Mikro piekarnik indukcyjny DIY. Piec indukcyjny do topienia metali

Obecnie piece z systemem indukcyjnym znajdują szerokie zastosowanie w procesie topienia metali. Prąd wytwarzany w polu cewki indukcyjnej przyczynia się do nagrzewania się substancji, a ta cecha takich urządzeń jest nie tylko najważniejsza, ale także najważniejsza. Przetwarzanie prowadzi do tego, że substancja podlega kilku przemianom. Pierwszym etapem transformacji jest etap elektromagnetyczny, po nim etap elektryczny, a następnie etap termiczny. Temperatura emitowana przez piec aplikowana jest niemal bez śladu, więc to rozwiązanie jest najlepsze spośród wszystkich. Wielu może zainteresować się wykonanym piecem. Następnie porozmawiamy o możliwościach wdrożenia takiego rozwiązania.

Rodzaje pieców do topienia metali

Tego typu sprzęt można podzielić na główne kategorie. W pierwszym, kanał serca działa jako podstawa, a metal jest umieszczany w takich piecach w sposób pierścieniowy wokół cewki indukcyjnej. Druga kategoria nie ma takiego elementu. Ten typ nazywa się tyglem, a metal jest umieszczony wewnątrz samego induktora. W takim przypadku zastosowanie zamkniętego rdzenia jest technicznie niemożliwe.

Podstawowe zasady

Piec do topienia w tym przypadku działa w oparciu o zjawisko indukcji magnetycznej. I jest kilka elementów. Najważniejszym elementem tego urządzenia jest cewka indukcyjna. To cewka, której przewodnikami nie są zwykłe druty, a miedziane rurki. To wymaganie jest określone przez konstrukcję pieców do topienia. Prąd płynący przez cewkę indukcyjną wytwarza pole magnetyczne, które oddziałuje na tygiel, w którym znajduje się metal. W tym przypadku rola wtórnego uzwojenia transformatora jest przypisana materiałowi, to znaczy przepływa przez niego prąd, ogrzewając go. W ten sposób odbywa się topienie, nawet jeśli piec indukcyjny jest wykonany ręcznie. Jak zbudować tego typu piec i zwiększyć jego wydajność? To ważne pytanie, na które można znaleźć odpowiedź. Zastosowanie prądów o podwyższonej częstotliwości może znacznie zwiększyć stopień sprawności sprzętu. W tym celu należy użyć specjalnych zasilaczy.

Cechy pieców indukcyjnych

Ten rodzaj sprzętu ma pewne cechy, które są zarówno zaletami, jak i wadami.

Ponieważ rozkład metalu musi być równomierny, uzyskany materiał charakteryzuje się dobrą jednorodną masą. Ten typ pieca działa poprzez transport energii przez strefy, a także zapewnia funkcję skupiania energii. Dostępne są parametry takie jak wydajność, częstotliwość pracy i sposób wykładania, a także regulacja temperatury topienia metalu, co znacznie ułatwia przebieg pracy. Istniejący potencjał technologiczny pieca stwarza wysoką szybkość topienia, urządzenia są przyjazne dla środowiska, całkowicie bezpieczne dla człowieka i gotowe do pracy w każdej chwili.

Najbardziej zauważalną wadą takiego sprzętu jest trudność w jego czyszczeniu. Ponieważ nagrzewanie żużla następuje wyłącznie dzięki ciepłu uwalnianemu przez metal, ta temperatura nie jest wystarczająca, aby zapewnić jego pełne wykorzystanie. Duża różnica temperatur między metalem a żużlem uniemożliwia maksymalne uproszczenie procesu unieszkodliwiania odpadów. Jako kolejną wadę zwyczajowo podkreśla się szczelinę, dzięki której zawsze konieczne jest zmniejszenie grubości podszewki. Dzięki takim działaniom po pewnym czasie może okazać się wadliwy.

Zastosowanie pieców indukcyjnych na skalę przemysłową

W przemyśle najczęściej stosuje się tyglowe i kanałowe piece indukcyjne. W pierwszym wytapia się dowolne metale w dowolnych ilościach. Zbiorniki na metal w takich wariantach są w stanie zmieścić nawet kilka ton metalu. Oczywiście w tym przypadku nie można zrobić pieców indukcyjnych do topienia „zrób to sam”. Piece kanałowe przeznaczone są do wytopu różnego rodzaju metali nieżelaznych, a także żeliwa.

Tematem często interesują się miłośnicy radiotechniki i technologii radiowych. Teraz staje się jasne, że tworzenie pieców indukcyjnych własnymi rękami jest dość realistyczne i wielu ludziom udało się to zrobić. Jednak, aby stworzyć taki sprzęt, wymagane jest zaimplementowanie działania obwodu elektrycznego, który zawierałby zalecane działania samego pieca. Takie rozwiązania wymagają zaangażowania tych, którzy potrafią wytwarzać oscylacje fal. Prosty piec indukcyjny „zrób to sam” według schematu można zbudować za pomocą czterech lamp elektronicznych w połączeniu z jednym neonem, sygnalizującym gotowość systemu do pracy.

W takim przypadku uchwyt kondensatora AC nie jest umieszczony wewnątrz instrumentu. Dzięki temu można stworzyć piec indukcyjny „zrób to sam”. Schemat urządzenia szczegółowo opisuje lokalizację każdego pojedynczego elementu. Możesz upewnić się, że urządzenie jest wystarczająco mocne, jeśli użyjesz śrubokręta, który powinien osiągnąć stan gorący w ciągu zaledwie kilku sekund.

Osobliwości

Jeśli tworzysz piec indukcyjny własnymi rękami, którego zasada działania i montażu jest badana i przeprowadzana zgodnie z odpowiednim schematem, powinieneś wiedzieć, że jeden lub więcej z wymienionych poniżej czynników może w tym wpłynąć na szybkość topienia walizka:

częstotliwość impulsów;

Straty histerezy;

Moc generatora;

Okres wydzielania ciepła na zewnątrz;

Straty związane z występowaniem prądów wirowych.

Jeśli zamierzasz zrobić piekarnik indukcyjny własnymi rękami, to używając lamp, musisz pamiętać, że ich moc powinna być rozłożona tak, aby wystarczyły cztery sztuki. Używając prostownika, otrzymujesz sieć około 220 V.

Domowe użytkowanie pieców

W życiu codziennym takie urządzenia są używane dość rzadko, chociaż podobne technologie można znaleźć w systemach grzewczych. Można je zaobserwować w postaci kuchenek mikrofalowych, aw środowisku nowych technologii rozwój ten znalazł szerokie zastosowanie. Na przykład zastosowanie prądów wirowych w kuchenkach indukcyjnych pozwala na gotowanie ogromnej różnorodności potraw. Ponieważ rozgrzanie zajmuje bardzo mało czasu, palnika nie można włączyć, jeśli nic na nim nie ma. Jednak do korzystania z takich specjalnych i użytecznych pieców potrzebne są specjalne naczynia.

proces składania

Indukcja „zrób to sam” składa się z cewki indukcyjnej, która jest solenoidem wykonanym z rurki miedzianej chłodzonej wodą oraz tygla, który może być wykonany z materiałów ceramicznych, a czasem ze stali, grafitu i innych. W takim urządzeniu można wytopić żeliwo, stal, metale szlachetne, aluminium, miedź, magnez. Piece indukcyjne zrób to sam są wykonane z pojemnością tygla od kilku kilogramów do kilku ton. Mogą być próżniowe, wypełnione gazem, otwarte i kompresorowe. Piece zasilane są prądami o wysokiej, średniej i niskiej częstotliwości.

Tak więc, jeśli interesuje Cię piec indukcyjny „zrób to sam”, schemat obejmuje zastosowanie takich podstawowych elementów: wanny do topienia i jednostki indukcyjnej, która obejmuje kamień paleniska, cewkę indukcyjną i rdzeń magnetyczny. Piec kanałowy różni się od tygla tym, że energia elektromagnetyczna zamieniana jest na energię cieplną w kanale odprowadzania ciepła, w którym zawsze musi znajdować się korpus przewodzący prąd elektryczny. Aby dokonać wstępnego rozruchu pieca kanałowego, wlewa się do niego stopiony metal lub wstawia się szablon z materiału, który można rozkruszyć w piecu. Po zakończeniu wytopu metal nie jest całkowicie osuszony, ale pozostaje „bagno” przeznaczone do wypełnienia kanału uwalniania ciepła dla przyszłych rozruchów. Jeśli masz zamiar zrobić to sam piec indukcyjny, to aby ułatwić wymianę kamienia paleniska na sprzęt, jest on zdejmowany.

Elementy pieca

Jeśli więc interesuje Cię minipiekarnik indukcyjny „zrób to sam”, ważne jest, aby wiedzieć, że jego głównym elementem jest cewka grzewcza. W przypadku wersji domowej wystarczy zastosować cewkę indukcyjną wykonaną z gołej rurki miedzianej o średnicy 10 mm. W przypadku cewki indukcyjnej stosuje się średnicę wewnętrzną 80-150 mm, a liczba zwojów wynosi 8-10. Ważne jest, aby zwoje się nie stykały, a odległość między nimi wynosi 5-7 mm. Części cewki indukcyjnej nie mogą stykać się z jego ekranem, minimalny odstęp musi wynosić 50 mm.

Jeśli masz zamiar zrobić to sam piec indukcyjny, powinieneś wiedzieć, że woda lub płyn niezamarzający chłodzi cewki indukcyjne na skalę przemysłową. W przypadku małej mocy i krótkiej pracy stworzonego urządzenia można się obejść bez chłodzenia. Ale podczas pracy cewka indukcyjna bardzo się nagrzewa, a kamień na miedzi może nie tylko drastycznie obniżyć wydajność urządzenia, ale także doprowadzić do całkowitej utraty jego wydajności. Niemożliwe jest samodzielne wykonanie cewki indukcyjnej z chłodzeniem, dlatego należy ją regularnie wymieniać. Nie wolno stosować wymuszonego chłodzenia powietrzem, ponieważ obudowa wentylatora znajdująca się blisko wężownicy „przyciągnie” do siebie pole elektromagnetyczne, co doprowadzi do przegrzania i spadku wydajności pieca.

Generator

Kiedy montowany jest piec indukcyjny do samodzielnego montażu, obwód wymaga użycia tak ważnego elementu, jak alternator. Nie powinieneś próbować robić pieca, jeśli nie znasz podstaw elektroniki radiowej przynajmniej na poziomie przeciętnego radioamatora. Wybór obwodu oscylatora musi być taki, aby nie dawać twardego widma prądowego.

Korzystanie z pieców indukcyjnych

Tego typu sprzęt rozpowszechnił się w obszarach takich jak odlewnie, gdzie metal został już oczyszczony i wymaga nadania określonego kształtu. Możesz także zdobyć niektóre stopy. W produkcji biżuterii stały się również powszechne. Prosta zasada działania oraz możliwość złożenia pieca indukcyjnego własnymi rękami pozwalają zwiększyć opłacalność jego użytkowania. W tym obszarze można zastosować urządzenia o pojemności tygla do 5 kilogramów. W przypadku małych produkcji ta opcja będzie optymalna.

Domowy piec indukcyjny radzi sobie z topieniem stosunkowo niewielkich porcji metalu. Jednak takie palenisko nie potrzebuje komina ani miecha, który pompuje powietrze do strefy topienia. A cały projekt takiego pieca można postawić na biurku. Dlatego ogrzewanie za pomocą indukcji elektrycznej jest najlepszym sposobem na topienie metali w domu. W tym artykule rozważymy projekty i schematy montażu takich pieców.

W warsztatach fabrycznych można znaleźć indukcyjne piece kanałowe do topienia metali nieżelaznych i żelaznych. Instalacje te mają bardzo dużą moc, którą ustawia wewnętrzny obwód magnetyczny, który zwiększa gęstość pola elektromagnetycznego oraz temperaturę w tyglu pieca.

Na skalę przemysłową produkowane są indukcyjne piece kanałowe do topienia metali nieżelaznych i żelaznych.

Jednak konstrukcje kanałowe zużywają duże porcje energii i zajmują dużo miejsca, dlatego w domu i małych warsztatach stosuje się instalację bez obwodu magnetycznego - piec tyglowy do topienia metali nieżelaznych / żelaznych. Taki projekt można zmontować nawet własnymi rękami, ponieważ instalacja tygla składa się z trzech głównych jednostek:

• Generator wytwarzający prąd przemienny o wysokich częstotliwościach, które są niezbędne do zwiększenia gęstości pola elektromagnetycznego w tyglu. Co więcej, jeśli średnicę tygla można porównać z częstotliwością długich fal prądu przemiennego, wówczas taka konstrukcja umożliwi przekształcenie do 75 procent energii elektrycznej zużywanej przez instalację w energię cieplną.
• Cewka indukcyjna to miedziana spirala stworzona na podstawie dokładnego obliczenia nie tylko średnicy i liczby zwojów, ale także geometrii użytego w tym procesie drutu. Obwód indukcyjny musi być dostrojony, aby uzyskać moc w wyniku rezonansu z generatorem, a raczej częstotliwością prądu zasilającego.
• Tygiel jest pojemnikiem ogniotrwałym, w którym odbywają się wszystkie prace topienia, zapoczątkowane występowaniem prądów wirowych w konstrukcji metalowej. W takim przypadku średnica tygla i inne wymiary tego pojemnika są określane ściśle według charakterystyki generatora i cewki indukcyjnej.

Każdy amator radiowy może zmontować taki piekarnik. Aby to zrobić, musi znaleźć odpowiedni schemat i zaopatrzyć się w materiały i części. Listę tego wszystkiego znajdziesz poniżej.

Konstrukcja domowego pieca tyglowego oparta jest na najprostszym falowniku laboratoryjnym Kukhtetsky. Schemat tej instalacji na tranzystorach jest następujący:

Schemat instalacji tranzystora

Na podstawie tego schematu będziesz mógł zmontować piec indukcyjny z następujących elementów:

• dwa tranzystory - najlepiej typu polowego i marki IRFZ44V;
• drut miedziany o średnicy 2 mm;
• dwie diody marki UF4001, jeszcze lepiej - UF4007;
• dwa pierścienie przepustnicy - można je wyjąć ze starego zasilacza z pulpitu;
• trzy kondensatory o pojemności 1 mikrofarada każdy;
• cztery kondensatory o pojemności 220nF każdy;
• jeden kondensator o pojemności 470 nF;
• jeden kondensator o pojemności 330 nF;
• jeden rezystor 1 wat (lub 2 rezystory po 0,5 wata), zaprojektowany na rezystancję 470 omów;
• drut miedziany o średnicy 1,2 mm.

Dodatkowo przyda się kilka radiatorów - można je wyjąć ze starych płyt głównych lub chłodnic procesorów, a akumulator o pojemności co najmniej 7200 mAh ze starego zasilacza bezprzerwowego 12 V. Cóż, zbiornik na tygiel jest w rzeczywistości w tym przypadku niepotrzebne - w piecu stopi się metalowy pręt, który można trzymać za zimny koniec.

Wydrukuj i zawieś na pulpicie rysunek laboratoryjnego falownika Kukhteckiego. Następnie rozłóż wszystkie komponenty radiowe według gatunków i marek i podgrzej lutownicę. Podłącz dwa tranzystory do radiatorów. A jeśli pracujesz z piecem dłużej niż 10-15 minut z rzędu, przymocuj chłodnice z komputera do grzejników, podłączając je do działającego zasilacza. Schemat wyprowadzeń dla tranzystorów z serii IRFZ44V wygląda następująco:

Schemat pinów tranzystora

Weź drut miedziany o średnicy 1,2 mm i owiń go wokół pierścieni ferrytowych, wykonując 9-10 zwojów. W rezultacie dostaniesz duszenia. Odległość między zwojami jest określona przez średnicę pierścienia, w oparciu o równomierność skoku. W zasadzie wszystko można zrobić „na oko”, zmieniając liczbę zwojów w zakresie od 7 do 15 zwojów. Zmontuj baterię kondensatorów, łącząc wszystkie części równolegle. W rezultacie powinieneś otrzymać baterię 4,7 mikrofaradów.

Teraz zrób cewkę indukcyjną z drutu miedzianego 2 mm. Średnica zwojów w tym przypadku może być równa średnicy porcelanowego tygla lub 8-10 centymetrów. Liczba zwojów nie powinna przekraczać 7-8 sztuk. Jeśli podczas procesu testowania moc pieca wydaje ci się niewystarczająca, przerób konstrukcję cewki indukcyjnej, zmieniając średnicę i liczbę zwojów. Dlatego w pierwszej parze lepiej jest, aby styki induktora nie były lutowane, ale odłączane. Następnie zmontuj wszystkie elementy na płytce PCB na podstawie rysunku falownika laboratoryjnego Kukhtetsky'ego. I podłącz baterię 7200 mAh do styków zasilania. To wszystko.

Teraz możesz przetestować piec, wybierając odpowiednie parametry wzbudnika dla każdego rodzaju metalu lub tygla. Jednak podczas testowania lub topienia należy pamiętać o środkach bezpieczeństwa podczas pracy z piecami elektrycznymi.

Instalacja indukcyjna wytwarza bardzo wysoką temperaturę, wystarczającą do topienia metalu o wadze do 10-20 gramów. Dlatego podczas pracy z tyglem musisz używać fartucha wykonanego z gęstego materiału i tych samych rękawic. Ochronią Cię przed poparzeniem, jeśli przypadkowo wylejesz metal z pojemnika.

Lepiej jest ukryć zmontowaną konstrukcję pieca w izolowanej obudowie, pozostawiając za ścianami tylko cewkę indukcyjną. Pozwoli to zaoszczędzić zarówno użytkownika, jak i delikatne komponenty radiowe. A do wentylacji w obudowie konieczne jest wycięcie lub wywiercenie kilku otworów, zapewniających dopływ i odpływ powietrza.

Resztkowe pole magnetyczne może nagrzać metalowe części odzieży użytkownika, co spowoduje oparzenie skóry. Dlatego lepiej podchodzić do tygla w prostych ubraniach, bez zamków błyskawicznych i metalowych guzików. Ponadto lepiej jest usunąć wszystkie urządzenia elektryczne z cewki indukcyjnej w odległości co najmniej metra.

Piece indukcyjne służą do wytopu metali i wyróżniają się tym, że nagrzewane są za pomocą prądu elektrycznego. Wzbudzenie prądu następuje w cewce, a raczej w niezmiennym polu.

W takich konstrukcjach energia jest konwertowana kilkakrotnie (w tej kolejności):

• w elektromagnetyczny
• elektryczny;
• termiczny.

Takie piece pozwalają na wykorzystanie ciepła z maksymalną wydajnością, co nie jest zaskakujące, ponieważ są najbardziej zaawansowanymi ze wszystkich istniejących modeli zasilanych energią elektryczną.

Notatka! Konstrukcje indukcyjne są dwojakiego rodzaju - z rdzeniem lub bez. W pierwszym przypadku metal jest umieszczany w rurowym rynnie, która znajduje się wokół cewki indukcyjnej. Rdzeń znajduje się w samym cewce indukcyjnej. Druga opcja nazywa się tyglem, ponieważ w niej metal z tyglem znajduje się już wewnątrz wskaźnika. Oczywiście w tym przypadku nie można mówić o żadnym rdzeniu.

W dzisiejszym artykule porozmawiamy o tym, jak zrobićPiekarnik indukcyjny DIY.

Wśród wielu korzyści są następujące:

• czystość i bezpieczeństwo środowiska;
• zwiększona jednorodność stopu dzięki aktywnemu ruchowi metalu;
• prędkość - piekarnik może być używany niemal natychmiast po włączeniu;
• strefa i skupiona orientacja energii;
• wysoka szybkość topnienia;
• brak odpadów z substancji stopowych;
• możliwość regulacji temperatury;
• liczne możliwości techniczne.

Ale są też wady.

1. Żużel jest podgrzewany przez metal, w wyniku czego ma niską temperaturę.
2. Jeśli żużel jest zimny, bardzo trudno jest usunąć fosfor i siarkę z metalu.
3. Pomiędzy cewką a topionym metalem pole magnetyczne rozprasza się, więc wymagane będzie zmniejszenie grubości wykładziny. Wkrótce doprowadzi to do tego, że sama podszewka zawiedzie.

Wideo - Piec indukcyjny

Aplikacja na skalę przemysłową

Obie opcje konstrukcyjne znajdują zastosowanie w wytopie żelaza, aluminium, stali, magnezu, miedzi i metali szlachetnych. Użyteczna objętość takich konstrukcji może wahać się od kilku kilogramów do kilkuset ton.

Piece do użytku przemysłowego dzielą się na kilka typów.

1. Konstrukcje średniej częstotliwości są powszechnie stosowane w inżynierii mechanicznej i metalurgii. Z ich pomocą topi się stal, a przy użyciu tygli grafitowych topi się również metale nieżelazne.
2. W wytopie żelaza stosuje się przemysłowe konstrukcje częstotliwości.
3. Konstrukcje oporowe przeznaczone są do topienia aluminium, stopów aluminium, cynku.

Notatka! To właśnie technologia indukcyjna stała się podstawą bardziej popularnych urządzeń - kuchenek mikrofalowych.

użytek krajowy

Z oczywistych względów piec indukcyjny do topienia jest rzadko używany w domu. Ale technologia opisana w artykule znajduje się w prawie wszystkich nowoczesnych domach i mieszkaniach. Są to wspomniane powyżej mikrofale oraz kuchenki indukcyjne i piekarniki elektryczne.

Rozważmy na przykład talerze. Nagrzewają naczynia za pomocą indukcyjnych prądów wirowych, w wyniku czego nagrzewanie następuje niemal natychmiast. Charakterystyczne jest to, że nie można włączyć palnika, na którym nie ma naczyń.

Sprawność kuchenek indukcyjnych sięga 90%. Dla porównania: dla kuchenek elektrycznych jest to około 55-65%, a dla kuchenek gazowych - nie więcej niż 30-50%. Ale uczciwie warto zauważyć, że działanie opisanych pieców wymaga specjalnych naczyń.

Domowy piekarnik indukcyjny

Nie tak dawno radioamatorzy krajowi wyraźnie pokazali, że możesz sam zrobić piec indukcyjny. Obecnie istnieje wiele różnych schematów i technologii wytwarzania, ale podaliśmy tylko te najpopularniejsze, czyli najefektywniejsze i najłatwiejsze w realizacji.

Piec indukcyjny z generatora wysokiej częstotliwości

Poniżej znajduje się obwód elektryczny do wykonania domowego urządzenia z generatora wysokiej częstotliwości (27,22 megaherca).

Oprócz generatora do montażu potrzebne będą cztery żarówki dużej mocy oraz ciężka lampka wskaźnika gotowości do pracy.

Notatka! Główną różnicą między piecem wykonanym według tego schematu jest uchwyt skraplacza - w tym przypadku znajduje się on na zewnątrz.

Ponadto metal w cewce (cewka indukcyjna) stopi się w urządzeniu o najmniejszej mocy.

Podczas produkcji należy pamiętać o kilku ważnych punktach, które wpływają na szybkość szalowania metalu. To jest:

• moc;
• częstotliwość;
• straty wirowe;
• szybkość wymiany ciepła;
• utrata histerezy.

Urządzenie będzie zasilane ze standardowej sieci 220 V, ale z preinstalowanym prostownikiem. Jeśli piec jest przeznaczony do ogrzewania pomieszczenia, zaleca się stosowanie spirali nichromowej, a jeśli do topienia, szczotek grafitowych. Zapoznajmy się bardziej szczegółowo z każdą ze struktur.

Wideo - Konstrukcja falownika spawalniczego

Istota projektu jest następująca: instaluje się parę szczotek grafitowych, a między nie wylewa się sproszkowany granit, po czym podłącza się transformator obniżający napięcie. Charakterystyczne jest, że podczas wytapiania nie można obawiać się porażenia prądem, ponieważ nie ma potrzeby używania 220 V.

Technologia montażu

Krok 1. Podstawa jest zmontowana - pudełko z cegieł szamotowych o wymiarach 10x10x18 cm, ułożone na płytce ogniotrwałej.

Krok 2. Boks wykończony jest tekturą azbestową. Po zwilżeniu wodą materiał mięknie, co pozwala nadać mu dowolny kształt. W razie potrzeby konstrukcja może być owinięta drutem stalowym.

Notatka! Wymiary puszki mogą się różnić w zależności od mocy transformatora.

Krok 3. Najlepszą opcją dla pieca grafitowego jest transformator ze spawarki 0,63 kW. Jeśli transformator jest zaprojektowany na 380 V, można go przewinąć, chociaż wielu doświadczonych elektryków twierdzi, że można zostawić wszystko tak, jak jest.

Krok 4. Transformator jest owinięty cienkim aluminium - dzięki czemu konstrukcja nie nagrzewa się podczas pracy.

Krok 5. Zainstalowane są szczotki grafitowe, na dnie pudełka kładzie się gliniane podłoże - aby stopiony metal nie rozprzestrzeniał się.

Główną zaletą takiego pieca jest wysoka temperatura, która nadaje się nawet do topienia platyny czy palladu. Ale wśród minusów jest szybkie nagrzewanie się transformatora, niewielka objętość (jednorazowo można wytopić nie więcej niż 10 g). Z tego powodu do topienia dużych objętości wymagany będzie inny projekt.

Tak więc do wytopu dużych ilości metalu wymagany jest piec z drutem nichromowym. Zasada działania projektu jest dość prosta: do spirali nichromowej przykładany jest prąd elektryczny, który nagrzewa się i topi metal. W Internecie istnieje wiele różnych formuł do obliczania długości drutu, ale w zasadzie wszystkie są takie same.

Krok 1. W przypadku spirali stosuje się nichrom ø0,3 mm o długości około 11 m.

Krok 2. Drut musi być nawinięty. Aby to zrobić, potrzebujesz prostej miedzianej rurki ø5 mm - nawinięta jest na nią spirala.

Krok 3. Jako tygiel służy mała rurka ceramiczna ø1,6 cm i długości 15 cm, w której jeden koniec jest zatkany gwintem azbestowym - dzięki temu roztopiony metal nie będzie wypływał.

Krok 4. Po sprawdzeniu działania i układaniu spirali wokół rury. Jednocześnie między zwojami umieszczana jest ta sama nić azbestowa - zapobiegnie to zwarciu i ograniczy dostęp tlenu.

Krok 5. Gotową cewkę umieszcza się we wkładzie z lampy o dużej mocy. Takie wkłady są zwykle ceramiczne i mają wymagany rozmiar.

Zalety takiego projektu:

• wysoka wydajność (do 30 g na przebieg);
• szybkie nagrzewanie (około pięć minut) i długie chłodzenie;
• łatwość użycia - wygodnie jest wlewać metal do form;
• szybka wymiana spirali w przypadku wypalenia.

Ale są oczywiście wady:

• nichrom wypala się, zwłaszcza jeśli spirala jest słabo izolowana;
• niepewność - urządzenie jest podłączone do sieci 220 V.

Notatka! Nie możesz dodać metalu do pieca, jeśli poprzednia porcja jest już tam stopiona. W przeciwnym razie cały materiał rozsypie się po pomieszczeniu, co więcej może zranić oczy.

Jako podsumowanie

Jak widać, nadal możesz samodzielnie wykonać piec indukcyjny. Ale szczerze mówiąc, opisana konstrukcja (jak wszystko dostępne w Internecie) nie jest dokładnie piecem, ale falownikiem laboratoryjnym Kukhtetsky'ego. Po prostu niemożliwe jest złożenie w domu pełnowartościowej konstrukcji indukcyjnej.

Piec indukcyjny nie jest już nowością - wynalazek ten istnieje od XIX wieku, ale dopiero w naszych czasach, wraz z rozwojem technologii i bazy elementarnej, w końcu zaczyna wszędzie wchodzić w codzienność. Wcześniej było wiele pytań dotyczących zawiłości działania pieców indukcyjnych, nie wszystkie procesy fizyczne były w pełni zrozumiałe, a same jednostki miały wiele wad i były wykorzystywane tylko w przemyśle, głównie do topienia metali.

Teraz, wraz z pojawieniem się potężnych tranzystorów wysokiej częstotliwości i tanich mikrokontrolerów, które dokonały przełomu we wszystkich dziedzinach nauki i techniki, pojawiły się naprawdę wydajne piece indukcyjne, które można swobodnie wykorzystywać do potrzeb domowych (gotowanie, ogrzewanie wody, ogrzewanie) i nawet złożyć ręce.

Podstawa fizyczna i zasada działania pieca

Rys.1. Schemat pieca indukcyjnego

Przed wyborem lub wykonaniem nagrzewnicy indukcyjnej powinieneś zrozumieć, co to jest. Ostatnio nastąpił wybuch zainteresowania tym tematem, ale niewiele osób ma pełne zrozumienie fizyki fal magnetycznych. To zrodziło wiele nieporozumień, mitów i wielu nieefektywnych lub niebezpiecznych produktów domowych. Możesz zrobić piec indukcyjny własnymi rękami, ale wcześniej powinieneś zdobyć przynajmniej podstawową wiedzę.

Kuchenka indukcyjna oparta jest na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Kluczowym elementem jest tutaj induktor, który jest wysokiej jakości induktorem. Piece indukcyjne są szeroko stosowane do ogrzewania lub topienia materiałów przewodzących prąd elektryczny, najczęściej metali, ze względu na termiczny efekt indukowania w nich wirowego prądu elektrycznego. Powyższy schemat ilustruje budowę tego pieca (rys. 1).

Generator G wytwarza napięcie o zmiennej częstotliwości. Pod działaniem jego siły elektromotorycznej w cewce indukcyjnej L płynie prąd przemienny I 1 . Cewka L wraz z kondensatorem C jest obwodem oscylacyjnym dostrojonym do rezonansu z częstotliwością źródła G, dzięki czemu sprawność pieca jest znacznie zwiększona.

Zgodnie z prawami fizycznymi, w przestrzeni wokół cewki indukcyjnej L powstaje przemienne pole magnetyczne H. Pole to może również występować w powietrzu, ale czasami w celu poprawy wydajności stosuje się specjalne rdzenie ferromagnetyczne, które mają lepszą przewodność magnetyczną w porównaniu z powietrzem.

Linie siły pola magnetycznego przechodzą przez przedmiot W umieszczony wewnątrz cewki indukcyjnej i indukują w nim strumień magnetyczny F. Jeżeli materiał, z którego wykonany jest przedmiot W, przewodzi prąd elektryczny, pojawia się w nim indukowany prąd I 2, zamykający się wewnątrz i tworząc wirowe przepływy indukcyjne. Zgodnie z prawem efektu cieplnego elektryczności prądy wirowe nagrzewają obiekt W.

Wykonanie nagrzewnicy indukcyjnej

Piec indukcyjny składa się z dwóch głównych bloków funkcjonalnych: wzbudnika (nagrzewnicy indukcyjnej) i generatora (źródło napięcia przemiennego). Cewka indukcyjna to goła miedziana rurka zwinięta w spiralę (rys. 2).

Aby wykonać piec „zrób to sam” o mocy nie większej niż 3 kW, cewka indukcyjna musi mieć następujące parametry:

• średnica rurki - 10 mm;
• średnica spirali - 8-15 cm;
• liczba zwojów cewki - 8-10;
• odległość między zwojami wynosi 5-7 mm;
• minimalna szczelina w ekranie to 5 cm.

Sąsiednie zwoje cewki nie mogą się stykać, zachowaj określoną odległość. Cewka nie może w żaden sposób stykać się z ekranem ochronnym pieca, odstęp między nimi nie może być mniejszy niż określony.

Produkcja generatorów

Rys.3. Schemat na lampach

Warto zauważyć, że piec indukcyjny do jego produkcji wymaga co najmniej przeciętnych umiejętności i umiejętności radiotechnicznych. Szczególnie ważne jest ich posiadanie do stworzenia drugiego kluczowego elementu – generatora prądu o wysokiej częstotliwości. Ani montaż, ani używanie piekarnika „zrób to sam” nie zadziała bez tej wiedzy. Co więcej, może zagrażać życiu.

Dla tych, którzy podejmują ten biznes ze znajomością i zrozumieniem procesu, istnieją różne sposoby i schematy montażu pieca indukcyjnego. Przy wyborze odpowiedniego obwodu generatora zaleca się zrezygnować z opcji z twardym widmem emisyjnym. Obejmują one szeroko rozpowszechniony obwód wykorzystujący klucz tyrystorowy. Promieniowanie o wysokiej częstotliwości z takiego generatora może powodować silne zakłócenia dla wszystkich otaczających urządzeń radiowych.

Od połowy XX wieku dużym powodzeniem wśród radioamatorów cieszy się piec indukcyjny montowany na 4 lampach. Jego jakość i wydajność są dalekie od najlepszych, a lampy radiowe są obecnie trudno dostępne, jednak wielu nadal montuje generatory według tego schematu, ponieważ ma to wielką zaletę: miękkie, wąskopasmowe widmo generowanego prądu, dzięki czemu taki piec emituje minimalną ingerencję i jak najbardziej bezpieczny (rys. 3).

Tryb pracy tego generatora jest ustawiany za pomocą zmiennego kondensatora C. Kondensator musi mieć dielektryk powietrzny, odstęp między jego płytami musi wynosić co najmniej 3 mm. Schemat zawiera również lampkę neonową L, która służy jako wskaźnik.

Schemat uniwersalnego generatora

Nowoczesne piece indukcyjne działają na bardziej zaawansowanych elementach - mikroukładach i tranzystorach. Uniwersalny schemat generatora push-pull, który rozwija moc do 1 kW, cieszy się dużym powodzeniem. Zasada działania opiera się na niezależnym generatorze wzbudzenia, a cewka indukcyjna jest załączana w trybie mostkowym (rys. 4).

Zalety generatora push-pull zmontowanego zgodnie z tym schematem:

1. Możliwość pracy w 2 i 3 trybie oprócz głównego.
2. Istnieje tryb ogrzewania powierzchni.
3. Zakres regulacji 10-10000 kHz.
4. Miękkie widmo promieniowania w całym zakresie.
5. Nie wymaga dodatkowej ochrony.

Strojenie częstotliwości odbywa się za pomocą rezystora zmiennego R2. Zakres częstotliwości pracy ustalany jest przez kondensatory C1 i C2. Międzystopniowy transformator dopasowujący musi mieć ferrytowy rdzeń pierścieniowy o przekroju co najmniej 2 cm2. Uzwojenie transformatora wykonane jest z drutu emaliowanego o przekroju 0,8-1,2 mm. Tranzystory muszą być osadzone na wspólnym grzejniku o powierzchni 400 cm2.

Wniosek na ten temat

Pole elektromagnetyczne (EMF) emitowane przez piec indukcyjny oddziałuje na wszystkie otaczające przewodniki. Wpływa również na organizm człowieka. Narządy wewnętrzne pod wpływem pola elektromagnetycznego są równomiernie rozgrzane, ogólna temperatura ciała wzrasta w całej objętości.

Dlatego podczas pracy z piekarnikiem ważne jest przestrzeganie pewnych środków ostrożności, aby uniknąć negatywnych konsekwencji.

Przede wszystkim obudowa generatora musi być osłonięta obudową wykonaną z blachy ocynkowanej lub drobnej siatki. Zmniejszy to intensywność promieniowania o 30-50 razy.

Należy również pamiętać, że w bezpośrednim sąsiedztwie wzbudnika gęstość strumienia energii będzie wyższa, zwłaszcza wzdłuż osi uzwojenia. Dlatego cewka indukcyjna musi być umieszczona pionowo, a ogrzewanie lepiej obserwować z daleka.

Piece indukcyjne wynaleziono już w 1887 roku. A trzy lata później pojawił się pierwszy rozwój przemysłowy, za pomocą którego wytopiono różne metale. Zaznaczam, że w tamtych odległych latach piece te były ciekawostką. Chodzi o to, że ówcześni naukowcy nie do końca rozumieli, jakie procesy w nim zachodzą. Rozgryzłem to dzisiaj. W tym artykule będziemy zainteresowani tematem - piec indukcyjny zrób to sam. Jak prosty jest jego projekt, czy można go zmontować w domu?

Zasada działania

Konieczne jest rozpoczęcie montażu po zrozumieniu zasady działania i urządzenia urządzenia. Zacznijmy od tego. Zwróć uwagę na powyższy obrazek, zrozumiemy to.

W skład urządzenia wchodzą:

• Generator G, który wytwarza prąd przemienny.
• Kondensator C wraz z cewką L tworzy obwód oscylacyjny, który zapewnia instalacji wysoką temperaturę.
  

  Uwaga! Niektóre projekty wykorzystują tak zwany generator samooscylacyjny. Umożliwia to usunięcie kondensatora z obwodu.

• Cewka w otaczającej przestrzeni formuje pole magnetyczne, w którym występuje napięcie oznaczone na naszym rysunku literą "H". Samo pole magnetyczne istnieje w wolnej przestrzeni i może być zamknięte przez rdzeń ferromagnetyczny.
• Działa również na mieszaninę (W), w której wytwarza strumień magnetyczny (F). Nawiasem mówiąc, zamiast opłaty można zainstalować część obrabianego przedmiotu.
• Strumień magnetyczny indukuje napięcie wtórne o wartości 12 V. Ale dzieje się tak tylko wtedy, gdy W jest elementem przewodzącym prąd elektryczny.
• Jeśli nagrzany przedmiot jest duży i solidny, zaczyna w nim działać tak zwany prąd Foucaulta. Jest typu wirowego.
• W tym przypadku prądy wirowe przenoszą energię cieplną z generatora przez pole magnetyczne, nagrzewając w ten sposób obrabiany przedmiot.

Pole elektromagnetyczne jest dość szerokie. I nawet wielostopniowa konwersja energii, jaka występuje w domowych piecach indukcyjnych, ma maksymalną sprawność - do 100%.

piec tyglowy

Odmiany

Istnieją dwie główne konstrukcje pieców indukcyjnych:

• Kanał.
• Tygiel.

Nie będziemy tutaj opisywać wszystkich ich charakterystycznych cech. Wystarczy zauważyć, że wersja kanałowa jest konstrukcją podobną do spawarki. Ponadto, aby stopić metal w takich piecach, konieczne było pozostawienie niewielkiej ilości stopu, bez którego proces po prostu nie działał. Druga opcja to zaawansowany schemat, który wykorzystuje technologię bez pozostałości stopu. Oznacza to, że tygiel jest po prostu instalowany bezpośrednio w cewce indukcyjnej.

Jak to działa

Dlaczego potrzebujesz takiego piekarnika w domu?

Ogólnie pytanie jest dość interesujące. Przyjrzyjmy się tej sytuacji. Istnieje dość duża liczba sowieckich urządzeń elektrycznych i elektronicznych, w których zastosowano złote lub srebrne styki. Metale te można usunąć na wiele sposobów. Jednym z nich jest piec indukcyjny.

Oznacza to, że bierzesz styki, umieszczasz je w wąskim i długim tyglu, który instalujesz w cewce. Po 15-20 minutach zmniejszeniu mocy, schłodzeniu aparatu i rozbiciu tygla dostaniesz pręt, na końcu którego znajdziesz złotą lub srebrną końcówkę. Odetnij go i zanieś do lombardu.

Chociaż należy zauważyć, że za pomocą tej domowej jednostki można przeprowadzać różne procesy z metalami. Na przykład możesz stwardnieć lub odejść.

Cewka z akumulatorem (generatorem)

Komponenty pieca

W sekcji „Zasada działania” wymieniliśmy już wszystkie części pieca indukcyjnego. A jeśli wszystko jest jasne z generatorem, należy zająć się cewką indukcyjną (cewką). Nadaje się do tego miedziana rurka. Jeśli montujesz urządzenie o mocy 3 kW, potrzebujesz rury o średnicy 10 mm. Sama cewka jest skręcona o średnicy 80-150 mm, z liczbą zwojów od 8 do 10.

Należy pamiętać, że zwoje miedzianej rurki nie mogą się ze sobą stykać. Optymalna odległość między nimi to 5-7 mm. Sama cewka nie może dotykać ekranu. Odległość między nimi wynosi 50 mm.

Zazwyczaj przemysłowe piece indukcyjne mają jednostkę chłodzącą. Nie da się tego zrobić w domu. Ale dla jednostki o mocy 3 kW praca do pół godziny niczego nie zagraża. To prawda, że ​​z biegiem czasu na rurze osadza się miedziany kamień, co zmniejsza wydajność urządzenia. Tak więc okresowo cewka będzie musiała zostać wymieniona.

Generator

Zasadniczo wykonanie generatora własnymi rękami nie stanowi problemu. Ale jest to możliwe tylko wtedy, gdy masz wystarczającą wiedzę z zakresu elektroniki radiowej na poziomie przeciętnego radioamatora. Jeśli nie ma takiej wiedzy, zapomnij o kuchence indukcyjnej. Najważniejsze jest to, że musisz umiejętnie obsługiwać to urządzenie.

Jeśli staniesz przed dylematem wyboru obwodu generatora, skorzystaj z jednej rady - nie powinien on mieć twardego spektrum prądu. Aby wyjaśnić, o co toczy się gra, oferujemy najprostszy obwód generatora do pieca indukcyjnego na poniższym zdjęciu.

Obwód generatora

Wymagana wiedza

Pole elektromagnetyczne działa na wszystkie żywe istoty. Przykładem jest mięso w kuchence mikrofalowej. Dlatego warto zadbać o bezpieczeństwo. I nie ma znaczenia, czy montujesz piec i testujesz go, czy pracujesz nad nim. Istnieje taki wskaźnik, jak gęstość strumienia energii. Więc to zależy od pola elektromagnetycznego. A im wyższa częstotliwość promieniowania, tym gorsze ciało ludzkie.

Wiele krajów przyjęło środki bezpieczeństwa, które uwzględniają gęstość energii. Istnieją rozwinięte granice. To 1-30 mW na 1 m² ludzkiego ciała. Wskaźniki te są ważne, jeśli narażenie występuje nie dłużej niż godzinę dziennie. Nawiasem mówiąc, zainstalowany ekran ocynkowany zmniejsza gęstość sufitu 50-krotnie.

Nie zapomnij ocenić artykułu.