to sakausējumus. Indukcijas krāsns darbojas pēc transformatora principa, kurā primārais tinums ir ar ūdeni dzesējams induktors, sekundārais un tajā pašā laikā slodze ir tīģelī esošais metāls. Metāla karsēšana un kušana notiek tajā plūstošo strāvu dēļ, kas rodas induktora radītā elektromagnētiskā lauka ietekmē.

Indukcijas sildīšanas vēsture

Elektromagnētiskās indukcijas atklājums 1831. gadā pieder Maiklam Faradejam. Kad vadītājs pārvietojas magnēta laukā, tajā tiek inducēts EML, tāpat kā kustoties magnētam, kura spēka līnijas krustojas ar vadošo ķēdi. Strāvu ķēdē sauc par induktīvu. Daudzu ierīču izgudrojumu pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas likums, tajā skaitā noteicošie - ģeneratori un transformatori, kas ģenerē un sadala elektroenerģiju, kas ir visas elektroindustrijas pamats.

1841. gadā Džeimss Džouls (un neatkarīgi no viņa Emils Lencs) formulēja elektriskās strāvas termiskā efekta kvantitatīvu novērtējumu: "Siltuma jauda, kas izdalās uz vides tilpuma vienību elektriskās strāvas plūsmas laikā, ir proporcionāla produktam. no elektriskās strāvas blīvuma un elektriskā lauka intensitātes lieluma” (Džoula likums -Lencs). Inducētās strāvas termiskais efekts lika meklēt ierīces metālu bezkontakta sildīšanai. Pirmos eksperimentus tērauda karsēšanai, izmantojot induktīvo strāvu, veica E. Kolbijs ASV.

Pirmā veiksmīgi darbojošā t.s. Kanālu indukcijas krāsni tērauda kausēšanai 1900. gadā uzbūvēja Benedicks Bultfabrik Gysingā, Zviedrijā. Tā laika cienījamā žurnālā "THE ENGINEER" 1904. gada 8. jūlijā parādījās slavenais, kur par savu attīstību stāsta zviedru izgudrotājs inženieris F. A. Kjellins. Krāsni darbināja vienfāzes transformators. Kausēšana tika veikta tīģelī gredzena formā, tajā esošais metāls pārstāvēja transformatora sekundāro tinumu, ko darbina 50–60 Hz strāva.

Pirmā 78 kW krāsns tika nodota ekspluatācijā 1900. gada 18. martā un izrādījās ļoti neekonomiska, jo kausēšanas jauda bija tikai 270 kg tērauda dienā. Nākamā krāsns tika ražota tā paša gada novembrī ar jaudu 58 kW un jaudu 100 kg tēraudam. Krāsns uzrādīja augstu rentabilitāti, kausēšanas jauda bija no 600 līdz 700 kg tērauda dienā. Tomēr nodilums siltuma svārstību dēļ bija nepieņemamā līmenī, biežas oderes maiņas samazināja iegūto efektivitāti.

Izgudrotājs nonāca pie secinājuma, ka maksimālai kausēšanas veiktspējai izlādes laikā ir jāatstāj ievērojama kausējuma daļa, kas ļauj izvairīties no daudzām problēmām, tostarp oderes nodiluma. Šī tērauda kausēšanas metode ar atlikumu, ko viņi sāka saukt par "purvu", ir saglabājusies līdz mūsdienām dažās nozarēs, kurās tiek izmantotas lielas jaudas krāsnis.

1902. gada maijā tika nodota ekspluatācijā ievērojami uzlabota krāsns ar jaudu 1800 kg, noteka 1000-1100 kg, atlikums 700-800 kg, jauda 165 kW, tērauda kausēšanas jauda varēja sasniegt līdz 4100 kg dienā! Šāds enerģijas patēriņa rezultāts 970 kWh/t pārsteidz ar savu efektivitāti, kas nav daudz zemāka par mūsdienu ražīgumu aptuveni 650 kWh/t. Pēc izgudrotāja aprēķiniem, no 165 kW jaudas patēriņa zaudējumos gāja 87,5 kW, lietderīgā siltuma jauda bija 77,5 kW un tika iegūta ļoti augsta kopējā efektivitāte 47%. Rentabilitāte skaidrojama ar tīģeļa gredzenveida konstrukciju, kas ļāva izgatavot daudzpagriezienu induktors ar zemu strāvu un augstu spriegumu - 3000 V. Mūsdienu krāsnis ar cilindrisku tīģeli ir daudz kompaktākas, prasa mazākus kapitālieguldījumus, ir vieglākas. darboties, aprīkoti ar daudziem uzlabojumiem simts gadu laikā pēc to attīstības, taču efektivitāte ir palielināta nenozīmīgi. Tiesa, izgudrotājs savā publikācijā ignorēja faktu, ka par elektrību maksā nevis par aktīvo jaudu, bet par pilnu jaudu, kas 50-60 Hz frekvencē ir aptuveni divas reizes lielāka par aktīvo jaudu. Un mūsdienu krāsnīs reaktīvo jaudu kompensē kondensatora banka.

Ar savu izgudrojumu inženieris F. A. Kjellins lika pamatus rūpniecisko kanālu krāšņu attīstībai krāsaino metālu un tērauda kausēšanai Eiropas un Amerikas industriālajās valstīs. Pāreja no 50-60 Hz kanālu krāsnīm uz modernām augstfrekvences tīģeļu krāsnīm ilga no 1900. līdz 1940. gadam.

Apsildes sistēma

Lai izgatavotu indukcijas sildītāju, zinoši meistari izmanto vienkāršu metināšanas invertoru, kas pārvērš tiešo spriegumu maiņspriegumā. Šādos gadījumos tiek izmantots kabelis ar šķērsgriezumu 6-8 mm, bet ne standarta 2,5 mm metināšanas iekārtām.

Šādām apkures sistēmām obligāti jābūt slēgta tipa, un vadība ir automātiska. Citas drošības labad nepieciešams sūknis, kas cirkulēs caur sistēmu, kā arī gaisa atgaisošanas vārsts. Šāds sildītājs ir jāaizsargā no koka mēbelēm, kā arī no grīdas un griestiem vismaz 1 metru.

Īstenošana mājās

Indukcijas apkure vēl nav pietiekami iekarojusi tirgu pašas apkures sistēmas augsto izmaksu dēļ. Tā, piemēram, rūpniecības uzņēmumiem šāda sistēma maksās 100 000 rubļu, sadzīves vajadzībām - no 25 000 rubļu. un augstāk. Tāpēc interese par shēmām, kas ļauj ar savām rokām izveidot pašmāju indukcijas sildītāju, ir diezgan saprotama.

apkures indukcijas katls

Uz transformatora bāzes

Indukcijas apkures sistēmas ar transformatoru galvenais elements būs pati ierīce, kurai ir primārais un sekundārais tinums. Primārajā tinumā veidosies virpuļplūsmas un radīs elektromagnētiskās indukcijas lauku. Šis lauks ietekmēs sekundāro, kas faktiski ir indukcijas sildītājs, kas fiziski tiek īstenots apkures katla korpusa formā. Tas ir sekundārais īsslēguma tinums, kas nodod enerģiju dzesēšanas šķidrumam.

Transformatora sekundārais īsslēguma tinums

Indukcijas apkures iekārtas galvenie elementi ir:

kodols;
tinumu;
divu veidu izolācija - siltumizolācija un elektroizolācija.

Kodols ir divas dažāda diametra ferimagnētiskas caurules ar sieniņu biezumu vismaz 10 mm, kas ir sametinātas viena otrā. Gar ārējo cauruli ir izveidots vara stieples toroidālais tinums. Ir nepieciešams uzlikt no 85 līdz 100 pagriezieniem ar vienādu attālumu starp pagriezieniem. Maiņstrāva, kas mainās laikā, rada virpuļplūsmas slēgtā ķēdē, kas ar indukcijas karsēšanu silda serdi un līdz ar to arī dzesēšanas šķidrumu.

Augstas frekvences metināšanas invertoru izmantošana

Indukcijas sildītāju var izveidot, izmantojot metināšanas invertoru, kur galvenās ķēdes sastāvdaļas ir ģenerators, induktors un sildelements.

Ģeneratoru izmanto, lai pārveidotu standarta 50 Hz tīkla frekvenci augstākas frekvences strāvā. Šī modulētā strāva tiek pievadīta cilindriskam induktoram, kur vara stieple tiek izmantota kā tinums.

Vara stieple tinumam

Spole rada mainīgu magnētisko lauku, kura vektors mainās ar ģeneratora iestatīto frekvenci. Radītās virpuļstrāvas, ko izraisa magnētiskais lauks, silda metāla elementu, kas nodod enerģiju dzesēšanas šķidrumam. Tādējādi tiek īstenota vēl viena "dari pats" indukcijas apkures shēma.

Sildelementu var izveidot arī ar savām rokām no apmēram 5 mm garas nogrieztas metāla stieples un polimēra caurules gabala, kurā ievietots metāls. Uzstādot vārstus caurules augšpusē un apakšā, pārbaudiet uzpildes blīvumu - brīvai vietai nevajadzētu būt. Saskaņā ar shēmu apmēram 100 vara vadu apgriezieni ir uzlikti uz caurules, kas ir induktors, kas savienots ar ģeneratora spailēm. Vara stieples indukcijas sildīšana notiek virpuļstrāvu dēļ, ko rada mainīgs magnētiskais lauks.

Piezīme: "dari pats" indukcijas sildītājus var izgatavot pēc jebkuras shēmas, galvenais ir atcerēties, ka ir svarīgi veikt uzticamu siltumizolāciju, pretējā gadījumā apkures sistēmas efektivitāte ievērojami samazināsies. .

Ierīces priekšrocības un trūkumi

Vortex indukcijas sildītāja "plusi" ir daudz. Šī ir vienkārša ķēde pašražošanai, paaugstināta uzticamība, augsta efektivitāte, salīdzinoši zemas enerģijas izmaksas, ilgs kalpošanas laiks, zema bojājumu iespējamība utt.

Ierīces veiktspēja var būt ievērojama, šāda veida vienības tiek veiksmīgi izmantotas metalurģijas rūpniecībā. Dzesēšanas šķidruma sildīšanas ātruma ziņā šāda veida ierīces pārliecinoši konkurē ar tradicionālajiem elektriskajiem katliem, ūdens temperatūra sistēmā ātri sasniedz nepieciešamo līmeni.

Indukcijas katla darbības laikā sildītājs nedaudz vibrē. Šī vibrācija nokrata no metāla caurules sieniņām kaļķakmens un citus iespējamos piesārņotājus, tāpēc šāda ierīce ir reti jātīra. Protams, apkures sistēma ir jāaizsargā no šiem piesārņotājiem ar mehānisku filtru.

Indukcijas spole silda tajā ievietoto metālu (cauruli vai stieples gabalus), izmantojot augstfrekvences virpuļstrāvas, kontakts nav nepieciešams

Pastāvīgs kontakts ar ūdeni samazina arī sildītāja izdegšanas iespējamību, kas ir diezgan izplatīta problēma tradicionālajiem apkures katliem ar sildelementiem. Neskatoties uz vibrāciju, katls darbojas ārkārtīgi klusi, papildu trokšņa izolācija ierīces uzstādīšanas vietā nav nepieciešama.

Indukcijas katli ir arī labi, jo tie gandrīz nekad neizplūst, ja tikai sistēmas uzstādīšana tiek veikta pareizi. Noplūžu trūkums ir saistīts ar bezkontakta metodi siltumenerģijas pārnešanai uz sildītāju. Dzesēšanas šķidrumu, izmantojot iepriekš aprakstīto tehnoloģiju, var uzsildīt gandrīz līdz tvaika stāvoklim.

Tas nodrošina pietiekamu termisko konvekciju, lai stimulētu efektīvu dzesēšanas šķidruma kustību caur caurulēm. Vairumā gadījumu apkures sistēma nebūs jāaprīko ar cirkulācijas sūkni, lai gan tas viss ir atkarīgs no konkrētās apkures sistēmas īpašībām un izkārtojuma.

Dažreiz ir nepieciešams cirkulācijas sūknis. Ierīces uzstādīšana ir salīdzinoši vienkārša. Lai gan tas prasīs zināmas prasmes elektroierīču un apkures cauruļu uzstādīšanā.

Taču šai ērtajai un uzticamajai ierīcei ir vairāki trūkumi, kas arī jāņem vērā. Piemēram, apkures katls silda ne tikai dzesēšanas šķidrumu, bet arī visu darba telpu, kas to ieskauj. Šādai vienībai ir nepieciešams piešķirt atsevišķu telpu un noņemt no tās visus svešķermeņus. Cilvēkam nedroša var būt arī ilgstoša uzturēšanās tiešā darba katla tuvumā.

Indukcijas sildītāju darbībai nepieciešama elektrība. Gan paštaisīts, gan rūpnīcā ražots aprīkojums ir pieslēgts mājsaimniecības maiņstrāvas tīklam.

Ierīces darbībai nepieciešama elektrība. Vietās, kur nav brīvas piekļuves šim civilizācijas priekšrocībām, indukcijas katls būs bezjēdzīgs. Jā, un tur, kur ir bieži strāvas padeves pārtraukumi, tas demonstrēs zemu efektivitāti.

Ja ar instrumentu nerīkojas uzmanīgi, var notikt sprādziens.

Ja dzesēšanas šķidrums ir pārkarsēts, tas pārvērtīsies tvaikā. Rezultātā spiediens sistēmā krasi palielināsies, ko caurules vienkārši nevar izturēt, tās pārplīsīs. Tāpēc normālai sistēmas darbībai ierīcei jābūt aprīkotai ar vismaz manometru un vēl labāk - avārijas izslēgšanas ierīci, termostatu utt.

Tas viss var ievērojami palielināt paštaisīta indukcijas katla izmaksas. Lai gan ierīce tiek uzskatīta par praktiski klusu, tas ne vienmēr notiek. Daži modeļi dažādu iemeslu dēļ joprojām var radīt zināmu troksni. Pašizgatavotai ierīcei šāda iznākuma iespējamība palielinās.

Gan rūpnīcā ražoto, gan pašmāju indukcijas sildītāju konstrukcijā praktiski nav nodiluma komponentu. Tie kalpo ilgu laiku un darbojas nevainojami.

Pašdarināti indukcijas katli

Vienkāršākā samontētās ierīces shēma sastāv no plastmasas caurules gabala, kuras dobumā tiek ielikti dažādi metāla elementi, lai izveidotu serdi. Tas var būt tieva nerūsējošā stieple, kas sarullēta bumbiņās, sasmalcināta mazos stieples gabaliņos - stieples stienis ar diametru 6-8 mm vai pat urbis, kura diametrs atbilst caurules iekšējam izmēram. Ārpus tam pielīmē stikla šķiedras nūjas, uz kurām stikla izolācijā uztīta 1,5-1,7 mm bieza stieple. Vada garums ir aptuveni 11 m Izgatavošanas tehnoloģiju var izpētīt, noskatoties video:

Pēc tam tika pārbaudīts paštaisīts indukcijas sildītājs, piepildot to ar ūdeni un standarta induktora vietā pievienojot rūpnīcā ražotai ORION indukcijas plīts virsmai ar jaudu 2 kW. Pārbaudes rezultāti ir parādīti šajā videoklipā:

Citi meistari iesaka kā avotu ņemt mazjaudas metināšanas invertoru, savienojot sekundārā tinuma spailes ar spoles spailēm. Ja rūpīgi izpētāt autora paveikto, rodas šādi secinājumi:

Autors paveica labu darbu, un viņa produkts, protams, darbojas.
Netika veikti aprēķini par stieples biezumu, spoles pagriezienu skaitu un diametru. Tinuma parametri tika ņemti pēc analoģijas ar plīti, attiecīgi, indukcijas ūdens sildītājs izrādīsies ar jaudu ne vairāk kā 2 kW.
Labākajā gadījumā mājās gatavota iekārta varēs uzsildīt ūdeni diviem apkures radiatoriem pa 1 kW katram, ar to pietiek vienas telpas apsildīšanai. Sliktākajā gadījumā apkure būs vāja vai pazudīs pavisam, jo testi tika veikti bez dzesēšanas šķidruma plūsmas.

Precīzākus secinājumus ir grūti izdarīt, jo trūkst informācijas par turpmākajām ierīces pārbaudēm. Vēl viens veids, kā patstāvīgi organizēt indukcijas ūdens sildīšanu apkurei, ir parādīts šajā videoklipā:

Radiators, kas metināts no vairākām metāla caurulēm, darbojas kā ārējais serdenis virpuļstrāvām, ko rada tās pašas indukcijas plīts spole. Secinājumi ir šādi:

Iegūtā sildītāja siltuma jauda nepārsniedz paneļa elektrisko jaudu.
Cauruļu skaits un izmērs tika izvēlēti nejauši, bet nodrošināja pietiekamu virsmu virpuļstrāvu radītā siltuma pārnesei.
Šī indukcijas sildītāja shēma izrādījās veiksmīga konkrētajam gadījumam, kad dzīvokli ieskauj citu apsildāmu dzīvokļu telpas. Turklāt autore neparādīja instalācijas darbību aukstajā sezonā ar gaisa temperatūras fiksēšanu telpās.

Lai apstiprinātu izdarītos secinājumus, tiek piedāvāts noskatīties video, kurā autors mēģināja izmantot līdzīgu sildītāju atsevišķā izolētā ēkā:

Darbības princips

Indukcijas karsēšana ir materiālu sildīšana ar elektrisko strāvu, ko izraisa mainīgs magnētiskais lauks. Tāpēc šī ir izstrādājumu, kas izgatavoti no vadošiem materiāliem (vadītājiem), sildīšana ar induktoru magnētisko lauku (maiņstrāvas magnētiskā lauka avoti).

Indukcijas sildīšana tiek veikta šādi. Elektrību vadošā (metāla, grafīta) apstrādājamā detaļa tiek ievietota tā sauktajā induktorā, kas ir viens vai vairāki stieples (visbiežāk vara) apgriezieni. Induktorā ar speciāla ģeneratora palīdzību tiek inducētas jaudīgas dažādu frekvenču strāvas (no desmitiem Hz līdz vairākiem MHz), kā rezultātā ap induktors rodas elektromagnētiskais lauks. Elektromagnētiskais lauks sagatavē izraisa virpuļstrāvas. Virpuļstrāvas silda sagatavi džoula siltuma ietekmē.

Induktora tukša sistēma ir bezkodolu transformators, kurā induktors ir primārais tinums. Apstrādājamā detaļa it kā ir sekundārais tinums, īssavienojums. Magnētiskā plūsma starp tinumiem aizveras gaisā.

Augstā frekvencē virpuļstrāvas ar to veidoto magnētisko lauku pārvieto plānos sagataves virsmas slāņos Δ (ādas efekts), kā rezultātā to blīvums strauji palielinās un sagatave tiek uzkarsēta. Zemāk esošie metāla slāņi tiek uzkarsēti ar siltumvadītspēju. Svarīga nav strāva, bet gan lielais strāvas blīvums. Ādas slānī Δ strāvas blīvums palielinās e reizes attiecībā pret strāvas blīvumu apstrādājamā detaļā, savukārt 86,4% siltuma no kopējās siltuma izdalīšanās tiek atbrīvoti ādas slānī. Ādas slāņa dziļums ir atkarīgs no starojuma frekvences: jo augstāka frekvence, jo plānāks ir ādas slānis. Tas ir atkarīgs arī no sagataves materiāla relatīvās magnētiskās caurlaidības μ.

Dzelzs, kobalta, niķeļa un magnētisko sakausējumu temperatūrā, kas zemāka par Kirī punktu, μ vērtība ir no vairākiem simtiem līdz desmitiem tūkstošu. Citiem materiāliem (kausējumiem, krāsainiem metāliem, šķidriem zemas kušanas eitektikas materiāliem, grafītam, elektriski vadošai keramikai utt.) μ ir aptuveni vienāds ar vienu.

Formula ādas dziļuma aprēķināšanai mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

kur ρ - sagataves materiāla īpatnējā elektriskā pretestība apstrādes temperatūrā, Ohm m, f- induktora radītā elektromagnētiskā lauka frekvence, Hz.

Piemēram, 2 MHz frekvencē vara apvalka dziļums ir aptuveni 0,047 mm, dzelzs ≈ 0,0001 mm.

Darbības laikā induktors ļoti sakarst, jo tas absorbē savu starojumu. Turklāt tas absorbē siltuma starojumu no karstas sagataves. Viņi izgatavo induktorus no vara caurulēm, kas atdzesētas ar ūdeni. Ūdens tiek piegādāts ar sūkšanas palīdzību - tas nodrošina drošību apdeguma vai cita veida spiediena samazināšanas gadījumā induktors.

Darbības princips

Indukcijas krāsns kausēšanas bloku izmanto dažādu metālu un sakausējumu sildīšanai. Klasiskais dizains sastāv no šādiem elementiem:

Drenāžas sūknis.
Ūdens dzesēšanas induktors.
Rāmis no nerūsējošā tērauda vai alumīnija.
Kontaktu zona.
Kurtuve no karstumizturīga betona.
Atbalsts ar hidraulisko cilindru un gultņu komplektu.

Darbības princips ir balstīts uz virpuļu izraisītu Fuko strāvu radīšanu. Parasti sadzīves tehnikas darbības laikā šādas strāvas izraisa kļūmes, taču šajā gadījumā tās tiek izmantotas, lai uzsildītu lādiņu līdz vajadzīgajai temperatūrai. Gandrīz visa elektronika darbības laikā sāk uzkarst. Šis negatīvais elektroenerģijas izmantošanas faktors tiek izmantots pilnībā.

Ierīces priekšrocības

Indukcijas kausēšanas krāsns tika izmantota salīdzinoši nesen. Ražotnēs tiek uzstādītas slavenas martena krāsnis, domnas un cita veida iekārtas. Šādai metāla kausēšanas krāsnim ir šādas priekšrocības:

Indukcijas principa pielietošana ļauj padarīt iekārtu kompaktu. Tāpēc nav problēmu ar to izvietošanu mazās telpās. Kā piemēru var minēt domnas, kuras var uzstādīt tikai sagatavotās telpās.
Veikto pētījumu rezultāti liecina, ka efektivitāte ir gandrīz 100%.
Augsts kušanas ātrums. Augsts efektivitātes indekss nosaka, ka metāla uzsildīšanai nepieciešams daudz mazāk laika, salīdzinot ar citām krāsnīm.
Dažas krāsnis kausēšanas laikā var izraisīt metāla ķīmiskā sastāva izmaiņas. Indukcija ieņem pirmo vietu kausējuma tīrības ziņā. Radītās Fuko straumes silda sagatavi no iekšpuses, kas novērš iespēju iekļūt dažādu piemaisījumu sastāvā.

Tieši pēdējā priekšrocība nosaka indukcijas krāsns izplatību juvelierizstrādājumos, jo pat neliela svešu piemaisījumu koncentrācija var negatīvi ietekmēt rezultātu.

Sakarā ar to, ka M. Faradejs atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu tālajā 1831. gadā, pasaule redzēja lielu skaitu ierīču, kas silda ūdeni un citus nesējus.

Tā kā šis atklājums tika realizēts, cilvēki to izmanto ikdienā ikdienā:

Elektriskā tējkanna ar disku sildītāju ūdens sildīšanai;
Multicooker krāsns;
indukcijas plīts;
Mikroviļņu krāsnis (plīts);
Sildītājs;
Apkures kolonna.

Arī atvere tiek uzklāta uz ekstrūdera (nav mehāniska). Iepriekš to plaši izmantoja metalurģijā un citās ar metālapstrādi saistītās nozarēs. Rūpnīcas induktīvais katls darbojas pēc virpuļstrāvu darbības principa uz speciālu serdi, kas atrodas spoles iekšpusē. Fuko virpuļstrāvas ir virspusējas, tāpēc labāk par serdi ņemt dobu metāla cauruli, caur kuru iziet dzesēšanas šķidruma elements.

Elektrisko strāvu rašanās notiek, jo tinumam tiek piegādāts mainīgs spriegums, izraisot mainīga elektriskā magnētiskā lauka parādīšanos, kas maina potenciālus 50 reizes sekundē. standarta rūpnieciskajā frekvencē 50 Hz.

Tajā pašā laikā Ruhmkorff indukcijas spole ir veidota tā, lai to varētu tieši pieslēgt maiņstrāvas tīklam. Ražošanā šādai apkurei tiek izmantotas augstfrekvences elektriskās strāvas - līdz 1 MHz, tāpēc ir diezgan grūti panākt ierīces darbību pie 50 Hz. Stieples biezums un ierīces izmantoto tinumu apgriezienu skaits tiek aprēķināts katrai iekārtai atsevišķi pēc īpašas metodes vajadzīgajai siltuma jaudai. Pašmāju, jaudīgai iekārtai jādarbojas efektīvi, ātri jāuzsilda ūdens, kas plūst caur cauruli, nevis jāuzsilda.

Organizācijas iegulda lielus līdzekļus šādu produktu izstrādē un ieviešanā, tāpēc:

Visi uzdevumi tiek veiksmīgi atrisināti;
Apkures ierīces efektivitāte ir 98%;
Funkcijas bez pārtraukuma.

Papildus augstākajai efektivitātei nevar nepievilināt ātrumu, ar kādu notiek caur serdi ietošās vides sildīšana. Uz att. piedāvāta ražotnē izveidotā indukcijas ūdens sildītāja darbības shēma. Šādai shēmai ir VIN zīmola vienība, ko ražo Iževskas rūpnīca.

Cik ilgi iekārta darbosies, ir atkarīgs tikai un vienīgi no tā, cik stingrs ir korpuss un nav bojāta vadu pagriezienu izolācija, un tas, pēc ražotāja domām, ir diezgan ievērojams periods - līdz 30 gadiem.

Par visām šīm priekšrocībām, kuras ierīcei ir 100%, jums ir jāmaksā daudz naudas, induktors, magnētiskais ūdens sildītājs ir visdārgākais no visa veida apkures instalācijām. Tāpēc daudzi amatnieki dod priekšroku pašiem montēt īpaši ekonomisku ierīci apkurei.

Noteikumi iekārtu ražošanai neatkarīgi

Lai indukcijas apkures iekārta darbotos pareizi, šāda produkta strāvai jāatbilst jaudai (tai jābūt vismaz 15 ampēriem, ja nepieciešams, var būt arī vairāk).

Vadu vajadzētu sagriezt gabalos ne vairāk kā piecus centimetrus. Tas ir nepieciešams efektīvai apkurei augstfrekvences laukā.
Korpusam jābūt ne mazākam diametrā par sagatavoto vadu, un ar biezām sienām.
Piestiprināšanai pie siltumtīkla konstrukcijas vienā pusē ir piestiprināts īpašs adapteris.
Caurules apakšā jāievieto tīkls, lai stieple neizkristu.
Pēdējais ir vajadzīgs tādā daudzumā, lai tas aizpildītu visu iekšējo telpu.
Dizains ir aizvērts, ievietots adapteris.
Tad no šīs caurules tiek uzbūvēta spole. Lai to izdarītu, aptiniet to ar jau sagatavotu stiepli. Jāievēro apgriezienu skaits: minimālais 80, maksimālais 90.
Pēc pieslēgšanas apkures sistēmai aparātā ielej ūdeni. Spole ir savienota ar sagatavoto invertoru.
Ir uzstādīts ūdens sūknis.
Temperatūras regulators ir uzstādīts.

Tādējādi indukcijas sildīšanas aprēķins būs atkarīgs no šādiem parametriem: garums, diametrs, temperatūra un apstrādes laiks

Pievērsiet uzmanību riepu induktivitātei, kas ved uz induktors, kas var būt daudz augstāka nekā pati induktors.

Augstas precizitātes indukcijas apkure

Šādai apkurei ir visvienkāršākais princips, jo tā ir bezkontakta. Augstfrekvences impulsu karsēšana ļauj sasniegt augstākās temperatūras apstākļus, pie kuriem ir iespējams apstrādāt kausēšanā sarežģītākos metālus. Lai veiktu indukcijas sildīšanu, nepieciešams izveidot nepieciešamo spriegumu 12V (volti) un induktivitātes frekvenci elektromagnētiskajos laukos.

To var izdarīt īpašā ierīcē - induktorā. To darbina elektrība no rūpnieciskā barošanas avota ar 50 Hz.

Šim nolūkam ir iespējams izmantot individuālos barošanas blokus - pārveidotājus / ģeneratorus. Vienkāršākā ierīce zemfrekvences ierīcei ir spirāle (izolēts vadītājs), kuru var ievietot metāla caurules iekšpusē vai aptīt ap to. Ieplūstošās strāvas silda cauruli, kas nākotnē piešķir siltumu dzīvojamajai istabai.

Indukcijas sildīšanas izmantošana minimālajās frekvencēs nav bieža parādība. Visizplatītākā metālu apstrāde ar augstāku vai vidēju frekvenci. Šādas ierīces izceļas ar to, ka magnētiskais vilnis iet uz virsmu, kur tas sabrūk. Enerģija tiek pārvērsta siltumā. Lai efekts būtu labāks, abām sastāvdaļām jābūt līdzīgai formai. Kur tiek pielietots siltums?

Mūsdienās augstfrekvences apkures izmantošana ir plaši izplatīta:

Metālu kausēšanai un to lodēšanai ar bezkontakta metodi;
Inženierrūpniecība;
Juvelierizstrādājumu bizness;
Nelielu elementu (dēlīšu) izveide, kas var tikt bojāti, izmantojot citus paņēmienus;
Detaļu virsmu sacietēšana, dažādas konfigurācijas;
detaļu termiskā apstrāde;
Medicīniskā prakse (ierīču/instrumentu dezinfekcija).

Apkure var atrisināt daudzas problēmas.

Kas ir indukcijas apkure

Kā darbojas indukcijas ūdens sildītājs.

Indukcijas ierīce darbojas ar elektromagnētiskā lauka radīto enerģiju. To absorbē siltumnesējs, pēc tam nododot telpām:

Šādā ūdens sildītājā induktors rada elektromagnētisko lauku. Šī ir vairāku apgriezienu cilindriska stieples spole.
Caur to plūstot, maiņstrāva ap spoli rada magnētisko lauku.
Tās līnijas ir novietotas perpendikulāri elektromagnētiskās plūsmas vektoram. Pārvietojot, viņi no jauna izveido slēgtu loku.
Maiņstrāvas radītās virpuļstrāvas pārvērš elektroenerģijas enerģiju siltumā.

Siltumenerģija indukcijas karsēšanas laikā tiek tērēta taupīgi un ar zemu sildīšanas ātrumu. Pateicoties tam, indukcijas ierīce īsā laika periodā sasilda apkures sistēmas ūdeni līdz augstai temperatūrai.

Ierīces funkcijas

Elektriskā strāva ir pievienota primārajam tinumam.

Indukcijas apkure tiek veikta, izmantojot transformatoru. Tas sastāv no tinumu pāra:

ārējais (primārais);
īssavienojums iekšējais (sekundārais).

Transformatora dziļajā daļā rodas virpuļstrāvas. Tie novirza topošo elektromagnētisko lauku uz sekundāro ķēdi. Viņš vienlaikus veic ķermeņa funkciju un darbojas kā ūdens sildelements.

Palielinoties virpuļu plūsmu blīvumam, kas vērstas uz serdi, tas vispirms uzsilst pats, pēc tam viss siltuma elements.

Lai piegādātu vēsu ūdeni un noņemtu sagatavoto dzesēšanas šķidrumu apkures sistēmai, indukcijas sildītājs ir aprīkots ar cauruļu pāri:

Apakšējais ir uzstādīts uz ūdens padeves ieejas.
Augšējā atzarojuma caurule - uz apkures sistēmas padeves sekciju.

No kādiem elementiem ierīce sastāv un kā tā darbojas

Indukcijas ūdens sildītājs sastāv no šādiem konstrukcijas elementiem:

Fotogrāfija	Strukturālais mezgls
	Induktors. Tas sastāv no daudzām vara stieples spolēm. Tie rada elektromagnētisko lauku.
	Sildīšanas elements. Šī ir caurule, kas izgatavota no metāla vai tērauda stieples atgriezumiem, kas ievietoti induktora iekšpusē.
	Ģenerators. Tas pārveido mājsaimniecības elektroenerģiju augstfrekvences elektriskajā strāvā. Ģeneratora lomu var pildīt invertors no metināšanas iekārtas.

Apkures sistēmas darbības shēma ar indukcijas ūdens sildītāju.

Kad visas ierīces sastāvdaļas mijiedarbojas, siltumenerģija tiek ģenerēta un pārnesta uz ūdeni. Iekārtas darbības shēma ir šāda:

Ģenerators rada augstfrekvences elektrisko strāvu. Pēc tam viņš to nodod indukcijas spolē.
Viņa, uztvērusi strāvu, pārvērš to elektriskajā magnētiskajā laukā.
Sildītājs, kas atrodas spoles iekšpusē, tiek uzkarsēts, iedarbojoties virpuļplūsmām, kas parādās magnētiskā lauka vektora izmaiņu dēļ.
Elementa iekšpusē cirkulējošo ūdeni tas silda. Tad tas nonāk apkures sistēmā.

Indukcijas sildīšanas metodes priekšrocības un trūkumi

Ierīce ir kompakta un aizņem maz vietas.

Indukcijas sildītāji ir apveltīti ar šādām priekšrocībām:

augsts efektivitātes līmenis;
nav nepieciešama bieža apkope;
tie aizņem maz brīvas vietas;
magnētiskā lauka vibrāciju dēļ tajās nenosēžas katlakmens;
ierīces ir klusas;
tie ir droši;
korpusa hermētiskuma dēļ nav noplūžu;
sildītāja darbība ir pilnībā automatizēta;
iekārta ir videi draudzīga, neizdala kvēpus, kvēpus, oglekļa monoksīdu utt.

Fotoattēlā - rūpnīcas ūdens sildīšanas indukcijas katls.

Ierīces galvenais trūkums ir tās rūpnīcas modeļu augstās izmaksas..

Tomēr šo trūkumu var izlīdzināt, ja jūs savācat indukcijas sildītāju ar savām rokām. Iekārta ir montēta no viegli pieejamiem elementiem, to cena ir zema.

Visu veidu indukcijas sildītāju izmantošanas priekšrocības

Indukcijas sildītājam ir neapšaubāmas priekšrocības, un tas ir līderis starp visu veidu ierīcēm. Šī priekšrocība sastāv no sekojošām:

Tas patērē mazāk elektrības un nepiesārņo vidi.
Viegli darbināms, tas nodrošina augstas kvalitātes darbu un ļauj kontrolēt procesu.
Sildīšana caur kameras sienām nodrošina īpašu tīrību un iespēju iegūt īpaši tīrus sakausējumus, savukārt kausēšana var tikt veikta dažādās atmosfērās, tostarp inertās gāzēs un vakuumā.
Ar tās palīdzību iespējama vienmērīga jebkuras formas detaļu uzsildīšana vai selektīva karsēšana
Visbeidzot, indukcijas sildītāji ir universāli, kas ļauj tos izmantot visur, aizstājot novecojušas enerģiju patērējošas un neefektīvas iekārtas.

Veicot indukcijas sildītāju ar savām rokām, jums jāuztraucas par ierīces drošību. Lai to izdarītu, ir jāvadās pēc šādiem noteikumiem, kas palielina visas sistēmas uzticamības līmeni:

Lai atbrīvotu lieko spiedienu, augšējā Tē ir jāievieto drošības vārsts. Pretējā gadījumā, ja cirkulācijas sūknis neizdodas, tvaika ietekmē kodols vienkārši pārsprāgs. Parasti šādus momentus paredz vienkārša indukcijas sildītāja shēma.
Invertors ir savienots ar tīklu tikai caur RCD. Šī ierīce darbojas kritiskās situācijās un palīdzēs izvairīties no īssavienojuma.
Metināšanas invertors ir jāiezemē, vedot kabeli uz īpašu metāla ķēdi, kas uzstādīta zemē aiz konstrukcijas sienām.
Indukcijas sildītāja korpuss jānovieto 80 cm augstumā virs grīdas. Turklāt attālumam līdz griestiem jābūt vismaz 70 cm, bet līdz citām mēbelēm - vairāk nekā 30 cm.
Indukcijas sildītājs ir ļoti spēcīga elektromagnētiskā lauka avots, tāpēc šī iekārta ir jātur tālāk no dzīvojamām telpām un iežogojumiem, kuros ir mājdzīvnieki.

Indukcijas sildītāja diagramma

Pateicoties M. Faradeja atklājumam 1831. gadā par elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, mūsu mūsdienu dzīvē ir parādījušās daudzas ierīces, kas silda ūdeni un citus nesējus. Ikdienā lietojam elektrisko tējkannu ar disku sildītāju, multivarku, indukcijas plīti, jo šo atklājumu ikdienai izdevies realizēt tikai mūsu laikā. Iepriekš tas tika izmantots metalurģijā un citās metālapstrādes nozares nozarēs.

Rūpnīcas indukcijas katls savā darbā izmanto virpuļstrāvu darbības principu uz metāla serdi, kas novietots spoles iekšpusē. Fuko virpuļstrāvām ir virsmas raksturs, tāpēc ir jēga izmantot dobu metāla cauruli kā serdi, caur kuru plūst uzsildīts dzesēšanas šķidrums.

Indukcijas sildītāja darbības princips

Strāvu rašanās ir saistīta ar mainīga elektriskā sprieguma padevi tinumam, izraisot mainīga elektromagnētiskā lauka parādīšanos, kas maina potenciālus 50 reizes sekundē pie parastās rūpnieciskās frekvences 50 Hz. Tajā pašā laikā indukcijas spole ir veidota tā, lai to varētu tieši pieslēgt maiņstrāvas tīklam. Rūpniecībā šādai apkurei tiek izmantotas augstfrekvences strāvas - līdz 1 MHz, tāpēc nav viegli panākt ierīces darbību ar frekvenci 50 Hz.

Vara stieples biezums un tinumu apgriezienu skaits, ko izmanto indukcijas ūdens sildītāji, tiek aprēķināti katrai iekārtai atsevišķi, izmantojot īpašu metodi vajadzīgajai siltuma jaudai. Produktam jādarbojas efektīvi, ātri jāuzsilda caur cauruli plūstošais ūdens un tajā pašā laikā nepārkarst. Uzņēmumi iegulda lielu naudu šādu produktu izstrādē un ieviešanā, tāpēc visi uzdevumi tiek veiksmīgi atrisināti, un sildītāja efektivitātes rādītājs ir 98%.

Papildus augstajai efektivitātei īpaši pievilcīgs ir ātrums, kādā tiek uzkarsēta vide, kas plūst caur serdi. Attēlā parādīta rūpnīcā izgatavota indukcijas sildītāja darbības shēma. Šāda shēma tiek izmantota plaši pazīstamās preču zīmes "VIN" vienībās, ko ražo Iževskas rūpnīca.

Sildītāja darbības shēma

Siltuma ģeneratora izturība ir atkarīga tikai no korpusa hermētiskuma un stieples pagriezienu izolācijas integritātes, un tas izrādās diezgan ilgs periods, ražotāji deklarē - līdz 30 gadiem. Par visām šīm priekšrocībām, kas šīm ierīcēm faktiski piemīt, jums ir jāmaksā daudz naudas, indukcijas ūdens sildītājs ir visdārgākais no visiem apkures elektroinstalācijas veidiem. Šī iemesla dēļ daži amatnieki sāka ražot mājās gatavotu ierīci, lai to izmantotu mājas apkurei.

DIY ražošanas process

Darbā noderēs šādi rīki:

metināšanas invertors;
metināšanas ģenerējošā strāva ar jaudu 15 ampēri.

Jums būs nepieciešama arī vara stieple, kas ir aptīta ap serdes korpusu. Ierīce darbosies kā induktors. Vadu kontakti ir savienoti ar invertora spailēm, lai neveidotos pagriezieni. Materiāla gabalam, kas nepieciešams serdes montāžai, jābūt pareizam garumam. Vidēji apgriezienu skaits ir 50, stieples diametrs ir 3 milimetri.

Dažāda diametra vara stieple tinumam

Tagad pāriesim pie kodola. Viņa lomā būs polimēra caurule, kas izgatavota no polietilēna. Šāda veida plastmasa var izturēt diezgan augstu temperatūru. Serdes diametrs - 50 milimetri, sieniņu biezums - vismaz 3 mm. Šo daļu izmanto kā mērinstrumentu, uz kura tiek uzvilkta vara stieple, veidojot induktors. Gandrīz ikviens var salikt visvienkāršāko indukcijas ūdens sildītāju.

Videoklipā redzēsit veidu - kā patstāvīgi organizēt ūdens indukcijas sildīšanu apkurei:

Pirmais variants

Stiepli sagriež 50 mm segmentos, ar to pilda plastmasas cauruli. Lai tas neizšļakstītos no caurules, aizbāž galus ar stiepļu sietu. Galos no caurules tiek ievietoti adapteri, vietā, kur ir pievienots sildītājs.

Uz pēdējā korpusa ir uztīts tinums ar vara stiepli. Šim nolūkam jums ir nepieciešami apmēram 17 metri stieples: jums jāveic 90 pagriezieni, caurules diametrs ir 60 milimetri. 3,14×60×90=17 m.

Ir svarīgi zināt! Pārbaudot ierīces darbību, pārliecinieties, vai tajā ir ūdens (dzesēšanas šķidrums). Pretējā gadījumā ierīces korpuss ātri izkusīs.
. Caurule ietriecas cauruļvadā

Sildītājs ir savienots ar invertoru. Atliek ierīci piepildīt ar ūdeni un ieslēgt. Viss ir gatavs!

Caurule ietriecas cauruļvadā. Sildītājs ir savienots ar invertoru. Atliek ierīci piepildīt ar ūdeni un ieslēgt. Viss ir gatavs!

Otrais variants

Šī opcija ir daudz vienkāršāka. Caurules vertikālajā daļā ir izvēlēta taisna metra izmēra daļa. Tas rūpīgi jānotīra no krāsas, izmantojot smilšpapīru. Turklāt šī caurules daļa ir pārklāta ar trīs elektriskā auduma slāņiem. Indukcijas spole ir uztīta ar vara stiepli. Visa savienojuma sistēma ir labi izolēta. Tagad jūs varat pievienot metināšanas invertoru, un montāžas process ir pabeigts.

Indukcijas spole ietīta ar vara stiepli

Pirms sākat izgatavot ūdens sildītāju ar savām rokām, ieteicams iepazīties ar rūpnīcas produktu īpašībām un izpētīt to rasējumus. Tas palīdzēs izprast pašmāju iekārtu sākotnējos datus un izvairīties no iespējamām kļūdām.

Trešais variants

Lai padarītu sildītāju šādā sarežģītākā veidā, jums jāizmanto metināšana. Lai strādātu, jums joprojām ir nepieciešams trīsfāzu transformators. Viena otrā ir jāiemetina divas caurules, kas darbosies kā sildītājs un serde. Uz induktora korpusa ir uztīts tinums. Tas palielina ierīces veiktspēju, kam ir kompakti izmēri, kas ir ļoti ērti lietošanai mājās.

Tinums uz induktora korpusa

Ūdens padevei un kanalizācijai induktora korpusā tiek metinātas 2 atzarojuma caurules. Lai nezaudētu siltumu un novērstu iespējamo strāvas noplūdi, ir jāveic izolācija. Tas novērsīs iepriekš aprakstītās problēmas un pilnībā novērsīs trokšņa parādīšanos katla darbības laikā.

Atkarībā no konstrukcijas iezīmēm izšķir grīdas un galddatoru indukcijas krāsnis. Neatkarīgi no tā, kura opcija tika izvēlēta, uzstādīšanai ir vairāki pamatnoteikumi:

Kad iekārta darbojas, elektrotīkls tiek pakļauts lielai slodzei. Lai izslēgtu īssavienojuma iespējamību izolācijas nodiluma dēļ, uzstādīšanas laikā ir jāveic kvalitatīvs zemējums.
Dizainam ir ūdens dzesēšanas ķēde, kas novērš galveno elementu pārkaršanas iespēju. Tāpēc ir jānodrošina uzticams ūdens kāpums.
Ja tiek uzstādīta galda cepeškrāsns, uzmanība jāpievērš izmantotās pamatnes stabilitātei.
Metāla kausēšanas krāsns ir sarežģīta elektroierīce, kuras uzstādīšanā jāievēro visi ražotāja ieteikumi. Īpaša uzmanība tiek pievērsta strāvas avota parametriem, kuriem jāatbilst ierīces modelim.
Neaizmirstiet, ka ap krāsni vajadzētu būt diezgan daudz brīvas vietas. Darbības laikā no veidnes var nejauši izšļakstīties pat neliels kausējums tilpuma un masas ziņā. Temperatūrā virs 1000 grādiem pēc Celsija tas radīs neatgriezeniskus bojājumus dažādiem materiāliem, kā arī var izraisīt ugunsgrēku.

Darbības laikā ierīce var ļoti sakarst. Tāpēc tuvumā nedrīkst atrasties viegli uzliesmojošas vai sprādzienbīstamas vielas. Turklāt saskaņā ar ugunsdrošības noteikumiem tuvumā vajadzētu jāuzstāda uguns vairogs.

Drošības noteikumi

apkures sistēmām, kurās tiek izmantota indukcijas apkure, ir svarīgi ievērot dažus noteikumus, lai izvairītos no noplūdēm, efektivitātes zuduma, enerģijas patēriņa, negadījumiem. . Indukcijas apkures sistēmām ir nepieciešams drošības vārsts, lai sūkņa atteices gadījumā atbrīvotu ūdeni un tvaiku.

Lai novērstu kļūmes elektrotīkla darbībā, ir ieteicams pieslēgt pašizveidotu katlu ar indukcijas apkuri atbilstoši piedāvātajām shēmām atsevišķai barošanas līnijai, kuras kabeļa šķērsgriezums būs vismaz 5 mm2.

Parastā elektroinstalācija var neizturēt nepieciešamo enerģijas patēriņu.

Indukcijas apkures sistēmām ir nepieciešams drošības vārsts, lai sūkņa atteices gadījumā atbrīvotu ūdeni un tvaiku.
Manometrs un RCD ir nepieciešami drošai apkures sistēmas "dari pats" darbībai.
Visas indukcijas apkures sistēmas zemējuma un elektriskās izolācijas klātbūtne novērsīs elektriskās strāvas triecienu.
Lai izvairītos no elektromagnētiskā lauka kaitīgās ietekmes uz cilvēka ķermeni, šādas sistēmas labāk izvest ārpus dzīvojamās zonas, kur jāievēro uzstādīšanas noteikumi, saskaņā ar kuriem indukcijas sildīšanas ierīce jānovieto 80 attālumā. cm no horizontālām (grīdas un griestiem) un 30 cm no vertikālām virsmām.
Pirms sistēmas ieslēgšanas noteikti pārbaudiet dzesēšanas šķidruma klātbūtni.
Lai novērstu darbības traucējumus elektrotīklā, indukcijas apkures katlu, ko dari pats, ieteicams pievienot saskaņā ar piedāvātajām shēmām atsevišķai barošanas līnijai, kuras kabeļa šķērsgriezums būs vismaz 5 mm2. Parastā elektroinstalācija var neizturēt nepieciešamo enerģijas patēriņu.

Izsmalcinātu armatūru izveide

Ir grūtāk izveidot HDTV apkures instalāciju ar savām rokām, taču tā ir pakļauta radioamatieriem, jo, lai to savāktu, jums būs nepieciešama multivibratora ķēde. Darbības princips ir līdzīgs - virpuļstrāvas, kas rodas no spoles centrā esošā metāla pildvielas un tā paša izteikti magnētiskā lauka mijiedarbības, silda virsmu.

HDTV instalāciju projektēšana

Tā kā pat mazas spoles rada aptuveni 100 A strāvu, ar tām būs jāpievieno rezonējošā kapacitāte, lai līdzsvarotu indukcijas vilci. Ir 2 veidu darba ķēdes HDTV sildīšanai pie 12 V:

savienots ar elektrotīklu.

mērķtiecīga elektriskā;
savienots ar elektrotīklu.

Pirmajā gadījumā mini HDTV instalāciju var samontēt stundas laikā. Pat ja nav 220 V tīkla, jūs varat izmantot šādu ģeneratoru jebkur, bet ja jums ir automašīnu akumulatori kā strāvas avoti. Protams, tas nav pietiekami jaudīgs, lai izkausētu metālu, taču tas spēj uzkarst līdz augstām temperatūrām, kas nepieciešamas smalkiem darbiem, piemēram, nažu un skrūvgriežu uzsildīšanai līdz zilai krāsai. Lai to izveidotu, jums jāiegādājas:

lauka efekta tranzistori BUZ11, IRFP460, IRFP240;
automašīnas akumulators no 70 A / h;
augstsprieguma kondensatori.

11 A barošanas avota strāva sildīšanas procesā metāla pretestības dēļ tiek samazināta līdz 6 A, taču, lai izvairītos no pārkaršanas, joprojām ir nepieciešami resni vadi, kas iztur 11-12 A strāvu.

Otrā ķēde indukcijas sildīšanas instalācijai plastmasas korpusā ir sarežģītāka, pamatojoties uz IR2153 draiveri, taču, izmantojot to, ir ērtāk izveidot 100 k rezonansi pār regulatoru. Ķēde ir jāvada caur tīkla adapteri ar spriegumu 12 V. Strāvas bloku var tieši savienot ar galveno tīklu 220 V, izmantojot diodes tiltu. Rezonanses frekvence ir 30 kHz. Būs nepieciešami šādi priekšmeti:

ferīta serde 10 mm un drosele 20 apgriezieni;
vara caurule kā HDTV spole ar 25 apgriezieniem uz 5–8 cm serdi;
kondensatori 250 V.

Vortex sildītāji

Jaudīgāku instalāciju, kas spēj sildīt skrūves līdz dzeltenai, var montēt saskaņā ar vienkāršu shēmu. Bet ekspluatācijas laikā siltuma veidošanās būs diezgan liela, tāpēc ir ieteicams uzstādīt radiatorus uz tranzistoriem. Jums būs nepieciešams arī droselis, kuru varat aizņemties no jebkura datora barošanas avota, un šādi palīgmateriāli:

tērauda feromagnētiskā stieple;
vara stieple 1,5 mm;
lauka efekta tranzistori un diodes reversajam spriegumam no 500 V;
zenera diodes ar jaudu 2-3 W ar aprēķinu 15 V;
vienkārši rezistori.

Atkarībā no vēlamā rezultāta stieples tinums uz vara pamatnes ir no 10 līdz 30 apgriezieniem. Tālāk seko ķēdes montāža un sildītāja bāzes spoles sagatavošana no apmēram 7 1,5 mm vara stieples apgriezieniem. Tas savienojas ar ķēdi un pēc tam ar elektrību.

Amatnieki, kas pārzina metināšanu un trīsfāzu transformatora darbību, var vēl vairāk palielināt ierīces efektivitāti, vienlaikus samazinot svaru un izmēru. Lai to izdarītu, ir nepieciešams sametināt divu cauruļu pamatnes, kas kalpos gan kā serde, gan kā sildītājs, un pēc uztīšanas korpusā iemetināt divas caurules dzesēšanas šķidruma padevei un noņemšanai.

Priekšrocības un trūkumi

Ņemot vērā indukcijas sildītāja darbības principu, varat apsvērt tā pozitīvās un negatīvās puses. Ņemot vērā šāda veida siltuma ģeneratoru lielo popularitāti, var pieņemt, ka tam ir daudz vairāk priekšrocību nekā trūkumu. Starp nozīmīgākajām priekšrocībām ir:

Dizaina vienkāršība.
Augsts efektivitātes līmenis.
Ilgs kalpošanas laiks.
Neliels risks sabojāt ierīci.
Ievērojams enerģijas ietaupījums.

Tā kā indukcijas katla darbības rādītājs ir plašā diapazonā, tad bez problēmām iespējams izvēlēties agregātu konkrētai ēkas apkures sistēmai. Šīs ierīces spēj ātri uzsildīt dzesēšanas šķidrumu līdz iepriekš noteiktai temperatūrai, kas ir padarījis tās par cienīgu konkurentu tradicionālajiem apkures katliem.

Indukcijas sildītāja darbības laikā tiek novērota neliela vibrācija, kuras dēļ no caurulēm tiek nokrata katlakmens. Tā rezultātā ierīci var tīrīt retāk. Tā kā dzesēšanas šķidrums pastāvīgi saskaras ar sildelementu, tā atteices risks ir salīdzinoši neliels.

1. daļa. DIY INDUKCIJAS KATLS – tas ir vienkārši. Stiprinājums indukcijas plīts virsmai.

Ja indukcijas katla uzstādīšanas laikā netika pieļautas kļūdas, tad noplūde praktiski ir izslēgta. Tas ir saistīts ar bezkontakta siltumenerģijas pārnešanu uz sildītāju. Izmantojot indukcijas ūdens sildīšanas tehnoloģiju ļauj to novest gandrīz līdz gāzveida stāvoklim. Tādā veidā tiek panākta efektīva ūdens kustība pa caurulēm, un dažās situācijās pat iespējams atteikties no cirkulācijas sūkņu agregātu izmantošanas.

Diemžēl ideālas ierīces mūsdienās nepastāv. Papildus daudzām priekšrocībām indukcijas sildītājiem ir arī vairāki trūkumi. Tā kā iekārtas darbībai ir nepieciešama elektrība, tā nevarēs darboties ar maksimālu efektivitāti reģionos, kur bieži tiek pārtraukti elektroenerģijas padeves pārtraukumi. Kad dzesēšanas šķidrums pārkarst, spiediens sistēmā strauji palielinās un caurules var saplīst. Lai no tā izvairītos, indukcijas sildītājam jābūt aprīkotam ar avārijas izslēgšanas ierīci.

DIY indukcijas sildītājs

Indukcijas sildīšanas darbības princips

Indukcijas sildītāja darbā tiek izmantota elektromagnētiskā lauka enerģija, ko uzkarsētais objekts absorbē un pārvērš siltumā. Lai radītu magnētisko lauku, tiek izmantots induktors, tas ir, vairāku apgriezienu cilindriska spole. Izejot caur šo induktors, mainīga elektriskā strāva rada mainīgu magnētisko lauku ap spoli.

Pašdarināts invertora sildītājs ļauj ātri uzkarst un līdz ļoti augstām temperatūrām. Ar šādu ierīču palīdzību var ne tikai sildīt ūdeni, bet pat izkausēt dažādus metālus.

Ja induktora iekšpusē vai tā tuvumā ievieto sakarsētu priekšmetu, to caurdurs magnētiskās indukcijas vektora plūsma, kas pastāvīgi mainās laikā. Šajā gadījumā rodas elektriskais lauks, kura līnijas atrodas perpendikulāri magnētiskās plūsmas virzienam un pārvietojas apburtā lokā. Pateicoties šīm virpuļplūsmām, elektriskā enerģija tiek pārveidota siltumenerģijā un objekts uzsilst.

Tādējādi induktora elektriskā enerģija tiek pārnesta uz objektu, neizmantojot kontaktus, kā tas notiek pretestības krāsnīs. Tā rezultātā siltumenerģija tiek tērēta efektīvāk, un apkures ātrums ievērojami palielinās. Šis princips tiek plaši izmantots metālapstrādes jomā: tā kausēšana, kalšana, lodēšana utt. Ar ne mazākiem panākumiem ūdens sildīšanai var izmantot virpuļindukcijas sildītāju.

Augstas frekvences indukcijas sildītāji

Visplašākais pielietojuma klāsts ir paredzēts augstfrekvences indukcijas sildītājiem. Sildītājiem ir raksturīga augsta frekvence 30-100 kHz un plašs jaudas diapazons 15-160 kW. Augstfrekvences tips nodrošina nelielu sildīšanas dziļumu, taču tas ir pietiekami, lai uzlabotu metāla ķīmiskās īpašības.

Augstas frekvences indukcijas sildītāji ir viegli darbināmi un ekonomiski, savukārt to efektivitāte var sasniegt 95%. Visi veidi strādā nepārtraukti ilgu laiku, un divu bloku versija (kad augstfrekvences transformators ir ievietots atsevišķā blokā) ļauj darboties visu diennakti. Sildītājam ir 28 aizsardzības veidi, no kuriem katrs ir atbildīgs par savu funkciju. Piemērs: ūdens spiediena kontrole dzesēšanas sistēmā.

Indukcijas sildītājs 60 kW Perm
Indukcijas sildītājs 65 kW Novosibirska
Indukcijas sildītājs 60 kW Krasnojarska
Indukcijas sildītājs 60 kW Kaluga
Indukcijas sildītājs 100 kW Novosibirska
Indukcijas sildītājs 120 kW Jekaterinburga
Indukcijas sildītājs 160 kW Samara

Pielietojums:

virsmas rūdīts zobrats
vārpstas sacietēšana
celtņa riteņu sacietēšana
detaļu sildīšana pirms locīšanas
griezēju, frēžu, urbju lodēšana
sagataves sildīšana karstās štancēšanas laikā
skrūvju nosēšanās
metālu metināšana un virsmas apstrāde
detaļu atjaunošana.

Indukcijas krāsnis tiek izmantotas metālu kausēšanai, un tās izceļas ar to, ka tās silda ar elektriskās strāvas palīdzību. Strāvas ierosme notiek induktorā vai drīzāk nemaināmā laukā.

Šādās konstrukcijās enerģija tiek pārveidota vairākas reizes (šajā secībā):

elektromagnētiskajā
elektriskās;
termiski.

Šādas krāsnis ļauj izmantot siltumu ar maksimālu efektivitāti, kas nav pārsteidzoši, jo tās ir vismodernākās no visiem esošajiem modeļiem, kas darbojas ar elektrību.

Piezīme! Indukcijas konstrukcijas ir divu veidu - ar vai bez serdes. Pirmajā gadījumā metāls tiek ievietots cauruļveida teknē, kas atrodas ap induktors. Kodols atrodas pašā induktorā. Otro iespēju sauc par tīģeli, jo tajā metāls ar tīģeli jau atrodas indikatora iekšpusē. Protams, par kādu kodolu šajā gadījumā nevar būt ne runas.

Šodienas rakstā mēs runāsim par to, kā padarītDIY indukcijas krāsns.

Starp daudzajām priekšrocībām ir šādas:

vides tīrība un drošība;
palielināta kausējuma viendabīgums metāla aktīvas kustības dēļ;
ātrums - cepeškrāsni var izmantot gandrīz uzreiz pēc ieslēgšanas;
enerģijas zona un fokusēta orientācija;
augsts kušanas ātrums;
sakausējošo vielu atkritumu trūkums;
spēja regulēt temperatūru;
daudzas tehniskas iespējas.

Bet ir arī trūkumi.

Izdedžus silda metāls, kā rezultātā tiem ir zema temperatūra.
Ja izdedži ir auksti, tad no metāla ir ļoti grūti noņemt fosforu un sēru.
Starp spoli un kūstošo metālu magnētiskais lauks izkliedējas, tāpēc būs jāsamazina oderes biezums. Tas drīz novedīs pie tā, ka pati odere neizdosies.

Video - Indukcijas krāsns

Rūpnieciskais pielietojums

Abas konstrukcijas iespējas tiek izmantotas dzelzs, alumīnija, tērauda, magnija, vara un dārgmetālu kausēšanai. Šādu konstrukciju lietderīgais apjoms var svārstīties no vairākiem kilogramiem līdz vairākiem simtiem tonnu.

Rūpnieciskai lietošanai paredzētās krāsnis ir sadalītas vairākos veidos.

Vidējās frekvences konstrukcijas parasti izmanto mašīnbūvē un metalurģijā. Ar to palīdzību tiek izkausēts tērauds, un, izmantojot grafīta tīģeļus, tiek izkausēti arī krāsainie metāli.
Dzelzs kausēšanā tiek izmantotas rūpnieciskās frekvences konstrukcijas.
Pretestības konstrukcijas paredzētas alumīnija, alumīnija sakausējumu, cinka kausēšanai.

Piezīme! Tieši indukcijas tehnoloģija veidoja pamatu populārākām ierīcēm – mikroviļņu krāsnīm.

mājas lietošanai

Acīmredzamu iemeslu dēļ indukcijas kausēšanas krāsni mājās izmanto reti. Bet rakstā aprakstītā tehnoloģija ir atrodama gandrīz visās mūsdienu mājās un dzīvokļos. Tās ir iepriekš minētās mikroviļņu krāsnis, indukcijas plītis un elektriskās krāsnis.

Apsveriet, piemēram, plāksnes. Tie uzsilda traukus induktīvās virpuļstrāvas dēļ, kā rezultātā uzsilšana notiek gandrīz acumirklī. Raksturīgi, ka nav iespējams ieslēgt degli, uz kura nav trauku.

Indukcijas plīšu efektivitāte sasniedz 90%. Salīdzinājumam: elektriskajām plītīm tas ir aptuveni 55-65%, bet gāzes plītim - ne vairāk kā 30-50%. Bet godīgi sakot, ir vērts atzīmēt, ka aprakstīto krāšņu darbībai ir nepieciešami īpaši trauki.

Pašdarināta indukcijas krāsns

Ne tik sen vietējie radio amatieri skaidri pierādīja, ka jūs pats varat izgatavot indukcijas krāsni. Mūsdienās ir ļoti daudz dažādu shēmu un ražošanas tehnoloģiju, taču mēs esam iesnieguši tikai populārāko no tiem, kas nozīmē visefektīvāko un vienkāršāko ieviešanu.

Indukcijas krāsns no augstfrekvences ģeneratora

Zemāk ir elektriskā ķēde paštaisītas ierīces izgatavošanai no augstfrekvences (27,22 megaherci) ģeneratora.

Montāžai papildus ģeneratoram ir nepieciešamas četras lieljaudas spuldzes un smaga lampiņa gatavības indikatoram.

Piezīme! Galvenā atšķirība starp krāsni, kas izgatavota saskaņā ar šo shēmu, ir kondensatora rokturis - šajā gadījumā tas atrodas ārpusē.

Turklāt spolē (induktorā) esošais metāls izkusīs mazākās jaudas ierīcē.

Ražojot, ir jāatceras daži svarīgi punkti, kas ietekmē metāla dēļu ieklāšanas ātrumu. Tas ir:

jauda;
biežums;
virpuļu zudumi;
siltuma pārneses ātrums;
histerēzes zudums.

Ierīce tiks darbināta no standarta 220 V tīkla, bet ar iepriekš uzstādītu taisngriezi. Ja krāsns ir paredzēta telpu apkurei, tad ieteicams izmantot nihroma spirāli, bet ja kausēšanai, tad grafīta birstes. Iepazīsimies ar katru no struktūrām sīkāk.

Video - Metināšanas invertora dizains

Dizaina būtība ir šāda: ir uzstādīts pāris grafīta suku, un starp tām ielej pulverveida granītu, pēc tam tiek pievienots pazeminošs transformators. Raksturīgi, ka kausējot nevar baidīties no elektriskās strāvas trieciena, jo nav nepieciešams izmantot 220 V.

Montāžas tehnoloģija

Solis 1. Pamatne ir salikta - šamota ķieģeļu kaste ar izmēriem 10x10x18 cm, uzklāta uz ugunsizturīgas flīzes.

2. solis. Bokss tiek pabeigts ar azbesta kartonu. Pēc samitrināšanas ar ūdeni materiāls mīkstina, kas ļauj tam piešķirt jebkādu formu. Ja vēlaties, konstrukciju var ietīt ar tērauda stiepli.

Piezīme! Kastes izmēri var atšķirties atkarībā no transformatora jaudas.

Solis 3. Labākais grafīta krāsns variants ir transformators no 0,63 kW metināšanas iekārtas. Ja transformatora spriegums ir 380 V, tad to var pārtīt, lai gan daudzi pieredzējuši elektriķi saka, ka jūs varat atstāt visu, kā tas ir.

Solis 4. Transformators ir ietīts ar plānu alumīniju – tā konstrukcija ekspluatācijas laikā ļoti nesakarst.

Solis 5. Uzstādītas grafīta birstes, kastes apakšā uzlikts māla substrāts - tā kausušais metāls neizplatīsies.

Šādas krāsns galvenā priekšrocība ir augstā temperatūra, kas ir piemērota pat platīna vai pallādija kausēšanai. Bet starp mīnusiem ir transformatora straujā sildīšana, neliels tilpums (vienā reizē var izkausēt ne vairāk kā 10 g). Šī iemesla dēļ lielu tilpumu kausēšanai būs nepieciešams atšķirīgs dizains.

Tātad liela apjoma metāla kausēšanai ir nepieciešama krāsns ar nihroma stiepli. Dizaina darbības princips ir pavisam vienkāršs: nihroma spirālei tiek piegādāta elektriskā strāva, kas uzsilst un izkausē metālu. Tīmeklī ir daudz dažādu formulu stieples garuma aprēķināšanai, taču tās visas principā ir vienādas.

Solis 1. Spirālei tiek izmantots nihroms ø0,3 mm, apmēram 11 m garš.

2. solis. Vadam jābūt uztītam. Lai to izdarītu, nepieciešama taisna vara caurule ø5 mm - uz tās ir uztīta spirāle.

Solis 3. Kā tīģelis tiek izmantota neliela keramikas caurule ø1,6 cm un 15 cm garumā.Viens caurules gals ir aizbāzts ar azbesta vītni - tāpēc izkusušais metāls neiztecēs.

4. solis. Pēc veiktspējas pārbaudes un spirāle tiek uzlikta ap cauruli. Tajā pašā laikā starp pagriezieniem tiek novietots tas pats azbesta pavediens - tas novērsīs īssavienojumu un ierobežos skābekļa piekļuvi.

Solis 5. Gatavo spoli ievieto kārtridžā no lieljaudas lampas. Šādas kasetnes parasti ir keramikas un tām ir nepieciešamais izmērs.

Šāda dizaina priekšrocības:

augsta produktivitāte (līdz 30 g vienā piegājienā);
ātra sildīšana (apmēram piecas minūtes) un ilga dzesēšana;
lietošanas vienkāršība - ērti ieliet metālu veidnēs;
ātra spirāles nomaiņa izdegšanas gadījumā.

Bet, protams, ir arī trūkumi:

nihroms izdeg, īpaši, ja spirāle ir slikti izolēta;
nedrošība - ierīce ir pievienota tīklam 220 V.

Piezīme! Jūs nevarat pievienot plīts metālu, ja iepriekšējā porcija jau ir izkususi. Pretējā gadījumā viss materiāls izkliedēsies pa istabu, turklāt var traumēt acis.

Kā secinājums

Kā redzat, jūs joprojām varat patstāvīgi izgatavot indukcijas krāsni. Bet, godīgi sakot, aprakstītais dizains (tāpat kā viss, kas pieejams internetā) nav gluži krāsns, bet gan Kukhtetsky laboratorijas invertors. Mājās vienkārši nav iespējams salikt pilnvērtīgu indukcijas struktūru.

Metālu karsēšana un kušana indukcijas krāsnīs notiek iekšējās sildīšanas un kristāliskā ...

Kā mājās ar savām rokām salikt indukcijas krāsni metāla kausēšanai

Metāla kausēšana ar indukcijas palīdzību tiek plaši izmantota dažādās nozarēs: metalurģijā, mašīnbūvē, juvelierizstrādājumos. Vienkāršu indukcijas tipa krāsni metāla kausēšanai mājās var montēt ar savām rokām.

Darbības princips

Metālu karsēšana un kušana indukcijas krāsnīs notiek iekšējās karsēšanas un metāla kristāliskā režģa izmaiņu dēļ, kad caur tām iziet augstfrekvences virpuļstrāvas. Šis process ir balstīts uz rezonanses fenomenu, kurā virpuļstrāvām ir maksimālā vērtība.

Lai izraisītu virpuļstrāvu plūsmu caur izkusušo metālu, tas tiek novietots induktora - spoles - elektromagnētiskā lauka darbības zonā. Tas var būt spirāles, astoņu figūru vai trefoil formā. Induktora forma ir atkarīga no apsildāmās sagataves izmēra un formas.

Induktora spole ir savienota ar maiņstrāvas avotu. Rūpnieciskajās kausēšanas krāsnīs tiek izmantotas rūpnieciskās frekvences strāvas 50 Hz, nelielu daudzumu metālu kausēšanai juvelierizstrādājumos izmanto augstfrekvences ģeneratorus, jo tie ir efektīvāki.

Veidi

Virpuļstrāvas tiek slēgtas gar ķēdi, ko ierobežo induktora magnētiskais lauks. Tāpēc vadošo elementu sildīšana ir iespējama gan spoles iekšpusē, gan no tās ārējās puses.

kanāls, kurā kanāli, kas atrodas ap induktors, ir konteiners metālu kausēšanai, un serde atrodas tā iekšpusē;
tīģelis, viņi izmanto īpašu konteineru - tīģeli, kas izgatavots no karstumizturīga materiāla, parasti noņemams.

kanālu krāsns pārāk vispārīgs un paredzēts rūpnieciskiem metāla kausēšanas apjomiem. To izmanto čuguna, alumīnija un citu krāsaino metālu kausēšanai.

tīģeļa krāsns diezgan kompakts, to izmanto juvelieri, radio amatieri, šādu krāsni var salikt ar savām rokām un izmantot mājās.

Ierīce

augstfrekvences ģenerators;
induktors - spirālveida tinums, kas izgatavots no vara stieples vai caurules, izgatavots ar rokām;
tīģelis.

Tīģelis ir ievietots induktorā, tinuma gali ir savienoti ar strāvas avotu. Kad caur tinumu plūst strāva, ap to rodas elektromagnētiskais lauks ar mainīgu vektoru. Magnētiskajā laukā rodas virpuļstrāvas, kas ir vērstas perpendikulāri tā vektoram un iet caur slēgtu cilpu tinuma iekšpusē. Tie iziet cauri tīģelī ievietotajam metālam, karsējot to līdz kušanas temperatūrai.

Indukcijas krāsns priekšrocības:

ātra un vienmērīga metāla sildīšana uzreiz pēc instalācijas ieslēgšanas;
apkures virziens - tiek uzkarsēts tikai metāls, nevis visa iekārta;
augsts kušanas ātrums un kausējuma viendabīgums;
nenotiek metāla sakausējuma komponentu iztvaikošana;
uzstādīšana ir videi draudzīga un droša.

Metināšanas invertoru var izmantot kā indukcijas krāsns ģeneratoru metāla kausēšanai. Jūs varat arī salikt ģeneratoru saskaņā ar zemāk redzamajām shēmām ar savām rokām.

Krāsns metāla kausēšanai uz metināšanas invertora

Šis dizains ir vienkāršs un drošs, jo visi invertori ir aprīkoti ar iekšējo pārslodzes aizsardzību. Visa krāsns montāža šajā gadījumā ir saistīta ar induktora izgatavošanu ar savām rokām.

Parasti to veic spirāles veidā no vara plānsienu caurules ar diametru 8-10 mm. Tas ir saliekts pēc vajadzīgā diametra šablona, novietojot pagriezienus 5-8 mm attālumā. Apgriezienu skaits ir no 7 līdz 12, atkarībā no invertora diametra un īpašībām. Induktora kopējai pretestībai jābūt tādai, lai tā neizraisītu pārstrāvu pārveidotājā, pretējā gadījumā to atslēgs iekšējā aizsardzība.

Induktors var tikt uzstādīts korpusā, kas izgatavots no grafīta vai tekstolīta, un iekšpusē var uzstādīt tīģeli. Jūs varat vienkārši novietot induktors uz karstumizturīgas virsmas. Korpuss nedrīkst vadīt strāvu, pretējā gadījumā caur to izies virpuļstrāvas ķēde un instalācijas jauda tiks samazināta. Tā paša iemesla dēļ nav ieteicams kušanas zonā ievietot svešķermeņus.

Strādājot no metināšanas invertora, tā korpusam jābūt iezemētam! Kontaktligzdai un elektroinstalācijai jābūt nominālajai strāvai, ko patērē invertors.

Privātmājas apkures sistēmas pamatā ir krāsns vai katla darbība, kuras augstā veiktspēja un ilgs nepārtraukts kalpošanas laiks ir atkarīgs gan no pašu apkures ierīču markas un uzstādīšanas, gan no pareizas skursteņa uzstādīšanas.

Tranzistoru indukcijas krāsns: ķēde

Ir daudz dažādu veidu, kā salikt indukcijas sildītāju ar savām rokām. Diezgan vienkārša un pārbaudīta metāla kausēšanas krāsns shēma ir parādīta attēlā:

divi IRFZ44V tipa lauka efekta tranzistori;
divas diodes UF4007 (var izmantot arī UF4001);
rezistors 470 omi, 1 W (var ņemt divus sērijveidā savienotus 0,5 W katru);
plēves kondensatori 250 V: 3 gabali ar ietilpību 1 mikrofarads; 4 gabali - 220 nF; 1 gabals - 470 nF; 1 gabals - 330 nF;
vara tinuma stieple emaljas izolācijā Ø1,2 mm;
vara tinuma stieple emaljas izolācijā Ø2 mm;
divi gredzeni no droseles, kas ņemti no datora barošanas avota.

Montāžas secība “dari pats”:

Lauka efekta tranzistori ir uzstādīti uz radiatoriem. Tā kā ķēde darbības laikā ļoti sakarst, radiatoram jābūt pietiekami lielam. Tos var uzstādīt arī uz viena radiatora, bet pēc tam tranzistori ir jāizolē no metāla, izmantojot gumijas un plastmasas blīves un paplāksnes. Lauka efekta tranzistoru pinout ir parādīts attēlā.

Ir nepieciešams veikt divus droseles. To ražošanai vara stieple ar diametru 1,2 mm tiek apvilkta ap gredzeniem, kas ņemti no jebkura datora barošanas avota. Šie gredzeni ir izgatavoti no pulverveida feromagnētiskā dzelzs. Tie jāietīt no 7 līdz 15 stieples apgriezieniem, cenšoties saglabāt attālumu starp pagriezieniem.

Iepriekš minētie kondensatori ir salikti akumulatorā ar kopējo ietilpību 4,7 mikrofarādes. Kondensatoru pieslēgšana - paralēla.

Induktora tinums ir izgatavots no vara stieples ar diametru 2 mm. Uz tīģeļa diametram piemērota cilindriska priekšmeta tiek uztīti 7-8 tinuma apgriezieni, atstājot pietiekami garus galus, lai pieslēgtos ķēdei.
Savienojiet elementus uz tāfeles saskaņā ar shēmu. Kā strāvas avots tiek izmantots 12 V, 7,2 A/h akumulators. Darbībā patērētā strāva ir aptuveni 10 A, akumulatora jauda šajā gadījumā pietiek aptuveni 40 minūtēm.Ja nepieciešams, krāsns korpuss ir izgatavots no karstumizturīga materiāla, piemēram, tekstolīta.Ierīces jaudu var mainīt mainot induktora tinuma apgriezienu skaitu un to diametru.

Ilgstošas darbības laikā sildītāja elementi var pārkarst! Lai tos atdzesētu, varat izmantot ventilatoru.

Indukcijas sildītājs metāla kausēšanai: video

Lampas indukcijas krāsns

Jaudīgāku indukcijas krāsni metālu kausēšanai var montēt ar rokām uz vakuuma caurulēm. Ierīces shēma ir parādīta attēlā.

Lai ģenerētu augstfrekvences strāvu, tiek izmantotas 4 paralēli savienotas staru lampas. Kā induktors tiek izmantota vara caurule ar diametru 10 mm. Ierīce ir aprīkota ar trimmera kondensatoru jaudas regulēšanai. Izejas frekvence ir 27,12 MHz.

Lai saliktu ķēdi, jums ir nepieciešams:

4 vakuuma caurules - tetrodi, var izmantot 6L6, 6P3 vai G807;
4 droseles uz 100 ... 1000 μH;
4 kondensatori pie 0,01 uF;
neona indikatora lampa;
skaņošanas kondensators.

Ierīces salikšana ar savām rokām:

Induktors ir izgatavots no vara caurules, saliekot to spirāles formā. Pagriezienu diametrs ir 8-15 cm, attālums starp pagriezieniem ir vismaz 5 mm. Galus ir alvoti lodēšanai pie ķēdes. Induktora diametram jābūt par 10 mm lielākam nekā iekšpusē ievietotā tīģeļa diametram.
Novietojiet induktors korpusā. To var izgatavot no karstumizturīga nevadoša materiāla vai no metāla, nodrošinot ķēdes elementu siltumizolāciju un elektrisko izolāciju.
Lampu kaskādes tiek montētas saskaņā ar shēmu ar kondensatoriem un droseles. Kaskādes ir savienotas paralēli.
Pievienojiet neona indikatora lampu - tas signalizēs par ķēdes gatavību darbam. Lampa tiek nogādāta uzstādīšanas korpusā.
Ķēdē ir iekļauts mainīgas kapacitātes regulēšanas kondensators, tā rokturis ir parādīts arī uz korpusa.

Visiem auksti kūpinātu gardumu cienītājiem piedāvājam šeit uzzināt, kā ar savām rokām ātri un vienkārši pagatavot kūpinātavu, savukārt šeit var iepazīties ar foto un video instrukcijām auksti kūpinātu dūmu ģeneratora pagatavošanai.

Ķēdes dzesēšana

Rūpnieciskās kausēšanas iekārtas ir aprīkotas ar piespiedu dzesēšanas sistēmu, izmantojot ūdeni vai antifrīzu. Ūdens dzesēšana mājās prasīs papildu izmaksas, kuru cena ir salīdzināma ar pašas metāla kausēšanas iekārtas izmaksām.

Ir iespējama gaisa dzesēšana ar ventilatoru, ja ventilators ir pietiekami attālināts. Pretējā gadījumā metāla tinums un citi ventilatora elementi kalpos kā papildu ķēde virpuļstrāvu slēgšanai, kas samazinās uzstādīšanas efektivitāti.

Arī elektronisko un lampu ķēžu elementi spēj aktīvi uzkarst. To dzesēšanai tiek nodrošināti siltumu noņemoši radiatori.

Darba drošības pasākumi

Galvenās briesmas, strādājot ar paštaisītu instalāciju, ir apdegumu risks no instalācijas sakarsētajiem elementiem un kausēta metāla.
Lampas ķēdē ir iekļauti elementi ar augstu spriegumu, tāpēc tas jāievieto slēgtā korpusā, novēršot nejaušu saskari ar elementiem.
Elektromagnētiskais lauks var ietekmēt objektus, kas atrodas ārpus ierīces korpusa. Tāpēc pirms darba labāk uzvilkt drēbes bez metāla elementiem, izņemt no pārklājuma zonas sarežģītas ierīces: telefonus, digitālās kameras.

Sadzīves metāla kausēšanas krāsni var izmantot arī, lai ātri uzsildītu metāla elementus, piemēram, kad tie tiek alvoti vai formēti. Piedāvāto instalāciju raksturlielumus var pielāgot konkrētam uzdevumam, mainot induktora parametrus un ģeneratoru komplektu izejas signālu - tādā veidā jūs varat sasniegt to maksimālo efektivitāti.

Šādās konstrukcijās enerģija tiek pārveidota vairākas reizes (šajā secībā):

elektromagnētiskajā
elektriskās;
termiski.

Šādas krāsnis ļauj izmantot siltumu ar maksimālu efektivitāti, kas nav pārsteidzoši, jo tās ir vismodernākās no visiem esošajiem modeļiem, kas darbojas ar elektrību.

Piezīme! Indukcijas konstrukcijas ir divu veidu - ar vai bez serdes. Pirmajā gadījumā metāls tiek ievietots cauruļveida teknē, kas atrodas ap induktors. Kodols atrodas pašā induktorā. Otro iespēju sauc par tīģeli, jo tajā metāls ar tīģeli jau atrodas indikatora iekšpusē. Protams, par kādu kodolu šajā gadījumā nevar būt ne runas.

Šodienas rakstā mēs runāsim par to, kā padarītDIY indukcijas krāsns.