Indukcijas sildītāja elektroinstalācijas shēma. Vienkāršs indukcijas sildītājs

Amatnieki ir izdomājuši daudzus veidus, kā māju sildīt. Viens no viņiem - indukcijas sildītājs. Tāpat kā jebkuram citam, tam ir savas priekšrocības un trūkumi.

Darbības princips

Darba pamatā ir Džoula-Lenca likums, kas atspoguļo vadītāja siltuma jaudas tiešo atkarību no spriedzes elektriskais lauks. Ikviens zina magnētisma un elektrības attiecības, kuras vienkārši nevar pastāvēt viena bez otras. Ja spolei tiek pievadīta augstfrekvences strāva, ap to veidojas magnētiskais lauks. Tās plūsma caurdurs spolē ievietoto vadošo serdi. Iegūtā magnētiskā indukcija pastāvīgi mainīsies virzienā un laikā, kas izraisīs virpuļstrāvu parādīšanos, kas pārvietojas apburtā lokā. Tas elektromagnētisko enerģiju pārvērš siltumenerģijā. Tas ir iekšā vispārīgi runājot Indukcijas sildītāja diagramma.

Indukcijas sildītāji ir sevi lieliski pierādījuši visdažādākajos lietojumos. Ar to palīdzību iespējams veikt metālizstrādājumu virsmas rūdīšanu, īpaši tīru, bezkontakta metināšanu, punktveida sildīšanu un pat vadošu materiālu kausēšanu. Rūpnieciskie induktori ir aprīkoti ar jaudīgu transformatoru, kas spēj tiem piegādāt lielas strāvas.

Induktors mājās

Tā kā šāda sildītāja shēma nav sarežģīta un šādas ierīces efektivitāte ir ļoti augsta (līdz 98%), virpuļindukcijas sildītājs varēja neinteresēt amatniekus.

Ļoti bieži daudziem cilvēkiem ir doma mājas apkurei izmantot indukcijas principu. Galu galā indukcijas sildītājs spēj uzsildīt ūdeni gandrīz uzreiz. Tāpēc ir vairāki dizaini, kas ir paštaisīts indukcijas sildītājs.

Fizikā ir daudz likumu, kurus nevar apiet. Enerģija netiek ņemta no nekurienes, un tāpēc patērētās elektroenerģijas daudzums nevar būt mazāks par nepieciešamo siltumenerģiju.

Citiem vārdiem sakot, ja telpas apsildīšanai ir nepieciešamas 5 kWh, to nevar izdarīt tikai ar 2 kWh elektrības, lai cik lielisks ir sildītāja dizains. Ja plānojat sildīt ar induktors, jums jābūt gatavam palielināt maksājumus par elektroenerģiju.

Amatnieku vidū vispopulārākais variants ir indukcijas sildītājs no metināšanas invertora. Tam ir vairāki iemesli:

1. Invertors ģenerē augstfrekvences strāvu, kas ievērojami palielina elektriskā lauka intensitāti, un tas labvēlīgi ietekmē siltuma pārnesi.
2. Metināšanas invertors spēj nodrošināt lielas strāvas. No visām sadzīves vajadzībām pieejamajām ierīcēm invertors ir vislabāk piemērots lietošanai kā indukcijas sildītāja barošanas avots.

Strukturālie elementi

Indukcijas sildītājs "dari pats" tiek veikts šādi:

1. Plastmasas caurules gabals, kura sienas biezums ir vismaz 3 mm, ir iepildīts gabalos metāla stieple. Tie ir apmēram 5 cm gari.
2. Abi šīs caurules gabala gali ir pārklāti ar metāla sietu, lai noturētu šos gabalus vietā. Caurulei jābūt pilnībā piepildītai ar stiepli.
3. Pēc tam to rūpīgi jāiesaiņo biezā vara stieple- apmēram 90 pagriezienus. Vēlams izvēlēties stiepli, kuras diametrs ir vismaz 3 mm.
4. Ar adapteru un veidgabalu palīdzību caurule tiek savienota ar apkures sistēmu, kas pēc tam tiek piepildīta ar ūdeni.
5. Vada gali ir savienoti ar metināšanas invertora spailēm.
6. Nepieciešams nodrošināt visu ugunsdrošības un elektrodrošības pasākumu izpildi.

Pēc ierīces ieslēgšanas metāla stieples gabali uzreiz sakarst un sāks izdalīt siltumu ūdenim, kas iet caur tiem.

Īpaši vērts pievērst uzmanību tam, ka ūdenim obligāti jācirkulē nepārtraukti.

Pretējā gadījumā caurules temperatūra paaugstināsies tik daudz, ka pastāvēs tās kušanas draudi.

Tas ir viens no nopietnākajiem šādu sildītāju trūkumiem. Biežas īpašnieku prombūtnes gadījumā ir nepieciešama sildītāja darbības automātiskās datorvadības sistēma.

Indukcijas sildītājs ir diezgan piemērots apkurei, taču tam ir savi trūkumi. Tie ir diezgan labojami un ar pareizu detaļu izstrādi šis dizains spēj konkurēt ar citiem.

Indukcijas spoļu izmantošana tradicionālo sildelementu vietā apkures iekārtasļāva ievērojami palielināt agregātu efektivitāti ar mazāku elektroenerģijas patēriņu. Indukcijas sildītāji pārdošanā parādījās salīdzinoši nesen, turklāt par diezgan augstām cenām. Tāpēc amatnieki neatstāja šo tēmu bez uzmanības un izdomāja, kā no metināšanas invertora izgatavot indukcijas sildītāju.

Indukcijas sildītāji katru dienu kļūst arvien populārāki patērētāju vidū, pateicoties šādām priekšrocībām:

• augsta efektivitāte;
• iekārta darbojas gandrīz klusi;
• indukcijas katli un sildītāji tiek uzskatīti par pietiekami drošiem salīdzinājumā ar gāzes iekārtām;
• sildītājs darbojas pilnībā automātiskajā režīmā;
• iekārtai nav nepieciešama pastāvīga apkope;
• ierīces hermētiskuma dēļ noplūde ir izslēgta;
• elektromagnētiskā lauka vibrāciju dēļ katlakmens veidošanās kļūst neiespējama.

Arī uz ieguvumiem šāda veida sildītāju var attiecināt tā dizaina vienkāršība un materiālu pieejamība ierīces montāžai ar savām rokām.

Indukcijas sildītāja darbības shēma

Induktora tipa sildītājs satur šādus elementus.

1. Strāvas ģenerators. Pateicoties šim modulim maiņstrāva mājsaimniecības jauda tiek pārveidota par augstu frekvenci.
2. Induktors. Tas ir izgatavots no vara stieples, kas savītas spolē, veidojot magnētisko lauku.
3. . Tā ir metāla caurule, kas ievietota induktora iekšpusē.

Visi iepriekš minētie elementi mijiedarbojas viens ar otru, strādāt saskaņā ar šādu principu. Ģeneratora radītā augstfrekvences strāva tiek padota uz induktora spoli, kas izgatavota no vara vadītāja. Augstfrekvences strāvu induktors pārvērš elektromagnētiskajā laukā. Tālāk, metāla caurule, kas atrodas induktora iekšpusē, tiek uzkarsēts, jo uz to iedarbojas virpuļplūsmas, kas rodas spolē. Dzesēšanas šķidrums (ūdens), kas iet caur sildītāju, ņem siltumenerģija un pārsūta to uz apsildes sistēma. Tāpat dzesēšanas šķidrums darbojas kā sildelementa dzesētājs, kas pagarina apkures katla “dzīves ilgumu”.

Norādīts zemāk ķēdes shēma indukcijas sildītājs.

Nākamajā fotoattēlā parādīts, kā darbojas indukcijas metāla sildītājs.

Svarīgs! Ja pieskarsieties apsildāmajai daļai diviem induktora apgriezieniem, radīsies savstarpēja apgriezienu ķēde, no kuras tranzistori uzreiz izdegs.

Sistēmas montāža un uzstādīšana

Nepievienojiet induktors pie metināšanas iekārtas spailēm, kas paredzētas metināšanas kabeļu pievienošanai. Ja tas tiek izdarīts, iekārta vienkārši neizdosies. Lai pielāgotu invertoru darbam ar indukcijas sildītāju, būs nepieciešama diezgan sarežģīta ierīces pārveidošana, kas, pirmkārt, prasa zināšanas radioelektronikā.

Īsumā šī izmaiņa izskatās šādi: spolei, proti, tās primārajam tinumam, jābūt savienotam aiz invertora augstfrekvences pārveidotāja, nevis pēdējā iebūvētās indukcijas spoles. Turklāt jums būs nepieciešams noņemt diodes tiltu un pielodēt kondensatora bloku.

Kā metināšanas invertors tiek pārveidots par indukcijas sildītāju, var uzzināt šajā video.

Metāla indukcijas krāsns

Lai izgatavotu indukcijas sildītāju no metināšanas invertora, jums būs nepieciešami šādi materiāli.

1. invertors metināšanas mašīna . Ir labi, ja iekārta īsteno vienmērīgas strāvas regulēšanas funkciju.
2. Vara caurule apmēram 8 mm diametrā un pietiekami garš, lai veiktu 7 apgriezienus ap 4-5 cm diametra sagatavi. Turklāt pēc pagriezieniem vajadzētu palikt apmēram 25 cm gariem caurules brīvajiem galiem.

Lai saliktu cepeškrāsni, veiciet tālāk norādītās darbības.

1. Paņemiet jebkuru daļu ar diametru 4-5 cm, kas kalpos kā veidne spoles uztīšanai no vara caurules. Tas var būt koka apaļš gabals, metāla vai plastmasas caurule.
2. Paņemiet vara cauruli un kniedējiet vienu galu ar āmuru.
3. Cieši piepildiet cauruli sausas smiltis un kniedējiet otru galu. Smiltis neļaus caurulei saplīst, kad tā ir savīta.
4. Ap veidni veiciet 7 caurules apgriezienus, pēc tam nogrieziet tās galus un izlejiet smiltis.
5. Savienojiet iegūto spoli ar pārveidoto invertoru.

Padoms! Ja indukcijas cepeškrāsnij vajadzētu darboties ilgu laiku pie lielas jaudas ieteicams caurulē ievest ūdens dzesēšanu.

Indukcijas ūdens sildītājs

Lai saliktu apkures katlu, būs nepieciešami šādi konstrukcijas elementi.

1. invertors. Ierīce ir izvēlēta ar tādu jaudu, kāda nepieciešama apkures katlam.
2. biezu sienu caurule(plastmasas), jūs varat zīmolu PN Tā garumam jābūt 40-50 cm.. Caur to iet dzesēšanas šķidrums (ūdens). Caurules iekšējam diametram jābūt vismaz 5 cm. Šajā gadījumā ārējais diametrs būs 7,5 cm. Ja Iekšējais diametrs būs mazāks, tad katla veiktspēja būs zema.
3. tērauda trose. Varat arī ņemt metāla stieni ar diametru 6-7 mm. No stieples vai stieņa izgriež mazus gabaliņus (4-5 mm). Šie segmenti darbosies kā induktora siltummainis (kodols). Tērauda gabalu vietā varat izmantot mazāka diametra pilnībā metāla cauruli vai tērauda skrūvi.
4. Tekstolīta nūjas vai stieņi uz kuras tiks uztīta indukcijas spole. Tekstolīta izmantošana pasargās cauruli no apsildāmas spoles, jo dotais materiāls izturīgs pret augstām temperatūrām.
5. Izolēts kabelis ar šķērsgriezumu 1,5 mm 2 un garumu 10-10,5 metri. Kabeļa izolācijai jābūt šķiedru, emaljas, stikla šķiedras vai azbesta.

Padoms! Tērauda stieples vietā ir atļauts izmantot nerūsējošā tērauda metāla sūkli. Taču pirms pirkšanas tos pārbauda ar magnētu: ja veļas lupatiņu pievelk magnēts, tad to var izmantot kā sildītāju.

Indukcijas apkures katls tiek montēts saskaņā ar šādu algoritmu. Piepildiet siltummaiņa korpusu ar iepriekš minētajiem metāla izstrādājumiem. Caurules galā, kas kalpo kā korpuss, lodēšanas adapteri, kas ir piemēroti diametrā apkures loka caurulēm.

Ja nepieciešams, stūrus var pielodēt pie adapteriem. Arī seko lodēšanas savienojumi-amerikāņu. Pateicoties tiem, sildītāju būs viegli izjaukt, remontam vai kārtējai pārbaudei.

Nākamajā posmā ir jāpielīmē siltummaiņa korpuss tekstolīta sloksnes uz kura tiks uztīta spole. No tā paša tekstolīta jums vajadzētu izgatavot arī 12–15 mm augstu plauktu pāri. Viņiem būs kontakti sildītāja savienošanai ar pārveidoto invertoru.

Aptiniet spoli pāri tekstolīta sloksnēm. Attālumam starp pagriezieniem jābūt vismaz 3 mm. Tinumam jāsastāv no 90 vadītāja apgriezieniem. Kabeļa galiem jābūt nostiprinātiem uz iepriekš sagatavotiem statīviem.

Visa konstrukcija ir ievietota apvalkā, kas drošības apsvērumu dēļ darbosies kā izolācija. Korpusam ir piemērota plastmasas caurule, kuras diametrs ir lielāks par spoli. Aizsargapvalkā ir jāizveido 2 caurumi izvadei elektriskais kabelis. Caurules galos var uzstādīt aizbāžņus, pēc kuriem tajos jāizveido caurumi caurulēm. Caur pēdējo apkures katls tiks pieslēgts siltumtrasei.

Svarīgs! Sildītāju iespējams pārbaudīt tikai pēc tam, kad tas ir piepildīts ar ūdeni. Ja ieslēdzat to “sausā”, plastmasas caurule izkusīs, un jums būs jāsamontē sildītājs.

Savienojuma shēma sastāv no šādiem elementiem.

1. RF strāvas avots. Šajā gadījumā tas ir modificēts invertors.
2. Drošības elementi. Šajā grupā var ietilpt: termometrs, drošības vārsts, manometrs utt.
3. Lodveida vārsti. Tos izmanto, lai iztukšotu vai piepildītu sistēmu ar ūdeni, kā arī slēgtu ūdens padevi noteiktā ķēdes posmā.
4. Cirkulācijas sūknis. Pateicoties viņam, ūdens varēs pārvietoties pa apkures sistēmu.
5. Filtrs. To izmanto dzesēšanas šķidruma tīrīšanai no mehāniskiem piemaisījumiem. Pateicoties ūdens attīrīšanai, tiek pagarināts visu iekārtu kalpošanas laiks.
6. Membrānas tipa izplešanās tvertne. To izmanto, lai kompensētu ūdens termisko izplešanos.
7. Radiators. Priekš indukcijas apkure labāk ir izmantot alumīnija vai bimetāla radiatorus, jo tiem ir augsta siltuma pārnese ar maziem izmēriem.
8. šļūtene, caur kuru jūs varat aizpildīt sistēmu vai iztukšot dzesēšanas šķidrumu no tās.

Kā redzams no iepriekš minētās metodes, ir pilnīgi iespējams patstāvīgi izgatavot indukcijas sildītāju. Bet tas nebūs labāks par veikalā nopirkto. Pat ja jums ir nepieciešamās zināšanas elektrotehnikā būtu jādomā, cik droša darbībašāda iekārta, jo tā nav aprīkota ne ar īpašiem sensoriem, ne ar vadības bloku. Tāpēc ieteicams dot priekšroku gatavā iekārta ražots rūpnīcā.

Indukcijas karsēšana ir elektriski vadošu materiālu bezkontakta sildīšanas metode ar augstfrekvences strāvām (ang. RFH - radio-frekvences karsēšana, sildīšana ar radiofrekvences viļņiem).

Metodes apraksts.

Indukcijas apkure ir materiālu sildīšana elektriskās strāvas, ko izraisa mainīgie 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 apstrādājamo priekšmetu džoula siltuma ietekmē (skat. Džoula-Lenca likumu).

Induktora tukša sistēma ir bezkodolu transformators, kurā induktors ir primārais tinums. Apstrādājamā detaļa ir sekundārais tinums ar īssavienojumu. magnētiskā plūsma starp tinumiem ir noslēgts ar gaisu.

Augstā frekvencē virpuļstrāvas ar to veidoto magnētisko lauku pārvieto plānos sagataves virsmas slāņos Δ (virsmas efekts), kā rezultātā to blīvums strauji palielinās, un sagatave tiek uzkarsēta. Metāla apakšējie slāņi tiek uzkarsēti siltumvadītspējas dēļ. Svarīga nav strāva, bet gan lielais strāvas blīvums. Ādas slānī Δ strāvas blīvums samazinās par koeficientu e attiecībā pret strāvas blīvumu uz sagataves virsmas, savukārt ādas slānī izdalās 86,4% siltuma (no kopējās siltuma izdalīšanās. Ādas slāņa dziļums ir atkarīgs uz starojuma frekvenci: jo augstāka frekvence, jo plānāks 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, elektrolītiem, elektriski vadošai keramikai utt.) μ ir aptuveni vienāds ar vienu.

Piemēram, 2 MHz frekvencē vara apvalka dziļums ir aptuveni 0,25 mm, dzelzs ≈ 0,001 mm.

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

Pielietojums:
Īpaši tīra metāla bezkontakta kausēšana, lodēšana un metināšana.
Kvīts prototipus sakausējumi.
Mašīnu detaļu liekšana un termiskā apstrāde.
Juvelierizstrādājumu bizness.
Mazu detaļu apstrāde, kuras var sabojāt liesmas vai loka karsēšana.
Virsmas sacietēšana.
Sarežģītas formas detaļu sacietēšana un termiskā apstrāde.
Medicīnisko instrumentu dezinfekcija.

Priekšrocības.

Jebkura elektriski vadoša materiāla ātrgaitas karsēšana vai kausēšana.

Sildīšana iespējama aizsarggāzes atmosfērā, oksidējošā (vai reducējošā) vidē, nevadošā šķidrumā, vakuumā.

Sildīšana caur aizsargkameras sienām, kas izgatavotas no stikla, cementa, plastmasas, koka - šie materiāli ļoti vāji absorbē elektromagnētisko starojumu un instalācijas darbības laikā paliek auksti. Tiek karsēts tikai elektriski vadošs materiāls - metāls (arī kausēts), ogleklis, vadoša keramika, elektrolīti, šķidrie metāli utt.

Radušos MHD spēku dēļ šķidrais metāls tiek intensīvi jaukts, līdz turot to suspendētu gaisā vai aizsarggāzē - šādi tiek iegūti īpaši tīri sakausējumi nelielos daudzumos (levitācijas kausēšana, kausēšana elektromagnētiskajā tīģelī).

Tā kā apkure tiek veikta, izmantojot elektromagnētiskā radiācija, apstrādājamā detaļa nav piesārņota ar degļa sadegšanas produktiem gāzes liesmas sildīšanas gadījumā vai elektrodu materiālu loka sildīšanas gadījumā. Paraugu ievietošana inertās gāzes atmosfērā un liels ātrums karsēšana novērsīs katlakmens veidošanos.

Vienkārša lietošana, pateicoties mazajam induktora izmēram.

Induktors var tikt izgatavots īpašā formā - tas ļaus vienmērīgi sildīt sarežģītas konfigurācijas daļas pa visu virsmu, neizraisot to deformāciju vai lokālu nesasilšanu.

Ir viegli veikt lokālo un selektīvo apkuri.

Tā kā visintensīvākā apkure notiek plānā augšējie slāņi sagataves, un apakšējie slāņi siltumvadītspējas dēļ tiek uzkarsēti maigāk, metode ir ideāli piemērota detaļu virsmas sacietēšanai (kodols paliek viskozs).

Vienkārša iekārtu automatizācija - apkures un dzesēšanas cikli, temperatūras kontrole un noturēšana, sagatavju padeve un noņemšana.

Indukcijas apkures iekārtas:

Instalācijās ar darba frekvenci līdz 300 kHz tiek izmantoti invertori uz IGBT mezgliem vai MOSFET tranzistoriem. Šādas iekārtas ir paredzētas lielu detaļu sildīšanai. Mazu detaļu sildīšanai tiek izmantotas augstas frekvences (līdz 5 MHz, vidējo un īso viļņu diapazons), augstfrekvences instalācijas tiek būvētas uz elektroniskām lampām.

Arī mazu detaļu sildīšanai augstfrekvences instalācijas tiek būvētas uz MOSFET tranzistoriem darbības frekvencēm līdz 1,7 MHz. Tranzistoru vadība un aizsardzība augstākās frekvencēs rada zināmas grūtības, tāpēc augstākas frekvences iestatījumi joprojām ir diezgan dārgi.

Induktors mazu detaļu sildīšanai ir mazs izmērs un neliela induktivitāte, kas noved pie darba svārstību ķēdes kvalitātes faktora samazināšanās zemās frekvencēs un efektivitātes samazināšanās, kā arī rada briesmas galvenajam oscilatoram (oscilācijas ķēdes kvalitātes koeficients ir proporcionāls L / C, svārstību ķēde ar zemu kvalitātes koeficientu ir pārāk labi "iesūknēts" ar enerģiju, veido īssavienojumu gar induktors un atspējo galveno oscilatoru). Lai palielinātu svārstību ķēdes kvalitātes koeficientu, tiek izmantoti divi veidi:
- darbības biežuma palielināšana, kas izraisa uzstādīšanas sarežģītību un izmaksas;
- feromagnētisko ieliktņu izmantošana induktīvā; induktora ielīmēšana ar feromagnētiska materiāla paneļiem.

Tā kā induktors visefektīvāk darbojas augstās frekvencēs, indukcijas apkure tika izmantota rūpniecībā pēc jaudīgu ģeneratorspuldžu izstrādes un ražošanas uzsākšanas. Pirms Pirmā pasaules kara indukcijas apkure bija ierobežota. Tolaik kā ģeneratori tika izmantoti augstfrekvences mašīnu ģeneratori (V. P. Vologdina darbi) vai dzirksteļaizlādes iekārtas.

Ģeneratora ķēde principā var būt jebkura (multivibrators, RC ģenerators, neatkarīgi ierosināts ģenerators, dažādi relaksācijas ģeneratori), kas darbojas uz slodzes induktora spoles formā un ar pietiekamu jaudu. Ir arī nepieciešams, lai svārstību frekvence būtu pietiekami augsta.

Piemēram, lai dažās sekundēs “nogrieztu” tērauda stiepli ar diametru 4 mm, vismaz 300 kHz frekvencē ir nepieciešama vismaz 2 kW svārstību jauda.

Izvēlieties shēmu pēc šādiem kritērijiem: uzticamība; svārstību stabilitāte; sagatavē atbrīvotās jaudas stabilitāte; ražošanas vienkāršība; iestatīšanas vienkāršība; minimālais detaļu skaits, lai samazinātu izmaksas; detaļu izmantošana, kas kopumā samazina svaru un izmērus utt.

Daudzus gadu desmitus kā augstfrekvences svārstību ģenerators ir izmantots induktīvs trīspunktu ģenerators (Hārtlija ģenerators, autotransformatora ģenerators). atsauksmes, ķēde uz induktīvās cilpas sprieguma dalītāja). Šī ir paša ierosmes paralēlā barošanas ķēde anodam un frekvences selektīva ķēde, kas izveidota uz oscilācijas ķēdes. Tas ir veiksmīgi izmantots un joprojām tiek izmantots laboratorijās, juvelierizstrādājumu darbnīcās, rūpniecības uzņēmumi, kā arī amatieru praksē. Piemēram, Otrā pasaules kara laikā uz šādām iekārtām tika veikta T-34 tvertnes veltņu virsmas sacietēšana.

Trīs punktu trūkumi:

Zema efektivitāte (mazāk nekā 40%, izmantojot lampu).

Spēcīga frekvences novirze no magnētiskiem materiāliem izgatavotu sagatavju karsēšanas brīdī virs Kirī punkta (≈700С) (μ izmaiņas), kas maina ādas slāņa dziļumu un neprognozējami maina termiskās apstrādes režīmu. Termiski apstrādājot kritiskās daļas, tas var būt nepieņemami. Arī jaudīgām RF instalācijām jādarbojas šaurā Rossvyazokhrankultura atļautajā frekvenču diapazonā, jo ar sliktu ekranējumu tie faktiski ir radio raidītāji un var traucēt televīzijas un radio apraidi, piekrastes un glābšanas dienestus.

Mainot sagataves (piemēram, no mazākas uz lielāku), mainās induktora-sagataves sistēmas induktivitāte, kas arī noved pie ādas slāņa frekvences un dziļuma izmaiņām.

Mainot viena pagrieziena induktorus uz vairākkārtējiem, uz lielākiem vai mazākiem, mainās arī frekvence.

Babata, Lozinska un citu zinātnieku vadībā tika izstrādātas divu un trīs ķēžu ģeneratoru shēmas, kurām ir augstāka efektivitāte (līdz 70%), kā arī labāk saglabā darba frekvenci. Viņu darbības princips ir šāds. Savienoto ķēžu izmantošanas un savienojuma starp tām vājināšanās dēļ darba ķēdes induktivitātes maiņa neizraisa spēcīgas frekvences iestatīšanas ķēdes frekvences izmaiņas. Radioraidītāji ir konstruēti pēc tāda paša principa.

Mūsdienu augstfrekvences ģeneratori ir invertori, kuru pamatā ir IGBT bloki vai jaudīgi MOSFET tranzistori, parasti izgatavoti saskaņā ar tilta vai pustilta shēmu. Darbojas ar frekvencēm līdz 500 kHz. Tranzistoru vārti tiek atvērti, izmantojot mikrokontrollera vadības sistēmu. Vadības sistēma atkarībā no uzdevuma ļauj automātiski turēt

A) nemainīga frekvence
b) nemainīga jauda, ​​kas atbrīvota sagatavē
c) maksimālā efektivitāte.

Piemēram, kad magnētiskais materiāls tiek uzkarsēts virs Kirī punkta, ādas slāņa biezums strauji palielinās, strāvas blīvums samazinās, un sagatave sāk sildīt sliktāk. arī pazūd magnētiskās īpašības materiāls un magnetizācijas maiņas process apstājas - sagatave sāk sliktāk uzkarst, krasi samazinās slodzes pretestība - tas var izraisīt ģeneratora "atstarpi" un tā atteici. Vadības sistēma uzrauga pāreju caur Kirī punktu un automātiski palielina frekvenci, pēkšņi samazinot slodzi (vai samazinot jaudu).

Piezīmes.

Ja iespējams, induktors jānovieto pēc iespējas tuvāk sagatavei. Tas ne tikai palielina elektromagnētiskā lauka blīvumu apstrādājamās detaļas tuvumā (proporcionāli attāluma kvadrātam), bet arī palielina jaudas koeficientu Cos(φ).

Frekvences palielināšana krasi samazina jaudas koeficientu (proporcionāli frekvences kubam).

Karsējot magnētiskos materiālus, magnetizācijas maiņas dēļ izdalās arī papildu siltums, to sildīšana līdz Kirī punktam ir daudz efektīvāka.

Aprēķinot induktors, ir jāņem vērā riepu induktivitāte, kas ved uz induktors, kas var būt daudz lielāka nekā pašas induktors (ja induktors ir izgatavots kā viena maza induktors diametrs vai pat daļa no pagrieziena - loka).

Svārstību ķēdēs ir divi rezonanses gadījumi: sprieguma rezonanse un strāvas rezonanse.
Paralēlā svārstību ķēde - strāvu rezonanse.
Šajā gadījumā spriegums uz spoles un kondensatora ir tāds pats kā ģeneratoram. Rezonansē ķēdes pretestība starp atzarojuma punktiem kļūst maksimāla, un strāva (I kopā) caur slodzes pretestību Rn būs minimāla (strāva ķēdē I-1l un I-2s ir lielāka par ģeneratora strāvu) .

Ideālā gadījumā cilpas pretestība ir bezgalība - ķēde neņem strāvu no avota. Kad ģeneratora frekvence mainās jebkurā virzienā no rezonanses frekvences, ķēdes pretestība samazinās un palielinās lineārā strāva (Itot).

Sērijveida svārstību ķēde - sprieguma rezonanse.

galvenā iezīme sērijas rezonanses ķēde ir tāda, ka tās pretestība rezonansē ir minimāla. (ZL + ZC - minimums). Kad frekvence ir noregulēta uz vērtību virs vai zem rezonanses frekvences, pretestība palielinās.
Izvade:
Paralēlā ķēdē pie rezonanses strāva caur ķēdes vadiem ir 0, un spriegums ir maksimālais.
Sērijas ķēdē ir otrādi - spriegumam ir tendence uz nulli, un strāva ir maksimālā.

Raksts tika ņemts no vietnes http://dic.academic.ru/ un uzņēmums LLC Prominduktor pārstrādāja to lasītājam saprotamākā tekstā.

Mūsdienās, organizējot ūdens sildīšanu, indukcijas ūdens sildītājs ir kļuvis plaši izplatīts. Šo pieprasījumu nodrošina tas, ka ierīce ir pilnībā videi draudzīga, nežāvē un nededzina gaisu. Šādas ierīces izmantošanu var īstenot ūdens plūsmas sildīšanai vai kā apkures katlu. Indukcijas ūdens sildītāju var iegādāties gan veikalā, gan izgatavot pats. Ir vērts atzīmēt, ka saskaņā ar tehniskās specifikācijas tas nepiekāpsies iegādātajam modelim, tomēr neizskatīsies tik pievilcīgi, bet tajā pašā laikā maksā daudz mazāk.

Šādas ierīces izmantošana mājās ļauj iegūt maksimālu veiktspēju un uzticamību darbībā. Šajā gadījumā iekārtai nav jāpievieno īpaša dokumentācija un atļauja uzstādīšanai, piemēram, kā gāzes katlam. Izmantojot indukcijas sildītāju kā tradicionālu apkures katlu, dažos gadījumos sūknis nebūs nepieciešams. Dzesēšanas šķidruma kustība tiek panākta ar konvekcijas procesi: Sildot, ūdens pārvēršas tvaikos.

Ir vērts atzīmēt, ka indukcijas ūdens sildītājam ir daudz priekšrocību, kas to atšķir no konkurentiem.

1. Šādas ierīces izmaksas ir niecīgas.
2. Sildītāju iespējams salikt pašiem.
3. Neizdala svešus trokšņus. Spole darbības laikā vibrē diezgan spēcīgi, bet tas praktiski nav pamanāms.
4. Pastāvīgās vibrācijas dēļ netīrumiem un skalām nav laika piestiprināties pie funkcionālajiem elementiem, tāpēc ierīce nav nepieciešama regulāra tīrīšana.
5. Savā sastāvā tam ir siltuma ģenerators, kas ir ļoti viegli hermētisks. Tiek ievietots ūdens, kas darbojas kā siltumnesējs sildelements, kuras dēļ enerģija tiek pārnesta caur magnētisko lauku. Tam nav nepieciešams izmantot kontaktus un attiecīgi eļļas blīves un dažādas blīvējošās gumijas lentes, kurām ir īpašība ātri sabojāt.
6. Tas saplīst reti, jo par ūdens sildīšanu ir atbildīga vienkārša caurule, kurā vienkārši nav nekā, kas saplīst vai izdeg.

Izvēloties indukcijas ūdens sildītāju, īpašnieks saņem ierīci ar minimālu apkopi, jo tā sastāv no neliela skaita sastāvdaļu. Un viņiem, savukārt, ļoti reti neizdodas.

Indukcijas katla darbības princips

Bet jūs nevarat iztikt bez trūkumiem. Tāpat kā jebkura tehnoloģija, tie pastāv.

1. Augsts elektroenerģijas patēriņš, kas radīs lielus rēķinus par gaismu;
2. Ierīce ļoti sakarst, un viss apkārt kļūst karsts, tāpēc nevajadzētu pieskarties ierīcei tās darbības laikā.
3. Indukcijas ūdens sildītājam ir spēcīga siltuma izkliede, tāpēc uzstādīšana ir nepieciešama temperatūras sensors lai novērstu ierīces pārkaršanu un attiecīgi sprādzienu.

Indukcijas ūdens sildītāju veidi

Visas šāda veida ierīces, kuras var izgatavot ar rokām, var iedalīt divās grupās:

1. Vortex sildītāji induktora tips, kas visbiežāk tiek izmantoti mājokļos apkures funkciju veikšanai. Tas ir to ražošanas process, kas tiks apspriests turpmāk.
2. Sildītāji, kuru dizains paredz izmantošanu dažādi veidi elektroniskās sastāvdaļas un detaļas.

Veidojot vortex indukcijas sildītājs(vai saīsināti VIN) ar savām rokām ir jānodrošina šādas struktūrvienības:

• elements, kas atbild par elektroenerģijas pārvēršanu augstfrekvences strāvā;
• induktors (visbiežāk tiek veikts cilindriska elementa veidā, kas izgatavots no vara stieples), kas, izmantojot, veic transformatora funkciju, kas atbild par magnētiskā lauka veidošanos;
• elements, kas spēlēs sildīšanas lomu, atrodas pašā induktora iekšpusē.

VIN darbs ir šāds.

1. Augstfrekvences strāva no pārveidotāja tiek pārnesta uz induktors.
2. Induktorā a magnētiskais lauks, kas savukārt rada virpuļplūsmas.
3. Siltummainis darbojas virpuļstrāvasātri sasniedz augstu temperatūru un attiecīgi uzsilda dzesēšanas šķidrumu, kas izplata siltumu tālāk.

Mūsdienu ūdens sildītāja shēma

Viena no svarīgākajām sastāvdaļām ir indukcijas spole, kuras izgatavošanai jāizturas īpaši uzmanīgi. Vara stiepleļoti rūpīgi uztīts uz plastmasas caurules, un šķeteres nedrīkst būt mazāks par 100.

No sniegtā apraksta varam secināt, ka patstāvīgi izgatavot indukcijas ūdens sildītāju nav grūti.

Ražošanas iezīmes

Indukcijas sildītāju “dari pats” var izgatavot divos veidos. Īsi apsveriet katru no tiem.

1. iespēja

Vienkāršāko ierīci (lai gan tai būs liela jauda) var izgatavot, pamatojoties uz iespiedshēma. Starp ķēdes funkcijām, kas tiks izmantotas ierīcē, ir jāizceļ šādi punkti:

• visu dizainu faktiski attēlo multivibrators ar lieljaudas organizāciju;
• īpaša uzmanība jāpievērš pretestībai, jo tieši tā novērsīs tranzistoru pārkaršanu;
• induktors šādā ierīcē jāizgatavo 6-8 vara stieples apgriezienu spirāles veidā;
• kā regulatoru var izmantot atbilstošo elementu no datora barošanas avota un nedomāt par tā saraušanos.

Vortex indukcijas sildītājs

2. iespēja

Pamats šādas ierīces izgatavošanai ar savām rokām ir izmantošana elektroniskais transformators.

Šīs indukcijas ūdens sildītāja ražošanas metodes būtība ir šāda.

1. Divas caurules, izmantojot metināšanu, ir jāsavieno tā, lai tās vizuāli izskatītos kā virtulis. Šis elements vēlāk spēlēs gan sildīšanas elementa, gan vadītāja lomu.
2. Uz korpusa būs jāuzvelk vara stieple.
3. Lai nodrošinātu kvalitatīvu un ātru ūdens kustību, galvenajā korpusā tiek metinātas 2 caurules. Ūdens ieplūdīs vienā no tiem, un no otrā tas izkļūs pašā sistēmā.

Tas ir viss padoms, kā ar savām rokām salikt šādu apkures ierīci un nodrošināt kvalitatīvu apkuri un pastāvīgu karstā ūdens klātbūtni mājā.

Atjaunināts:

2016-09-12

Indukcijas sildītāju ir viegli izveidot ar savām rokām. Šī ir ierīce, kas spēj sildīt metālu, izmantojot Fuko virpuļstrāvas metodi. Priekšrocības ietver šādas:

• tas ir aizzīmogots un nodrošina bezkontakta datu pārraidi;
• kluss;
• zemas detaļu izmaksas;
• videi draudzīgs;
• ļoti ātri uzsilst;
• uz tā neparādās skala indukcijas darbību vibrācijas dēļ;
• izturīgs.

Starp trūkumiem ir:

• augstas patērētās elektroenerģijas izmaksas;
• elektromagnētiskie lauki nelabvēlīgi ietekmē cilvēku;
• pārspiediena dēļ pastāv apkures sistēmas detonācijas risks.

Pievērsiet uzmanību sildītāja ķēdei. Lai izgatavotu sildītāju, jums ir nepieciešams biezu sienu plastmasas caurules gabals. Tas kalpos kā ķermenis šo ierīci. Tad jums ir jāsagatavo tērauda stieple, kuras diametrs nav lielāks par 7 mm. Tāpat, ja nepieciešams pieslēgt sildītāju apkures sistēmai, ieteicams uzkrāt adapterus. Jums arī vajadzēs metāla režģis. Tas noturēs vadu korpusa iekšpusē. Lai izveidotu induktors, jums noteikti būs nepieciešama tērauda stieple. Jums arī jāatrod augstfrekvences invertors, kas ir pieejams gandrīz jebkurā garāžā.

Tagad par pašu ražošanas procesu. Pirmkārt, vadam tiek veiktas sākotnējās darbības. Vads jāsagriež daiviņās, kuru garums ir 5-6 cm.Tad caurules segmenta dibenu pārklāj ar sietu, un iekšā ielej nogrieztās stieples segmentus. Augšējā daļā caurule arī būs jāpārklāj ar sietu. Vadi jāielej tādā daudzumā, lai visa caurule būtu piepildīta līdz pašai augšai.

Tagad, kā redzams diagrammā, tiek izgatavota spole. Bāze ir plastmasas korpuss. Uz tā jāuzvelk 90 vara pagriezieni.
Kad elements ir izgatavots, jums tas būs jāmontē apkures sistēmā. Pēc tam jūs varat savienot spoli ar tīklu caur invertoru. Tiek uzskatīts, ka šāds sildītājs ir diezgan vienkāršs un visizdevīgākais.
Nepārbaudiet ierīci, ja nav šķidruma vai antifrīza padeves. Pretējā gadījumā caurule izkusīs. Pirms sistēmas iedarbināšanas ieteicams veikt invertora zemējumu.

Vortex indukcijas sildītāja montāža

Tātad, tagad mēs analizēsim, kā salikt mājās gatavotu indukcijas sildītāju. Lai pabeigtu vienības montāžu, ir nepieciešams droseļvārsts. Šis elements var atrast, atverot datora barošanas bloku. Pēc tam tiek uztīta feromagnētiskā tērauda stieple, 1,5 mm vara stieple. Atkarībā no nepieciešamajiem parametriem var būt nepieciešami 10-30 apgriezieni. Pēc tam tiek atlasīti lauka tranzistori. Tie ir izvēlēti, pamatojoties uz lielāko atvērtā savienojuma pretestību. Diodes ir izvēlētas vismaz 500 V reversajam spriegumam, strāvai jābūt apmēram 3-4 A. Jums būs nepieciešamas arī zenera diodes, kuru nominālā jauda ir 15-18 A. To jaudai jābūt apmēram 2-3 vatiem. Rezistori - ne vairāk kā 0,5 W.

Pēc tam ķēde tiek samontēta un tiek izgatavota spole. Tas būs pamats, uz kura balstīsies sildītājs. Spolē jābūt 6-7 1,5 mm vara stieples apgriezieniem. Pēc tam elements tiek iekļauts ķēdē un savienots ar tīklu. Ierīce var uzkarsēt skrūves līdz dzeltenai.

Lai gan shēma ir vienkārša, taču darbībā sistēma izcelsies liels skaits siltumu, šī iemesla dēļ ir vēlams uzstādīt radiatorus uz tranzistoriem.

Tagad ir skaidrs, kā salikt ierīci, kas veic metāla indukcijas sildīšanu.

Noskatieties video par to, kā pats izgatavot indukcijas sildītāju (skatiet video).

Drošības standarti

Lietojot un montējot sildītāju ar savām rokām, jāievēro:

• nepieciešamā instalācija drošības ventilis lai samazinātu spiedienu sūkņa atteices gadījumā;
• nepieciešams iezemēt indukcijas tinumu: nogādājiet vadu uz metāla ķēdi, kas atrodas zemē;
• nav nepieciešams ieslēgt sistēmu bez dzesēšanas šķidruma, pretējā gadījumā polimēru daļas izkusīs;
• atklātajām vara daļām jābūt izolētām, lai izvairītos no apdegumiem vai elektriskās strāvas trieciena.

Tagad jūs uzzinājāt, kā ar savām rokām izgatavot indukcijas sildītāju. Mēs ceram, ka instrukcijas un diagramma jums daudz palīdzēja. Pievienotais video var būt ļoti noderīgs arī paštaisīta sildītāja izgatavošanai. Mēs vēlam jums panākumus jūsu darbā.