Schema electrică a aragazului cu inducție. cuptor de topire cu inducție

Cuptorul cu inducție este adesea folosit în domeniul metalurgiei, astfel încât acest concept este bine cunoscut persoanelor care sunt mai mult sau mai puțin conectate cu procesul de topire a diferitelor metale. Dispozitivul vă permite să convertiți energia electrică generată de un câmp magnetic în căldură.

Astfel de dispozitive sunt vândute în magazine la un preț destul de mare, dar dacă aveți abilități minime în utilizarea unui fier de lipit și puteți citi circuite electronice, atunci puteți încerca să faceți un cuptor cu inducție cu propriile mâini.

Este puțin probabil ca un dispozitiv de casă să fie potrivit pentru sarcini complexe, dar va face față funcțiilor de bază. Puteți asambla dispozitivul pe baza unui invertor de sudură funcțional de la tranzistoare sau pe lămpi. Cel mai productiv în acest caz este dispozitivul de pe lămpi datorită randamentului ridicat.

Principiul de funcționare al cuptorului cu inducție

Încălzirea metalului plasat în interiorul dispozitivului are loc prin trecerea impulsurilor electromagnetice în energie termică. Impulsurile electromagnetice sunt produse de o bobină cu spire de sârmă sau țeavă de cupru.

Schema cuptorului cu inducție și scheme de încălzire

Când dispozitivul este conectat, un curent electric începe să treacă prin bobină, iar în jurul lui apare un câmp electric, schimbându-și direcția în timp. Pentru prima dată, performanța unei astfel de instalații a fost descrisă de James Maxwell.

Obiectul de încălzit trebuie plasat în interiorul bobinei sau aproape de acesta. Obiectul țintă va fi străpuns de un flux de inducție magnetică, iar în interior va apărea un câmp magnetic de tip vortex. Astfel, energia inductivă se va transforma în căldură.

Soiuri

Cuptoarele pe o bobină de inducție sunt de obicei împărțite în două tipuri, în funcție de tipul de construcție:

• Canal;
• Creuzet.

În primele dispozitive, metalul pentru topire este situat în fața bobinei de inducție, iar în cuptoarele de al doilea tip este plasat în interiorul acesteia.

Puteți asambla cuptorul urmând pașii de mai jos:

1. Îndoim țeava de cupru sub formă de spirală. În total, este necesar să se facă aproximativ 15 ture, distanța dintre care ar trebui să fie de cel puțin 5 mm. În interiorul spiralei, un creuzet ar trebui să fie amplasat liber, unde va avea loc procesul de topire;
2. Facem o carcasă fiabilă pentru dispozitiv, care nu trebuie să conducă curentul electric și trebuie să reziste la temperaturi ridicate ale aerului;
3. Choke-urile și condensatoarele sunt asamblate conform schemei indicate mai sus;
4. La circuit este conectată o lampă de neon, care va semnala că dispozitivul este gata de funcționare;
5. Un condensator este, de asemenea, lipit pentru a regla capacitatea.

Utilizarea încălzirii

Cuptoarele cu inducție de acest tip pot fi folosite și pentru încălzirea spațiului. Cel mai adesea sunt folosite împreună cu un cazan, care produce suplimentar încălzirea cu apă rece. De fapt, modelele sunt folosite extrem de rar datorită faptului că, ca urmare a pierderilor de energie electromagnetică, eficiența dispozitivului este minimă.

Un alt dezavantaj se bazează pe consumul de cantități mari de energie electrică de către dispozitiv în timpul funcționării, deoarece dispozitivul este clasificat ca fiind neprofitabil din punct de vedere economic.

Răcirea sistemului

Un dispozitiv auto-asamblat trebuie să fie echipat cu un sistem de răcire, deoarece în timpul funcționării toate componentele vor fi expuse la temperaturi ridicate, structura se poate supraîncălzi și rupe. Cuptoarele cumpărate din magazin sunt răcite cu apă sau antigel.

Atunci când alegeți o răcitoare pentru locuință, se preferă opțiunile care sunt cele mai benefice pentru implementare din punct de vedere economic.

Pentru cuptoarele de casă, puteți încerca să utilizați un ventilator cu lamă convențional. Acordați atenție faptului că dispozitivul nu trebuie să fie prea aproape de cuptor, deoarece părțile metalice ale ventilatorului afectează negativ performanța dispozitivului și pot, de asemenea, deschide fluxurile vortex și reduce performanța întregului sistem.

Precauții pentru utilizarea dispozitivului

Când lucrați cu dispozitivul, trebuie să respectați următoarele reguli:

• Unele elemente ale instalației, precum și metalul care se topește, sunt expuse la căldură puternică, în urma căreia există riscul de a se arde;
• Când utilizați un cuptor cu lampă, asigurați-vă că îl plasați într-o carcasă închisă, altfel există o probabilitate mare de șoc electric;
• Înainte de a lucra cu dispozitivul, îndepărtați toate elementele metalice și dispozitivele electronice complexe din zona de lucru a dispozitivului. Dispozitivul nu trebuie utilizat de persoane care au un stimulator cardiac instalat.

Cuptorul de topire a metalelor de tip inducție poate fi utilizat la cositorit și formarea pieselor metalice.

O instalație de casă este ușor de ajustat pentru a funcționa în condiții specifice prin modificarea unor setări. Dacă urmați schemele indicate la asamblarea structurii, precum și regulile elementare de siguranță, un dispozitiv de casă practic nu va fi inferior aparatelor de uz casnic cumpărate din magazin.

Citiți în articol

Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Încălzirea prin inducție nu este posibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

• inductor;
• generator;
• element de încălzire.

Un inductor este o bobină, de obicei făcută din sârmă de cupru, care generează un câmp magnetic. Un alternator este utilizat pentru a produce un flux de înaltă frecvență dintr-un flux standard de energie de uz casnic de 50 Hz. Un obiect metalic este folosit ca element de încălzire, capabil să absoarbă energie termică sub influența unui câmp magnetic.

Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un dispozitiv de înaltă performanță, care este perfect pentru încălzirea unui lichid de răcire și încălzirea unei case. Cu ajutorul unui generator se alimentează inductorului un curent electric cu caracteristicile necesare, adică. pe o bobină de cupru. Când trece prin el, fluxul de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul de funcționare al încălzitoarelor cu inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductorilor care apar sub influența câmpurilor magnetice.

Particularitatea câmpului este că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte. Dacă orice obiect metalic este plasat în acest câmp, acesta va începe să se încălzească fără contact direct cu inductorul sub influența curenților turbionari creați.

Curentul electric de înaltă frecvență care curge de la invertor către bobina de inducție creează un câmp magnetic cu un vector de unde magnetice în continuă schimbare. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid

Lipsa contactului face posibilă ca pierderile de energie în timpul trecerii de la un tip la altul să fie neglijabile, ceea ce explică randamentul crescut al cazanelor cu inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, o țeavă metalică este folosită ca element de încălzire, prin care trece pur și simplu un curent de apă. Apa răcește simultan încălzitorul, ceea ce îi crește semnificativ durata de viață.

Electromagnetul unui dispozitiv de inducție este obținut prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez al unui feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transferă căldură către corpul încălzit sau către lichidul de răcire care curge în apropiere prin schimbătorul de căldură

Literatură

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Cuptoare electrice industriale. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 p.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V.Încălzirea optimă a unei carcase cilindrice cu caracteristici dependente de temperatură ale materialului // Mat. metode si fiz.-mekh. câmpuri. - 1977. - Emisiune. cinci . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Generatoare de lampi pentru incalzire de inalta frecventa. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 15). - 5300 de exemplare. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Curs de inginerie radio. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 p.
• Izyumov N. M., Linde D. P. Fundamentele ingineriei radio. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 p.
• Lozinsky M. G. Aplicație industrială a încălzirii prin inducție. - M.: Editura Academiei de Științe a URSS, 1948. - 471 p.
• Utilizarea curenților de înaltă frecvență în electrotermie / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 p.
• Slukhotsky A. E. Inductori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 12). - 10.000 de exemplare. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A. A. Metoda de inducție pentru menținerea metalelor lichide în suspensie / Ed. A. N. Shamova. - Ed. a II-a, corectată. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 11). - 2950 de exemplare. - .

Principiul de funcționare

Ultima opțiune, cel mai frecvent utilizată în cazanele de încălzire, a devenit solicitată datorită simplității implementării sale. Principiul de funcționare al unității de încălzire prin inducție se bazează pe transferul energiei câmpului magnetic către lichidul de răcire (apă). Câmpul magnetic se formează în inductor. Curentul alternativ, care trece prin bobină, creează curenți turbionari care transformă energia în căldură.

Principiul de funcționare al instalației de încălzire prin inducție

Apa alimentată prin conducta inferioară către cazan este încălzită prin transfer de energie și iese prin conducta superioară, ajungând mai departe în sistemul de încălzire. O pompă încorporată este utilizată pentru a crea presiune. Circulația constantă a apei în cazan nu permite supraîncălzirea elementelor. În plus, în timpul funcționării, transportorul de căldură vibrează (la un nivel scăzut de zgomot), datorită căruia depunerile de calcar pe pereții interiori ai cazanului sunt imposibile.

Încălzitoarele cu inducție pot fi implementate în diferite moduri.

Calculul puterii

Deoarece metoda de topire cu inducție a oțelului este mai puțin costisitoare decât metodele similare bazate pe utilizarea păcurului, cărbunelui și alți purtători de energie, calculul unui cuptor cu inducție începe cu calcularea puterii unității.

Puterea cuptorului cu inducție este împărțită în activ și util, fiecare dintre ele având propria sa formulă.

Ca date inițiale trebuie să știți:

• capacitatea cuptorului, în cazul considerat de exemplu, este egală cu 8 tone;
• putere unitară (se ia valoarea sa maximă) - 1300 kW;
• frecvența curentă - 50 Hz;
• productivitatea centralei cuptorului este de 6 tone pe oră.

De asemenea, se cere să se țină cont de metalul sau aliajul topit: după condiție este zinc. Acesta este un punct important, echilibrul termic al fontei de topire într-un cuptor cu inducție, precum și al altor aliaje.

Putere utilă, care este transferată metalului lichid:

• Рpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - consum specific de energie, este teoretic, și arată supraîncălzirea metalului cu 10C;
• P - productivitatea centralei cuptorului, t/h;
• t - temperatura de supraîncălzire a unui aliaj sau a unei țagle metalice într-un cuptor cu baie, 0C
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Putere activă:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - luat din formula anterioară, kW;
• Yuterm - eficiența cuptorului de turnătorie, limitele sale sunt de la 0,7 la 0,85, în medie ei iau 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, valoarea este rotunjită la 1900 kW.

În etapa finală, puterea inductorului este calculată:

• Coji \u003d P / N,
• P este puterea activă a centralei cuptorului, kW;
• N este numărul de inductori prevăzute pe cuptor.
• Coartă \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Consumul de energie al unui cuptor cu inducție la topirea oțelului depinde de performanța acestuia și de tipul inductorului.

Componentele cuptorului

Așadar, dacă sunteți interesat de un mini-cuptor cu inducție bricolaj, atunci este important să știți că elementul său principal este o bobină de încălzire. În cazul unei versiuni de casă, este suficient să folosiți un inductor format dintr-un tub de cupru gol cu ​​diametrul de 10 mm

Pentru inductor, se folosește un diametru interior de 80-150 mm, iar numărul de spire este de 8-10. Este important ca turele să nu se atingă, iar distanța dintre ele este de 5-7 mm. Părțile inductorului nu trebuie să intre în contact cu ecranul său, spațiul minim trebuie să fie de 50 mm.

Dacă aveți de gând să faceți singuri cuptorul cu inducție, atunci ar trebui să știți că apa sau antigelul răcește inductoarele la scară industrială. În cazul unei puteri scăzute și al funcționării scurte a dispozitivului creat, este posibil să se facă fără răcire. Dar în timpul funcționării, inductorul devine foarte fierbinte, iar scara pe cupru poate nu numai să reducă drastic eficiența dispozitivului, ci și să conducă la o pierdere completă a performanței acestuia. Este imposibil să faci singur un inductor cu răcire, așa că va trebui înlocuit în mod regulat. Răcirea forțată cu aer nu trebuie utilizată, deoarece carcasa ventilatorului situată aproape de bobină va „atrage” EMF către sine, ceea ce va duce la supraîncălzire și la o scădere a eficienței cuptorului.

Problema încălzirii prin inducție a pieselor de prelucrat din materiale magnetice

În cazul în care invertorul pentru încălzire prin inducție nu este un auto-oscilator, nu are un circuit de auto-tuning (PLL) și funcționează de la un oscilator master extern (la o frecvență apropiată de frecvența de rezonanță a oscilatorului „inductor - banca de condensatoare compensatoare” circuit). În momentul în care o piesă de prelucrat din material magnetic este introdusă în inductor (dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt suficient de mari și proporționale cu dimensiunile inductorului), inductanța inductorului crește brusc, ceea ce duce la o scădere bruscă a rezonanței naturale. frecvența circuitului oscilator și abaterea acestuia de la frecvența oscilatorului principal. Circuitul iese din rezonanță cu oscilatorul principal, ceea ce duce la o creștere a rezistenței sale și o scădere bruscă a puterii transmise piesei de prelucrat. Dacă puterea unității este controlată de o sursă de alimentare externă, atunci reacția naturală a operatorului este de a crește tensiunea de alimentare a unității. Când piesa de prelucrat este încălzită până la punctul Curie, proprietățile sale magnetice dispar, frecvența naturală a circuitului oscilator revine la frecvența oscilatorului principal. Rezistența circuitului scade brusc, consumul de curent crește brusc. Dacă operatorul nu are timp să elimine tensiunea de alimentare crescută, unitatea se supraîncălzește și se defectează.
Dacă instalația este echipată cu un sistem de control automat, atunci sistemul de control ar trebui să monitorizeze trecerea prin punctul Curie și să reducă automat frecvența oscilatorului principal, ajustând-o la rezonanța cu circuitul oscilator (sau să reducă puterea furnizată dacă frecvența schimbarea este inacceptabilă).

Dacă materialele nemagnetice sunt încălzite, atunci cele de mai sus nu contează. Introducerea unui semifabricat din material nemagnetic în inductor practic nu modifică inductanța inductorului și nu schimbă frecvența de rezonanță a circuitului oscilator de lucru și nu este nevoie de un sistem de control.

Dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt mult mai mici decât dimensiunile inductorului, atunci nu modifică prea mult rezonanța circuitului de lucru.

plite cu inducție

Articolul principal: Plita cu inductie

Plita cu inductie- o soba electrica de bucatarie care incalzeste ustensile metalice cu curenti turbionari indusi generati de un camp magnetic de inalta frecventa, cu o frecventa de 20-100 kHz.

O astfel de sobă are o eficiență ridicată în comparație cu elementele de încălzire ale sobelor electrice, deoarece se cheltuiește mai puțină căldură pentru încălzirea carcasei și, în plus, nu există o perioadă de accelerare și răcire (când energia generată, dar nu absorbită de vase, este risipită. ).

Cuptoare de topire cu inducție

Articolul principal: Cuptor cu inducție crezet 

Cuptoare de topire cu inducție (fără contact) - cuptoare electrice pentru topirea și supraîncălzirea metalelor, în care încălzirea are loc din cauza curenților turbionari care apar într-un creuzet metalic (și metal), sau numai în metal (dacă creuzetul nu este din metal; această metodă de încălzire este mai eficientă dacă creuzetul este prost izolat).

Este utilizat în atelierele de turnătorie ale fabricilor, precum și în atelierele de turnare de precizie și atelierele de reparații ale fabricilor de mașini pentru a obține piese turnate de oțel de înaltă calitate. Este posibilă topirea metalelor neferoase (bronz, alamă, aluminiu) și aliajele acestora într-un creuzet de grafit. Cuptorul cu inducție funcționează pe principiul unui transformator, în care înfășurarea primară este un inductor răcit cu apă, sarcina secundară și în același timp este metalul din creuzet. Încălzirea și topirea metalului au loc datorită curenților care curg în el, care apar sub influența câmpului electromagnetic creat de inductor.

Istoricul încălzirii prin inducție

Descoperirea inducției electromagnetice în 1831 îi aparține lui Michael Faraday. Când un conductor se mișcă în câmpul unui magnet, în el este indus un EMF, la fel ca atunci când se mișcă un magnet, ale cărui linii de forță intersectează circuitul conductor. Curentul din circuit se numește inductiv. Invențiile multor dispozitive se bazează pe legea inducției electromagnetice, inclusiv pe cele determinante - generatoare și transformatoare care generează și distribuie energie electrică, care este baza fundamentală a întregii industrii electrice.

În 1841, James Joule (și, independent de el, Emil Lenz) a formulat o estimare cantitativă a efectului termic al curentului electric: „Puterea căldurii degajate pe unitatea de volum a mediului în timpul curgerii curentului electric este proporțională cu produsul. a densității curentului electric și a mărimii intensității câmpului electric” (legea lui Joule - Lenz). Efectul termic al curentului indus a dat naștere la căutarea unor dispozitive de încălzire fără contact a metalelor. Primele experimente privind încălzirea oțelului folosind curent inductiv au fost făcute de E. Colby în SUA.

Primul care funcționează cu succes așa-numitul. Cuptorul cu inducție cu canal pentru topirea oțelului a fost construit în 1900 de Benedicks Bultfabrik din Gysing, Suedia. În revista respectabilă de atunci „INGINERUL” din 8 iulie 1904 a apărut celebrul, unde inventatorul suedez inginerul F. A. Kjellin vorbește despre dezvoltarea sa. Cuptorul era alimentat de un transformator monofazat. Topirea a fost efectuată într-un creuzet sub formă de inel, metalul din acesta reprezenta înfășurarea secundară a unui transformator alimentat de un curent de 50-60 Hz.

Primul cuptor de 78 kW a fost pus în funcțiune pe 18 martie 1900 și s-a dovedit a fi foarte neeconomic, deoarece capacitatea de topire era de numai 270 kg de oțel pe zi. Următorul cuptor a fost fabricat în noiembrie același an cu o capacitate de 58 kW și o capacitate de 100 kg pentru oțel. Cuptorul a prezentat o rentabilitate ridicată, capacitatea de topire a fost de la 600 la 700 kg de oțel pe zi. Cu toate acestea, uzura din cauza fluctuațiilor termice a fost la un nivel inacceptabil, schimbările frecvente ale căptușelii au redus eficiența rezultată.

Inventatorul a ajuns la concluzia că, pentru performanța maximă de topire, este necesar să se lase o parte semnificativă a topiturii în timpul descărcării, ceea ce evită multe probleme, inclusiv uzura căptușelii. Această metodă de topire a oțelului cu un reziduu, care a început să fie numită „mlaștină”, a supraviețuit până în zilele noastre în unele industrii în care se folosesc cuptoare de mare capacitate.

În mai 1902, a fost pus în funcțiune un cuptor îmbunătățit semnificativ, cu o capacitate de 1800 kg, scurgerea era de 1000-1100 kg, soldul era de 700-800 kg, puterea era de 165 kW, capacitatea de topire a oțelului putea ajunge până la 4100. kg pe zi! Un astfel de rezultat de consum de energie de 970 kWh/t impresionează prin eficiența sa, care nu este cu mult inferioară productivității moderne de aproximativ 650 kWh/t. Conform calculelor inventatorului, dintr-un consum de putere de 165 kW, 87,5 kW au intrat în pierderi, puterea termică utilă a fost de 77,5 kW și s-a obținut o eficiență totală foarte mare de 47%. Rentabilitatea este explicată prin designul inelului creuzetului, care a făcut posibilă realizarea unui inductor cu mai multe ture cu curent scăzut și tensiune înaltă - 3000 V. Cuptoarele moderne cu creuzet cilindric sunt mult mai compacte, necesită mai puține investiții de capital, sunt mai ușoare. să funcționeze, echipat cu multe îmbunătățiri peste o sută de ani de dezvoltare a acestora, dar eficiența este crescută nesemnificativ. Adevărat, inventatorul în publicația sa a ignorat faptul că electricitatea este plătită nu pentru puterea activă, ci pentru puterea maximă, care la o frecvență de 50-60 Hz este aproximativ de două ori mai mare decât puterea activă. Și în cuptoarele moderne, puterea reactivă este compensată de o bancă de condensatoare.

Cu invenția sa, inginerul F. A. Kjellin a pus bazele dezvoltării cuptoarelor industriale cu canale pentru topirea metalelor neferoase și a oțelului în țările industriale din Europa și America. Tranziția de la cuptoarele cu canal de 50-60 Hz la cuptoarele moderne cu creuzet de înaltă frecvență a durat între 1900 și 1940.

Sistem de incalzire

Pentru a realiza un încălzitor cu inducție, meșteri cunoscători folosesc un simplu invertor de sudură care convertește tensiunea continuă în tensiune alternativă. Pentru astfel de cazuri, se folosește un cablu cu o secțiune transversală de 6-8 mm, dar nu standard pentru mașinile de sudură de 2,5 mm.

Astfel de sisteme de încălzire trebuie să fie neapărat de tip închis, iar controlul este automat. Pentru o altă siguranță, aveți nevoie de o pompă care va circula prin sistem, precum și de o supapă de aerisire. Un astfel de încălzitor trebuie protejat de mobilierul din lemn, precum și de podea și tavan la cel puțin 1 metru.

Implementare la domiciliu

Încălzirea prin inducție nu a cucerit încă suficient piața din cauza costului ridicat al sistemului de încălzire în sine. Deci, de exemplu, pentru întreprinderile industriale, un astfel de sistem va costa 100.000 de ruble, pentru uz casnic - de la 25.000 de ruble. si mai sus. Prin urmare, interesul pentru circuitele care vă permit să creați un încălzitor cu inducție de casă cu propriile mâini este destul de de înțeles.

incalzire boiler cu inductie

Bazat pe transformator

Elementul principal al sistemului de încălzire prin inducție cu un transformator va fi dispozitivul în sine, care are o înfășurare primară și secundară. Fluxurile vortexului se vor forma în înfășurarea primară și vor crea un câmp de inducție electromagnetică. Acest câmp va afecta secundarul, care este, de fapt, un încălzitor cu inducție, implementat fizic sub forma unui corp de boiler de încălzire. Este înfășurarea secundară scurtcircuitată care transferă energie lichidului de răcire.

Înfășurarea secundară scurtcircuitată a transformatorului

Principalele elemente ale instalației de încălzire prin inducție sunt:

• miez;
• serpuit, cotit;
• două tipuri de izolație - izolație termică și electrică.

Miezul este format din două tuburi ferimagnetice de diametre diferite cu o grosime a peretelui de cel puțin 10 mm, sudate între ele. O înfășurare toroidală de sârmă de cupru este realizată de-a lungul tubului exterior. Este necesar să se impună de la 85 la 100 de ture cu o distanță egală între ture. Curentul alternativ, care se modifică în timp, creează fluxuri de vortex într-un circuit închis, care încălzesc miezul și, prin urmare, lichidul de răcire, prin încălzire prin inducție.

Utilizarea invertorului de sudare de înaltă frecvență

Un încălzitor cu inducție poate fi creat folosind un invertor de sudură, în care componentele principale ale circuitului sunt un alternator, un inductor și un element de încălzire.

Generatorul este folosit pentru a converti frecvența de rețea standard de 50 Hz într-un curent de frecvență mai mare. Acest curent modulat este aplicat unui inductor cilindric, unde firul de cupru este folosit ca înfășurare.

Sarma de cupru pentru infasurare

Bobina creează un câmp magnetic alternant, al cărui vector se modifică cu frecvența setată de generator. Curenții turbionari creați, induși de câmpul magnetic, încălzesc elementul metalic, care transferă energie lichidului de răcire. Astfel, este implementată o altă schemă de încălzire prin inducție de tip do-it-yourself.

Un element de încălzire poate fi creat și cu propriile mâini dintr-un fir metalic tăiat de aproximativ 5 mm lungime și o bucată de țeavă polimerică în care este plasat metalul. Când instalați supape în partea de sus și de jos a conductei, verificați densitatea de umplere - nu ar trebui să existe spațiu liber. Conform schemei, peste țevii sunt suprapuse aproximativ 100 de spire de cablaj de cupru, care este inductorul conectat la bornele generatorului. Încălzirea prin inducție a firului de cupru are loc datorită curenților turbionari generați de un câmp magnetic alternativ.

Notă: Încălzitoarele cu inducție de bricolaj pot fi realizate conform oricărei scheme, principalul lucru de reținut este că este important să se efectueze o izolare termică fiabilă, altfel eficiența sistemului de încălzire va scădea semnificativ. .

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

„Plusurile” încălzitorului cu inducție vortex sunt numeroase. Acesta este un circuit simplu pentru auto-producție, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri de energie relativ scăzute, durată lungă de viață, probabilitate scăzută de defecțiuni etc.

Performanța dispozitivului poate fi semnificativă; unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes în industria metalurgică. În ceea ce privește viteza de încălzire a lichidului de răcire, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu cazanele electrice tradiționale, temperatura apei din sistem atinge rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului cu inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație scutură calcarul și alți posibili contaminanți de pe pereții țevii metalice, astfel încât un astfel de dispozitiv rareori trebuie curățat. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de acești contaminanți cu un filtru mecanic.

Bobina de inducție încălzește metalul (țeavă sau bucăți de sârmă) plasate în interiorul acesteia folosind curenți turbionari de înaltă frecvență, contactul nu este necesar

Contactul constant cu apa minimizează, de asemenea, probabilitatea de ardere a încălzitorului, care este o problemă destul de comună pentru cazanele tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, centrala funcționează excepțional de silențios; nu este necesară izolarea fonică suplimentară la locul de instalare a dispozitivului.

Cazanele cu inductie sunt bune si pentru ca nu se scurg aproape niciodata, doar daca instalarea sistemului se face corect. Absența scurgerilor se datorează metodei fără contact de transfer a energiei termice către încălzitor. Lichidul de răcire folosind tehnologia descrisă mai sus poate fi încălzit aproape până la o stare de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a stimula mișcarea eficientă a lichidului de răcire prin țevi. În cele mai multe cazuri, sistemul de încălzire nu va trebui să fie echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de caracteristicile și aspectul unui anumit sistem de încălzire.

Uneori este nevoie de o pompă de circulație. Instalarea dispozitivului este relativ ușoară. Deși acest lucru va necesita anumite abilități în instalarea aparatelor electrice și a conductelor de încălzire.

Dar acest dispozitiv convenabil și fiabil are o serie de deficiențe, care ar trebui să fie luate în considerare. De exemplu, centrala încălzește nu numai lichidul de răcire, ci și întregul spațiu de lucru din jurul acestuia. Este necesar să alocați o cameră separată pentru o astfel de unitate și să îndepărtați toate obiectele străine din ea. Pentru o persoană, o ședere lungă în imediata apropiere a unui cazan care funcționează poate fi, de asemenea, nesigură.

Încălzitoarele cu inducție necesită energie electrică pentru a funcționa. Atât echipamentele de casă, cât și cele fabricate din fabrică sunt conectate la o rețea de curent alternativ de uz casnic.

Dispozitivul necesită energie electrică pentru a funcționa. În zonele în care nu există acces gratuit la acest beneficiu al civilizației, cazanul cu inducție va fi inutil. Da, iar acolo unde există întreruperi frecvente de curent, va demonstra o eficiență scăzută.

Poate apărea o explozie dacă instrumentul nu este manipulat cu grijă.

Dacă lichidul de răcire este supraîncălzit, acesta se va transforma în abur. Ca urmare, presiunea din sistem va crește dramatic, ceea ce pur și simplu nu o pot rezista conductele, vor izbucni. Prin urmare, pentru funcționarea normală a sistemului, dispozitivul ar trebui să fie echipat cu cel puțin un manometru și chiar mai bine - un dispozitiv de oprire de urgență, un termostat etc.

Toate acestea pot crește semnificativ costul unui cazan cu inducție de casă. Deși dispozitivul este considerat practic silențios, acest lucru nu este întotdeauna cazul. Unele modele, din diverse motive, mai pot face zgomot. Pentru un dispozitiv auto-fabricat, probabilitatea unui astfel de rezultat crește.

În proiectarea atât a încălzitoarelor cu inducție fabricate din fabrică, cât și a celor de casă, practic nu există componente de uzură. Durează mult timp și funcționează impecabil.

Cazane cu inducție de casă

Cea mai simplă schemă a dispozitivului, care este asamblată, constă dintr-o bucată de țeavă de plastic, în cavitatea căreia sunt așezate diferite elemente metalice pentru a crea un miez. Poate fi un fir subțire din inox rulat în bile, tăiat în bucăți mici de sârmă - sârmă cu diametrul de 6-8 mm, sau chiar un burghiu cu un diametru corespunzător dimensiunii interne a țevii. În exterior, se lipesc bețe din fibră de sticlă, iar pe ele se înfășoară un fir de 1,5-1,7 mm grosime în izolație de sticlă. Lungimea firului este de aproximativ 11 m. Tehnologia de fabricație poate fi studiată urmărind videoclipul:

Apoi a fost testat un încălzitor cu inducție de casă umplându-l cu apă și conectându-l la o plită cu inducție ORION fabricată din fabrică cu o putere de 2 kW în loc de un inductor standard. Rezultatele testului sunt prezentate în următorul videoclip:

Alți maeștri recomandă să luați ca sursă un invertor de sudură de putere redusă prin conectarea bornelor înfășurării secundare la bornele bobinei. Dacă studiați cu atenție munca realizată de autor, atunci rezultă următoarele concluzii:

• Autorul a făcut o treabă bună și produsul său, desigur, funcționează.
• Nu s-au făcut calcule pentru grosimea firului, numărul și diametrul spirelor bobinei. Parametrii de înfășurare au fost luați prin analogie cu plita, respectiv, încălzitorul de apă cu inducție nu se va dovedi a fi mai mare de 2 kW.
• În cel mai bun caz, o unitate de casă va putea încălzi apa pentru două radiatoare de încălzire de 1 kW fiecare, aceasta este suficientă pentru a încălzi o cameră. În cel mai rău caz, încălzirea va fi slabă sau va dispărea cu totul, deoarece testele au fost efectuate fără un flux de lichid de răcire.

Este dificil să tragi concluzii mai precise din cauza lipsei de informații despre testele ulterioare ale dispozitivului. O altă modalitate de a organiza independent încălzirea apei prin inducție pentru încălzire este prezentată în următorul videoclip:

Un radiator sudat din mai multe conducte metalice actioneaza ca un miez exterior pentru curentii turbionari creati de bobina aceleiasi plite cu inductie. Concluziile sunt următoarele:

• Puterea termică a încălzitorului rezultat nu depășește puterea electrică a panoului.
• Numărul și dimensiunea tuburilor au fost alese la întâmplare, dar au oferit o suprafață suficientă pentru transferul căldurii generate de curenții turbionari.
• Această schemă a încălzitorului cu inducție s-a dovedit a fi de succes pentru cazul specific când apartamentul este înconjurat de spațiile altor apartamente încălzite. În plus, autorul nu a arătat funcționarea instalației în sezonul rece cu fixarea temperaturii aerului în încăperi.

Pentru a confirma concluziile făcute, se propune să vizionați un videoclip în care autorul a încercat să folosească un încălzitor similar într-o clădire izolată separată:

Principiul de funcționare

Încălzirea prin inducție este încălzirea materialelor prin curenți electrici care sunt induși de un câmp magnetic alternativ. Prin urmare, aceasta este încălzirea produselor din materiale conductoare (conductoare) de către câmpul magnetic al inductorilor (surse ale unui câmp magnetic alternant).

Încălzirea prin inducție se realizează după cum urmează. O piesă de prelucrat conductoare electric (metal, grafit) este plasată în așa-numitul inductor, care este una sau mai multe spire de sârmă (cel mai adesea cupru). Curenți puternici de diferite frecvențe (de la zeci de Hz la câțiva MHz) sunt induși în inductor cu ajutorul unui generator special, în urma căruia ia naștere un câmp electromagnetic în jurul inductorului. Câmpul electromagnetic induce curenți turbionari în piesa de prelucrat. Curenții turbionari încălzesc piesa de prelucrat sub acțiunea căldurii Joule.

Sistemul inductor-blank este un transformator fără miez în care inductorul este înfășurarea primară. Piesa de prelucrat este, parcă, o înfășurare secundară, scurtcircuitată. Fluxul magnetic dintre înfășurări se închide în aer.

La o frecvență înaltă, curenții turbionari sunt deplasați de câmpul magnetic format de aceștia în straturi subțiri ale suprafeței piesei de prelucrat Δ ​​(efectul de piele), drept urmare densitatea lor crește brusc și piesa de prelucrat este încălzită. Straturile subiacente ale metalului sunt încălzite datorită conductivității termice. Nu curentul este important, ci densitatea mare de curent. În stratul de piele Δ, densitatea de curent crește în e de ori față de densitatea de curent din piesa de prelucrat, în timp ce 86,4% din căldura de la eliberarea totală de căldură este eliberată în stratul de piele. Adâncimea stratului de piele depinde de frecvența radiațiilor: cu cât frecvența este mai mare, cu atât stratul de piele este mai subțire. De asemenea, depinde de permeabilitatea magnetică relativă μ a materialului piesei de prelucrat.

Pentru fier, cobalt, nichel și aliaje magnetice la temperaturi sub punctul  Curie, μ are o valoare de la câteva sute la zeci de mii. Pentru alte materiale (topite, metale neferoase, eutectice lichide cu punct de topire scăzut, grafit, ceramică conductoare de electricitate etc.), μ este aproximativ egal cu unu.

Formula pentru calcularea adâncimii pielii în mm:

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

Unde ρ - rezistența electrică specifică a materialului piesei de prelucrat la temperatura de prelucrare, Ohm m, f- frecvența câmpului electromagnetic generat de inductor, Hz.

De exemplu, la o frecvență de 2 MHz, adâncimea pielii pentru cupru este de aproximativ 0,047 mm, pentru fier ≈ 0,0001 mm.

Inductorul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, deoarece își absoarbe propria radiație. În plus, absoarbe radiația de căldură de la o piesă fierbinte. Ei fac inductori din tuburi de cupru răcite cu apă. Apa este furnizată prin aspirație - aceasta asigură siguranța în cazul unei arsuri sau a unei alte depresuriri a inductorului.

Principiul de funcționare

Unitatea de topire a cuptorului cu inducție este utilizată pentru a încălzi o mare varietate de metale și aliaje. Designul clasic constă din următoarele elemente:

1. Pompa de scurgere.
2. Inductor racit cu apa.
3. Cadru din oțel inoxidabil sau aluminiu.
4. Zona de contact.
5. Vatra din beton termorezistent.
6. Suport cu cilindru hidraulic și ansamblu rulment.

Principiul de funcționare se bazează pe crearea de curenți Foucault induși turbionari. De regulă, în timpul funcționării aparatelor de uz casnic, astfel de curenți provoacă defecțiuni, dar în acest caz sunt utilizați pentru a încălzi încărcarea la temperatura necesară. Aproape toate componentele electronice încep să se încălzească în timpul funcționării. Acest factor negativ în utilizarea energiei electrice este folosit la întregul său potențial.

Avantajele dispozitivului

Cuptorul de topire cu inducție a fost folosit relativ recent. La locurile de producție sunt instalate cuptoare renumite cu vatră deschisă, furnale și alte tipuri de echipamente. Un astfel de cuptor de topire a metalelor are următoarele avantaje:

1. Aplicarea principiului inducției vă permite să faceți echipamentul compact. De aceea, nu există probleme cu plasarea lor în încăperi mici. Un exemplu sunt furnalele, care pot fi instalate doar în spații pregătite.
2. Rezultatele studiilor efectuate indică faptul că eficiența este de aproape 100%.
3. Viteză mare de topire. Indicele de eficiență ridicat determină că este nevoie de mult mai puțin timp pentru a încălzi metalul în comparație cu alte cuptoare.
4. Unele cuptoare în timpul topirii pot duce la o modificare a compoziției chimice a metalului. Inducția ocupă primul loc în ceea ce privește puritatea topiturii. Curenții Foucault generați încălzesc piesa de prelucrat din interior, ceea ce elimină posibilitatea de a pătrunde în compoziția diferitelor impurități.

Acesta din urmă avantaj este cel care determină răspândirea cuptorului cu inducție în bijuterii, deoarece chiar și o concentrație mică de impurități străine poate afecta negativ rezultatul.

Datorită faptului că M. Faraday a descoperit fenomenul inducției electromagnetice încă din 1831, lumea a văzut un număr mare de dispozitive care încălzesc apa și alte medii.

Pentru că această descoperire a fost realizată, oamenii o folosesc zilnic în viața de zi cu zi:

• Fierbător electric cu încălzitor cu disc pentru încălzirea apei;
• Cuptor multicooker;
• plită cu inducție;
• Cuptoare cu microunde (aragaz);
• Încălzitor;
• Coloana de incalzire.

De asemenea, deschiderea este aplicată pe extruder (nu mecanic). Anterior, a fost utilizat pe scară largă în metalurgie și în alte industrii legate de prelucrarea metalelor. Cazanul inductiv din fabrică funcționează pe principiul acțiunii curenților turbionari asupra unui miez special situat în interiorul bobinei. Curenții turbionari Foucault sunt superficiali, deci este mai bine să luați ca miez o țeavă metalică goală, prin care trece elementul de răcire.

Apariția curenților electrici se produce datorită alimentării înfășurării cu o tensiune alternativă, determinând apariția unui câmp magnetic electric alternativ, care modifică potențialele de 50 de ori/sec. la frecventa industriala standard de 50 Hz.

În același timp, bobina de inducție Ruhmkorff este proiectată în așa fel încât să poată fi conectată direct la rețeaua de curent alternativ. În producție, pentru o astfel de încălzire se folosesc curenți electrici de înaltă frecvență - până la 1 MHz, deci este destul de dificil să se realizeze funcționarea dispozitivului la 50 Hz. Grosimea firului și numărul de spire de înfășurare utilizate de dispozitiv sunt calculate separat pentru fiecare unitate, conform unei metode speciale pentru puterea termică necesară. O unitate de casă, puternică, trebuie să funcționeze eficient, să încălzească rapid apa care curge prin țeavă și să nu se încălzească.

Organizațiile investesc mult în dezvoltarea și implementarea unor astfel de produse, deci:

• Toate sarcinile sunt rezolvate cu succes;
• Eficiența dispozitivului de încălzire este de 98%;
• Functioneaza fara intrerupere.

Pe lângă cea mai mare eficiență, nu se poate decât să atragă viteza cu care are loc încălzirea mediului care trece prin miez. Pe fig. se propune o schema de functionare a unui incalzitor de apa cu inductie creat la centrala. O astfel de schemă are o unitate de marcă VIN, care este produsă de uzina Izhevsk.

Cât timp va funcționa unitatea depinde numai de cât de strânsă este carcasa și de izolația spirelor firului nu este deteriorată, iar aceasta este o perioadă destul de semnificativă, conform producătorului - până la 30 de ani.

Pentru toate aceste avantaje, pe care dispozitivul le are 100%, trebuie să plătiți o mulțime de bani, un inductor, boiler magnetic este cel mai scump dintre toate tipurile de instalații de încălzire. Prin urmare, mulți meșteri preferă să monteze singuri o unitate ultra-economică pentru încălzire.

Reguli pentru fabricarea de echipamente în mod independent

Pentru ca instalația de încălzire prin inducție să funcționeze corect, curentul pentru un astfel de produs trebuie să corespundă puterii (trebuie să fie de cel puțin 15 amperi, dacă este necesar, poate fi mai mult).

• Sârma trebuie tăiată în bucăți de cel mult cinci centimetri. Acest lucru este necesar pentru o încălzire eficientă într-un câmp de înaltă frecvență.
• Corpul nu trebuie să fie mai mic în diametru decât firul pregătit și să aibă pereți groși.
• Pentru atașarea la rețeaua de încălzire, pe o parte a structurii este atașat un adaptor special.
• O plasă trebuie plasată în partea de jos a țevii pentru a preveni căderea firului.
• Acesta din urmă este necesar într-o asemenea cantitate încât să umple întreg spațiul interior.
• Designul este închis, este plasat un adaptor.
• Apoi, din această țeavă este construită o bobină. Pentru a face acest lucru, înfășurați-l cu sârmă deja pregătită. Trebuie respectat numărul de ture: minim 80, maxim 90.
• După conectarea la sistemul de încălzire, apa este turnată în aparat. Bobina este conectată la invertorul pregătit.
• Este instalată o pompă de apă.
• Controlerul de temperatură este instalat.

Astfel, calculul încălzirii prin inducție va depinde de următorii parametri: lungime, diametru, temperatură și timp de procesare

Atenție la inductanța anvelopelor care duc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductorul în sine.

Încălzire prin inducție de înaltă precizie

O astfel de încălzire are cel mai simplu principiu, deoarece este fără contact. Încălzirea în impulsuri de înaltă frecvență face posibilă realizarea celor mai înalte condiții de temperatură, la care este posibilă prelucrarea celor mai dificile metale în topire. Pentru a efectua încălzirea prin inducție, este necesar să creați tensiunea necesară de 12V (volți) și frecvența inductanței în câmpurile electromagnetice.

Acest lucru se poate face într-un dispozitiv special - un inductor. Este alimentat cu energie electrică de la o sursă de alimentare industrială la 50 Hz.

Este posibil să se utilizeze surse de alimentare individuale pentru aceasta - convertoare / generatoare. Cel mai simplu dispozitiv pentru un dispozitiv de joasă frecvență este o spirală (conductor izolat), care poate fi plasată în interiorul unei țevi metalice sau înfășurată în jurul acesteia. Curenții în mers încălzesc tubul, care, în viitor, dă căldură sufrageriei.

Utilizarea încălzirii prin inducție la frecvențe minime nu este un fenomen frecvent. Cea mai comună prelucrare a metalelor la o frecvență mai mare sau medie. Astfel de dispozitive se disting prin faptul că unda magnetică merge la suprafață, unde se degradează. Energia este transformată în căldură. Pentru ca efectul să fie mai bun, ambele componente trebuie să aibă o formă similară. Unde se aplică căldura?

Astăzi, utilizarea încălzirii de înaltă frecvență este larg răspândită:

• Pentru topirea metalelor și lipirea lor prin metodă fără contact;
• industria ingineriei;
• Afaceri cu bijuterii;
• Crearea de elemente mici (plăci) care pot fi deteriorate la utilizarea altor tehnici;
• Întărirea suprafețelor pieselor, diferite configurații;
• Tratament termic al pieselor;
• Practica medicala (dezinfectia aparatelor/instrumentelor).

Încălzirea poate rezolva multe probleme.

Ce este încălzirea prin inducție

Cum funcționează un încălzitor de apă cu inducție.

Dispozitivul de inducție funcționează pe energia generată de câmpul electromagnetic. Este absorbit de agentul de căldură, apoi dându-l în spații:

1. Un inductor creează un câmp electromagnetic într-un astfel de încălzitor de apă. Aceasta este o bobină de sârmă cilindrică cu mai multe spire.
2. Curgând prin ea, un curent electric alternativ în jurul bobinei generează un câmp magnetic.
3. Liniile sale sunt plasate perpendicular pe vectorul fluxului electromagnetic. Când sunt mutați, ei recreează un cerc închis.
4. Curenții turbionari creați de curentul alternativ transformă energia electrică în căldură.

Energia termică în timpul încălzirii prin inducție este cheltuită cu moderație și la o rată scăzută de încălzire. Datorită acestui fapt, dispozitivul de inducție aduce apa pentru sistemul de încălzire la o temperatură ridicată într-o perioadă scurtă de timp.

Caracteristicile dispozitivului

Curentul electric este conectat la înfășurarea primară.

Încălzirea prin inducție se realizează cu ajutorul unui transformator. Este format dintr-o pereche de înfășurări:

• extern (primar);
• scurtcircuitat intern (secundar).

Curenții turbionari apar în partea adâncă a transformatorului. Ele redirecționează câmpul electromagnetic emergent către circuitul secundar. El îndeplinește simultan funcția corpului și acționează ca un element de încălzire pentru apă.

Odată cu o creștere a densității fluxurilor de vortex direcționate către miez, se încălzește mai întâi singur, apoi întregul element termic.

Pentru a furniza apă rece și pentru a elimina lichidul de răcire pregătit la sistemul de încălzire, încălzitorul cu inducție este echipat cu o pereche de țevi:

1. Cel de jos este instalat la intrarea în alimentarea cu apă.
2. Conducta de ramificație superioară - la secțiunea de alimentare a sistemului de încălzire.

Din ce elemente constă dispozitivul și cum funcționează

Încălzitorul de apă cu inducție este format din următoarele elemente structurale:

O fotografie	Nodul structural
	Inductor. Este format din multe bobine de sârmă de cupru. Ele generează un câmp electromagnetic.
	Un element de încălzire. Aceasta este o țeavă realizată din garnituri de sârmă de metal sau oțel plasate în interiorul inductorului.
	Generator. Transformă electricitatea de uz casnic în curent electric de înaltă frecvență. Rolul generatorului poate fi jucat de un invertor de la aparatul de sudura.

Schema de funcționare a sistemului de încălzire cu un încălzitor de apă cu inducție.

Când toate componentele dispozitivului interacționează, energia termică este generată și transferată în apă. Schema de funcționare a unității este următoarea:

1. Generatorul produce un curent electric de înaltă frecvență. Apoi îl transmite la o bobină de inducție.
2. Ea, după ce a perceput curentul, îl transformă într-un câmp magnetic electric.
3. Încălzitorul, situat în interiorul bobinei, este încălzit prin acțiunea fluxurilor vortex care apar ca urmare a unei modificări a vectorului câmpului magnetic.
4. Apa care circulă în interiorul elementului este încălzită de acesta. Apoi intră în sistemul de încălzire.

Avantajele și dezavantajele metodei de încălzire prin inducție

Unitatea este compactă și ocupă puțin spațiu.

Încălzitoarele cu inducție sunt dotate cu astfel de avantaje:

• nivel ridicat de eficiență;
• nu necesită întreținere frecventă;
• ocupă puțin spațiu liber;
• din cauza vibrațiilor câmpului magnetic, scara nu se așează în interiorul lor;
• dispozitivele sunt silențioase;
• sunt în siguranță;
• datorită etanșeității carcasei, nu există scurgeri;
• funcționarea încălzitorului este complet automatizată;
• unitatea este ecologică, nu emite funingine, funingine, monoxid de carbon etc.

În fotografie - un cazan cu inducție de încălzire a apei din fabrică.

Principalul dezavantaj al dispozitivului este costul ridicat al modelelor sale din fabrică..

Cu toate acestea, acest dezavantaj poate fi nivelat dacă asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Unitatea este montata din elemente usor accesibile, pretul acestora este mic.

Beneficiile utilizării tuturor tipurilor de încălzitoare cu inducție

Încălzitorul cu inducție are avantaje neîndoielnice și este lider între toate tipurile de dispozitive. Acest avantaj constă în următoarele:

• Consumă mai puțină energie electrică și nu poluează mediul.
• Ușor de operat, oferă lucru de înaltă calitate și vă permite să controlați procesul.
• Încălzirea prin pereții camerei oferă o puritate deosebită și capacitatea de a obține aliaje ultra-pure, în timp ce topirea poate fi efectuată în diferite atmosfere, inclusiv cu gaze inerte și în vid.
• Cu ajutorul acestuia este posibilă încălzirea uniformă a detaliilor de orice formă sau încălzirea selectivă.
• În cele din urmă, încălzitoarele cu inducție sunt universale, ceea ce le permite să fie utilizate peste tot, înlocuind instalațiile învechite, consumatoare de energie și ineficiente.

Când faceți un încălzitor cu inducție cu propriile mâini, trebuie să vă faceți griji cu privire la siguranța dispozitivului. Pentru a face acest lucru, este necesar să vă ghidați după următoarele reguli care cresc nivelul de fiabilitate a sistemului general:

1. O supapă de siguranță trebuie introdusă în te-ul superior pentru a elibera excesul de presiune. În caz contrar, dacă pompa de circulație se defectează, miezul va sparge pur și simplu sub influența aburului. De regulă, schema unui încălzitor simplu cu inducție prevede astfel de momente.
2. Invertorul este conectat la rețea doar prin RCD. Acest dispozitiv funcționează în situații critice și va ajuta la evitarea unui scurtcircuit.
3. Invertorul de sudură trebuie împământat prin conducerea cablului către un circuit metalic special montat în pământ în spatele pereților structurii.
4. Corpul încălzitorului cu inducție trebuie să fie amplasat la o înălțime de 80 cm deasupra podelei. În plus, distanța până la tavan ar trebui să fie de cel puțin 70 cm, iar față de alte piese de mobilier - mai mult de 30 cm.
5. Un încălzitor cu inducție este o sursă de un câmp electromagnetic foarte puternic, așa că această instalație trebuie ținută departe de locuințe și incinte cu animale de companie.

Diagrama unui încălzitor cu inducție

Datorită descoperirii de către M. Faraday în 1831 a fenomenului de inducție electromagnetică, în viața noastră modernă au apărut multe dispozitive care încălzesc apa și alte medii. În fiecare zi folosim un fierbător electric cu încălzitor cu disc, un multicooker, o plită cu inducție, pentru că abia pe vremea noastră am reușit să realizăm această descoperire pentru viața de zi cu zi. Anterior, a fost folosit în industria metalurgică și în alte ramuri ale industriei metalurgice.

Cazanul cu inducție din fabrică folosește în activitatea sa principiul acțiunii curenților turbionari asupra unui miez metalic plasat în interiorul bobinei. Curenții turbionari Foucault sunt de suprafață, așa că este logic să folosiți o țeavă metalică goală ca miez, prin care curge un lichid de răcire încălzit.

Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Apariția curenților se datorează alimentării înfășurării cu o tensiune electrică alternativă, determinând apariția unui câmp electromagnetic alternativ care modifică potențialele de 50 de ori pe secundă la o frecvență industrială normală de 50 Hz. În același timp, bobina de inducție este proiectată în așa fel încât să poată fi conectată direct la rețeaua de curent alternativ. În industrie, pentru o astfel de încălzire se folosesc curenți de înaltă frecvență - până la 1 MHz, deci nu este ușor să se realizeze funcționarea dispozitivului la o frecvență de 50 Hz.

Grosimea firului de cupru și numărul de spire de înfășurare utilizate de încălzitoarele de apă cu inducție sunt calculate separat pentru fiecare unitate folosind o metodă specială pentru puterea termică necesară. Produsul trebuie sa functioneze eficient, sa incalzeasca rapid apa care curge prin conducta si in acelasi timp sa nu se supraincalzeasca. Întreprinderile investesc mulți bani în dezvoltarea și implementarea unor astfel de produse, astfel încât toate sarcinile sunt rezolvate cu succes, iar indicatorul de eficiență a încălzitorului este de 98%.

Pe lângă eficiența ridicată, viteza cu care este încălzit mediul care curge prin miez este deosebit de atractivă. Figura prezintă o diagramă a funcționării unui încălzitor cu inducție realizat în fabrică. O astfel de schemă este utilizată în unitățile mărcii comerciale binecunoscute „VIN”, produse de uzina Izhevsk.

Schema de funcționare a încălzitorului

Durabilitatea generatorului de căldură depinde numai de etanșeitatea carcasei și de integritatea izolației spirelor firului, iar aceasta se dovedește a fi o perioadă destul de lungă, declară producătorii - până la 30 de ani. Pentru toate aceste avantaje pe care aceste aparate le poseda efectiv, trebuie sa platesti foarte multi bani, un incalzitor de apa cu inductie este cel mai scump dintre toate tipurile de instalatii electrice de incalzire. Din acest motiv, unii meșteri s-au apucat de fabricarea unui aparat de casă pentru a-l folosi la încălzirea casei.

Proces de fabricație DIY

Următoarele instrumente vor fi utile pentru lucru:

• invertor de sudare;
• curent generator de sudare cu o putere de 15 amperi.

Veți avea nevoie și de sârmă de cupru, care este înfășurată în jurul corpului de bază. Dispozitivul va acționa ca un inductor. Contactele firului sunt conectate la bornele invertorului, astfel încât să nu se formeze răsuciri. Piesa de material necesară pentru asamblarea miezului trebuie să aibă lungimea corectă. În medie, numărul de spire este de 50, diametrul firului este de 3 milimetri.

Sarma de cupru de diferite diametre pentru infasurare

Acum să trecem la miez. În rolul său va fi o țeavă polimerică din polietilenă. Acest tip de plastic poate rezista la temperaturi destul de ridicate. Diametrul miezului - 50 milimetri, grosimea peretelui - cel puțin 3 mm. Această piesă este folosită ca un calibre pe care este înfășurat un fir de cupru, formând un inductor. Aproape oricine poate asambla cel mai simplu încălzitor de apă cu inducție.

În videoclip veți vedea o modalitate - cum să organizați independent încălzirea prin inducție a apei pentru încălzire:

Prima varianta

Sârma este tăiată în segmente de 50 mm, un tub de plastic este umplut cu el. Pentru a preveni vărsarea din țeavă, astupați capetele cu plasă de sârmă. La capete, adaptoarele sunt amplasate de la conducta, in locul unde este conectat incalzitorul.

O înfășurare este înfășurată pe corpul acestuia din urmă cu sârmă de cupru. În acest scop, aveți nevoie de aproximativ 17 metri de sârmă: trebuie să faceți 90 de spire, diametrul țevii este de 60 de milimetri. 3,14×60×90=17 m.

Este important de știut! Când verificați funcționarea dispozitivului, asigurați-vă că există apă (lichid de răcire) în el. În caz contrar, corpul dispozitivului se va topi rapid.
. Conducta se prăbușește în conductă

Încălzitorul este conectat la invertor. Rămâne să umpleți dispozitivul cu apă și să îl porniți. Totul este gata!

Conducta se prăbușește în conductă. Încălzitorul este conectat la invertor. Rămâne să umpleți dispozitivul cu apă și să îl porniți. Totul este gata!

A doua varianta

Această opțiune este mult mai ușoară. O secțiune dreaptă de dimensiunea unui metru este selectată pe partea verticală a țevii. Ar trebui curățat cu grijă de vopsea folosind hârtie abrazivă. În plus, această secțiune a țevii este acoperită cu trei straturi de material electric. O bobină de inducție este înfășurată cu sârmă de cupru. Întregul sistem de conexiune este bine izolat. Acum puteți conecta invertorul de sudură și procesul de asamblare este complet.

Bobina de inducție învelită cu sârmă de cupru

Înainte de a începe să faceți un încălzitor de apă cu propriile mâini, este recomandabil să vă familiarizați cu caracteristicile produselor din fabrică și să studiați desenele acestora. Acest lucru va ajuta la înțelegerea datelor inițiale ale echipamentelor de casă și la evitarea posibilelor erori.

A treia varianta

Pentru a face încălzitorul în acest mod mai complicat, trebuie să utilizați sudarea. Pentru a funcționa, mai aveți nevoie de un transformator trifazat. Două țevi trebuie sudate una în cealaltă, care vor acționa ca un încălzitor și un miez. O înfășurare este înfășurată pe corpul inductorului. Acest lucru crește performanța dispozitivului, care are o dimensiune compactă, ceea ce este foarte convenabil pentru utilizarea lui acasă.

Înfășurare pe corpul inductorului

Pentru alimentarea cu apă și drenaj, 2 conducte de ramificație sunt sudate în corpul inductorului. Pentru a nu pierde căldură și a preveni eventualele scurgeri de curent, trebuie realizată izolație. Va elimina problemele descrise mai sus și va elimina complet aspectul de zgomot în timpul funcționării cazanului.

În funcție de caracteristicile de design, se disting cuptoarele cu inducție de podea și de birou. Indiferent de opțiunea aleasă, există câteva reguli de bază pentru instalare:

1. Când echipamentul este în funcțiune, rețeaua electrică este supusă unei sarcini mari. Pentru a exclude posibilitatea unui scurtcircuit din cauza uzurii izolației, trebuie efectuată o împământare de înaltă calitate în timpul instalării.
2. Designul are un circuit de răcire cu apă, care elimină posibilitatea de supraîncălzire a elementelor principale. De aceea este necesar să se asigure o creștere fiabilă a apei.
3. Dacă este instalat un cuptor de birou, atunci trebuie acordată atenție stabilității bazei utilizate.
4. Cuptorul de topire a metalelor este un aparat electric complex, a cărui instalare trebuie să respecte toate recomandările producătorului. O atenție deosebită este acordată parametrilor sursei de alimentare, care trebuie să se potrivească cu modelul dispozitivului.
5. Nu uitați că ar trebui să existe destul de mult spațiu liber în jurul aragazului. În timpul funcționării, chiar și o mică topitură în ceea ce privește volumul și masa poate stropi accidental din matriță. La temperaturi peste 1000 de grade Celsius, va provoca daune ireparabile diferitelor materiale și poate provoca, de asemenea, un incendiu.

Dispozitivul poate deveni foarte fierbinte în timpul funcționării. De aceea, în apropiere nu ar trebui să existe substanțe inflamabile sau explozive. În plus, conform reglementărilor de securitate la incendiu, în apropiere ar trebui fi instalat scut de incendiu.

Norme de siguranță

pentru sistemele de incalzire care folosesc incalzirea prin inductie este important sa se respecte cateva reguli pentru a evita scurgerile, pierderile de eficienta, consumul de energie, accidentele. . Sistemele de încălzire prin inducție necesită o supapă de siguranță pentru a elibera apă și abur în cazul în care pompa se defectează.


Pentru a preveni defecțiunile în funcționarea rețelei electrice, se recomandă conectarea unui cazan cu încălzire prin inducție conform schemelor propuse la o linie de alimentare separată, a cărei secțiune transversală a cablului va fi de cel puțin 5 mm2.

Este posibil ca cablurile obișnuite să nu poată rezista consumului de energie necesar.

1. Sistemele de încălzire prin inducție necesită o supapă de siguranță pentru a elibera apă și abur în cazul în care pompa se defectează.
2. Un manometru și un RCD sunt necesari pentru funcționarea în siguranță a unui sistem de încălzire de tip „do-it-yourself”.
3. Prezența legăturii la pământ și a izolației electrice a întregului sistem de încălzire prin inducție va preveni șocurile electrice.
4. Pentru a evita efectele nocive ale câmpului electromagnetic asupra corpului uman, este mai bine să scoateți astfel de sisteme în afara zonei rezidențiale, unde trebuie respectate regulile de instalare, conform cărora dispozitivul de încălzire prin inducție trebuie amplasat la o distanță de 80. cm de la orizontală (pardoseală și tavan) și la 30 cm de suprafețele verticale.
5. Înainte de a porni sistemul, asigurați-vă că verificați prezența lichidului de răcire.
6. Pentru a preveni defecțiunile în rețeaua electrică, se recomandă conectarea unui cazan de încălzire prin inducție, conform schemelor propuse, la o linie de alimentare separată, a cărei secțiune transversală a cablului va fi de cel puțin 5 mm2. Este posibil ca cablurile obișnuite să nu poată rezista consumului de energie necesar.

Crearea de corpuri sofisticate

Este mai dificil să faci o instalație de încălzire HDTV cu propriile mâini, dar este supusă radioamatorilor, deoarece pentru a o colecta vei avea nevoie de un circuit multivibrator. Principiul de funcționare este similar - curenții turbionari care decurg din interacțiunea umpluturii metalice din centrul bobinei și propriul câmp magnetic puternic încălzește suprafața.

Proiectare instalatii HDTV

Deoarece chiar și bobinele mici produc un curent de aproximativ 100 A, va trebui să fie conectată la ele o capacitate de rezonanță pentru a echilibra forța de inducție. Există 2 tipuri de circuite de lucru pentru încălzirea HDTV la 12 V:

• conectat la rețea.

• electrice vizate;
• conectat la rețea.

În primul caz, o instalație mini HDTV poate fi asamblată într-o oră. Chiar și în absența unei rețele de 220 V, poți folosi un astfel de generator oriunde, dar dacă ai ca surse de alimentare baterii auto. Desigur, nu este suficient de puternic pentru a topi metalul, dar este capabil să se încălzească până la temperaturile ridicate necesare pentru lucrări fine, cum ar fi încălzirea cuțitelor și șurubelnițelor la albastru. Pentru a-l crea, trebuie să achiziționați:

• tranzistoare cu efect de câmp BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• baterie auto de la 70 A/h;
• condensatoare de înaltă tensiune.

Curentul sursei de alimentare de 11 A se reduce la 6 A in timpul procesului de incalzire datorita rezistentei metalului, dar ramane nevoia unor fire groase care sa reziste la un curent de 11-12 A pentru a evita supraincalzirea.

Al doilea circuit pentru o instalație de încălzire prin inducție într-o carcasă din plastic este mai complex, bazat pe driverul IR2153, dar este mai convenabil să construiți o rezonanță de 100k peste regulatorul folosindu-l. Este necesar să controlați circuitul printr-un adaptor de rețea cu o tensiune de 12 V sau mai mult. Unitatea de alimentare poate fi conectată direct la rețeaua principală de 220 V folosind o punte de diode. Frecvența de rezonanță este de 30 kHz. Următoarele elemente vor fi necesare:

• miez de ferită 10 mm și sufocă 20 de spire;
• tub de cupru ca bobină HDTV de 25 de spire pe dorn 5–8 cm;
• condensatoare 250 V.

Încălzitoare vortex

O instalație mai puternică, capabilă să încălziți șuruburile la galben, poate fi asamblată după o schemă simplă. Dar în timpul funcționării, generarea de căldură va fi destul de mare, așa că este recomandat să instalați radiatoare pe tranzistoare. De asemenea, veți avea nevoie de un șoc, pe care îl puteți împrumuta de la sursa de alimentare a oricărui computer și de următoarele materiale auxiliare:

• sârmă feromagnetică de oțel;
• fir de cupru 1,5 mm;
• tranzistoare cu efect de câmp și diode pentru tensiune inversă de la 500 V;
• diode zener cu o putere de 2-3 W cu un calcul de 15 V;
• rezistențe simple.

În funcție de rezultatul dorit, înfășurarea firului pe baza de cupru este de la 10 la 30 de spire. Urmează asamblarea circuitului și pregătirea bobinei de bază a încălzitorului din aproximativ 7 spire de sârmă de cupru de 1,5 mm. Se conectează la circuit și apoi la electricitate.

Meșterii familiarizați cu sudarea și operarea unui transformator trifazat pot crește și mai mult eficiența dispozitivului reducând în același timp greutatea și dimensiunea. Pentru a face acest lucru, este necesar să sudați bazele a două țevi, care vor servi atât ca miez, cât și ca încălzitor, iar după înfășurare, sudați două țevi în corp pentru a furniza și îndepărta lichidul de răcire.

Avantaje și dezavantaje

După ce ați abordat principiul de funcționare a încălzitorului cu inducție, puteți lua în considerare părțile sale pozitive și negative. Având în vedere popularitatea mare a acestui tip de generatoare de căldură, se poate presupune că are mult mai multe avantaje decât dezavantaje. Printre cele mai semnificative avantaje se numără:

• Simplitatea designului.
• Rata mare de eficienta.
• Durată lungă de viață.
• Risc mic de deteriorare a dispozitivului.
• Economii semnificative de energie.

Deoarece indicatorul de performanță al unui cazan cu inducție este într-o gamă largă, este posibil să alegeți o unitate pentru un anumit sistem de încălzire a clădirii fără probleme. Aceste dispozitive sunt capabile să încălzi rapid lichidul de răcire la o temperatură predeterminată, ceea ce le-a făcut un concurent demn al cazanelor tradiționale.

În timpul funcționării încălzitorului cu inducție, se observă o ușoară vibrație, din cauza căreia scara este scuturată de pe conducte. Ca urmare, unitatea poate fi curățată mai rar. Deoarece lichidul de răcire este în contact constant cu elementul de încălzire, riscurile de defectare a acestuia sunt relativ mici.

Partea 1. BOILER INDUCȚIE DIY - este ușor. Atașament pentru plită cu inducție.

Dacă nu s-au făcut greșeli în timpul instalării cazanului cu inducție, atunci scurgerile sunt practic excluse. Acest lucru se datorează transferului fără contact de energie termică către încălzitor. Folosind tehnologia de încălzire a apei prin inducție vă permite să-l aduceți aproape la o stare gazoasă. Astfel, se realizează o mișcare eficientă a apei prin conducte, iar în unele situații chiar se poate renunța la utilizarea unităților de pompare cu circulație.

Din păcate, dispozitivele ideale nu există astăzi. Pe lângă un număr mare de avantaje, încălzitoarele cu inducție au și o serie de dezavantaje. Deoarece unitatea necesită energie electrică pentru a funcționa, nu va putea funcționa cu eficiență maximă în regiunile cu întreruperi frecvente de curent. Când lichidul de răcire se supraîncălzește, presiunea din sistem crește brusc și conductele se pot rupe. Pentru a evita acest lucru, încălzitorul cu inducție trebuie să fie echipat cu un dispozitiv de oprire de urgență.

Încălzitor cu inducție DIY

Principiul de funcționare al încălzirii prin inducție

Funcționarea unui încălzitor cu inducție folosește energia unui câmp electromagnetic, pe care obiectul încălzit o absoarbe și o transformă în căldură. Pentru a genera un câmp magnetic, se folosește un inductor, adică o bobină cilindrică cu mai multe spire. Trecând prin acest inductor, un curent electric alternativ creează un câmp magnetic alternativ în jurul bobinei.

Un încălzitor cu invertor de casă vă permite să vă încălziți rapid și la temperaturi foarte ridicate. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive, nu numai că puteți încălzi apa, ci chiar puteți topi diferite metale.

Dacă un obiect încălzit este plasat în interiorul sau lângă inductor, acesta va fi străpuns de fluxul vectorului de inducție magnetică, care se schimbă constant în timp. În acest caz, apare un câmp electric, ale cărui linii sunt situate perpendiculare pe direcția fluxului magnetic și se mișcă într-un cerc vicios. Datorită acestor fluxuri vortex, energia electrică este transformată în energie termică și obiectul se încălzește.

Astfel, energia electrică a inductorului este transferată obiectului fără utilizarea contactelor, așa cum se întâmplă în cuptoarele cu rezistență. Ca urmare, energia termică este cheltuită mai eficient, iar rata de încălzire crește semnificativ. Acest principiu este utilizat pe scară largă în domeniul prelucrării metalelor: topirea acestuia, forjarea, lipirea, etc. Cu nu mai puțin succes, un încălzitor cu inducție vortex poate fi folosit pentru a încălzi apa.

Încălzitoare cu inducție de înaltă frecvență

Cea mai largă gamă de aplicații este pentru încălzitoarele cu inducție de înaltă frecvență. Încălzitoarele se caracterizează printr-o frecvență înaltă de 30-100 kHz și o gamă largă de puteri de 15-160 kW. Tipul de înaltă frecvență oferă o adâncime mică de încălzire, dar aceasta este suficientă pentru a îmbunătăți proprietățile chimice ale metalului.

Încălzitoarele cu inducție de înaltă frecvență sunt ușor de operat și economice, în timp ce eficiența lor poate ajunge la 95%. Toate tipurile funcționează continuu pentru o lungă perioadă de timp, iar versiunea cu două blocuri (când transformatorul de înaltă frecvență este plasat într-un bloc separat) permite funcționarea non-stop. Încălzitorul are 28 de tipuri de protecție, fiecare fiind responsabilă de propria sa funcție. Exemplu: controlul presiunii apei în sistemul de răcire.

• Încălzitor cu inducție 60 kW Perm
• Încălzitor cu inducție 65 kW Novosibirsk
• Încălzitor cu inducție 60 kW Krasnoyarsk
• Încălzitor cu inducție 60 kW Kaluga
• Încălzitor cu inducție 100 kW Novosibirsk
• Încălzitor cu inducție 120 kW Ekaterinburg
• Incalzitor cu inductie 160 kW Samara

Aplicație:

• angrenaj întărit la suprafață
• întărirea arborelui
• călirea roții macaralei
• încălzirea pieselor înainte de îndoire
• lipirea frezelor, frezelor, burghiilor
• încălzirea piesei de prelucrat în timpul ștanțarii la cald
• aterizare bolt
• sudarea și suprafața metalelor
• restaurarea detaliilor.

Cuptoarele cu inducție sunt folosite pentru topirea metalelor și se disting prin faptul că sunt încălzite cu ajutorul curentului electric. Excitația curentului are loc în inductor, sau mai degrabă într-un câmp nevariabil.

În astfel de construcții, energia este convertită de mai multe ori (în această secvență):

• în electromagnetic
• electric;
• termic.

Astfel de sobe vă permit să utilizați căldura cu o eficiență maximă, ceea ce nu este surprinzător, deoarece sunt cele mai avansate dintre toate modelele existente care funcționează cu energie electrică.

Notă! Modelele de inducție sunt de două tipuri - cu sau fără miez. În primul caz, metalul este plasat într-un jgheab tubular, care este situat în jurul inductorului. Miezul este situat în inductorul propriu-zis. A doua opțiune se numește creuzet, deoarece metalul cu creuzetul este deja în interiorul indicatorului. Desigur, nu se poate vorbi despre niciun nucleu în acest caz.

În articolul de astăzi vom vorbi despre cum se faceCuptor cu inducție DIY.

Printre numeroasele beneficii se numără următoarele:

• curățenia și siguranța mediului;
• omogenitate crescută a topiturii datorită mișcării active a metalului;
• viteza - cuptorul poate fi folosit aproape imediat dupa pornire;
• zona și orientarea concentrată a energiei;
• viteză mare de topire;
• lipsa deșeurilor din substanțe de aliere;
• capacitatea de a regla temperatura;
• numeroase posibilitati tehnice.

Dar există și dezavantaje.

1. Zgura este încălzită de metal, drept urmare are o temperatură scăzută.
2. Dacă zgura este rece, atunci este foarte dificil să îndepărtați fosforul și sulful din metal.
3. Între bobină și metalul care se topește, câmpul magnetic se disipează, deci va fi necesară o reducere a grosimii căptușelii. Acest lucru va duce în curând la faptul că căptușeala în sine va eșua.

Video - Cuptor cu inducție

Aplicație industrială

Ambele opțiuni de design sunt utilizate în topirea fierului, aluminiului, oțelului, magneziului, cuprului și metalelor prețioase. Volumul util al unor astfel de structuri poate varia de la câteva kilograme la câteva sute de tone.

Cuptoarele de uz industrial sunt împărțite în mai multe tipuri.

1. Proiectările cu frecvență medie sunt utilizate în mod obișnuit în inginerie mecanică și metalurgie. Cu ajutorul lor, oțelul este topit, iar la utilizarea creuzetelor de grafit se topesc și metalele neferoase.
2. Modelele industriale de frecvență sunt utilizate în topirea fierului.
3. Structurile de rezistență sunt destinate topirii aluminiului, aliajelor de aluminiu, zincului.

Notă! Tehnologia de inducție a fost cea care a stat la baza dispozitivelor mai populare - cuptoarele cu microunde.

uz casnic

Din motive evidente, cuptorul de topire cu inducție este rar folosit în casă. Dar tehnologia descrisă în articol se găsește în aproape toate casele și apartamentele moderne. Acestea sunt cuptoarele cu microunde menționate mai sus și aragazurile cu inducție și cuptoarele electrice.

Luați în considerare, de exemplu, farfurii. Acestea încălzesc vasele din cauza curenților turbionari inductivi, în urma cărora încălzirea are loc aproape instantaneu. Este caracteristic că este imposibil să pornești arzătorul pe care nu există vase.

Eficiența mașinilor de gătit cu inducție ajunge la 90%. Pentru comparație: pentru sobele electrice este de aproximativ 55-65%, iar pentru sobele cu gaz - nu mai mult de 30-50%. Dar, în dreptate, merită remarcat faptul că funcționarea sobelor descrise necesită mâncăruri speciale.

Cuptor cu inducție de casă

Nu cu mult timp în urmă, radioamatorii autohtoni au demonstrat în mod clar că puteți face singur un cuptor cu inducție. Astăzi, există o mulțime de scheme și tehnologii de fabricație diferite, dar am oferit doar cele mai populare dintre ele, ceea ce înseamnă cea mai eficientă și mai ușor de implementat.

Cuptor cu inducție de la generator de înaltă frecvență

Mai jos este un circuit electric pentru realizarea unui dispozitiv de casă dintr-un generator de înaltă frecvență (27,22 megaherți).

Pe lângă generator, ansamblul va necesita patru becuri de mare putere și o lampă grea pentru indicatorul gata de lucru.

Notă! Principala diferență între cuptor, realizat conform acestei scheme, este mânerul condensatorului - în acest caz, acesta este situat în exterior.

În plus, metalul din bobină (inductor) se va topi în dispozitivul de cea mai mică putere.

La fabricare, este necesar să ne amintim câteva puncte importante care afectează viteza de îmbarcare metalică. Acest:

• putere;
• frecvență;
• pierderi turbioare;
• viteza de transfer de căldură;
• pierdere de histerezis.

Aparatul va fi alimentat de o rețea standard de 220 V, dar cu un redresor preinstalat. Dacă cuptorul este destinat încălzirii unei încăperi, atunci se recomandă utilizarea unei spirale de nicrom, iar dacă pentru topire, atunci perii de grafit. Să facem cunoștință cu fiecare dintre structuri mai detaliat.

Video - Proiectare invertor de sudare

Esența designului este următoarea: se instalează o pereche de perii de grafit și se toarnă granit sub formă de pulbere între ele, după care se conectează un transformator descendente. Este caracteristic că atunci când topești, nu se poate teme de șoc electric, deoarece nu este nevoie să folosiți 220 V.

Tehnologia de asamblare

Pasul 1. Baza este asamblată - o cutie de cărămizi de argilă refractară de 10x10x18 cm, așezate pe o țiglă refractară.

Pasul 2. Boxul este terminat cu carton de azbest. După umezirea cu apă, materialul se înmoaie, ceea ce vă permite să îi dați orice formă. Dacă se dorește, structura poate fi înfășurată cu sârmă de oțel.

Notă! Dimensiunile cutiei pot varia in functie de puterea transformatorului.

Pasul 3. Cea mai bună opțiune pentru un cuptor cu grafit este un transformator de la o mașină de sudură de 0,63 kW. Dacă transformatorul este proiectat pentru 380 V, atunci poate fi rebobinat, deși mulți electricieni cu experiență spun că puteți lăsa totul așa cum este.

Pasul 4. Transformatorul este învelit cu aluminiu subțire - astfel încât structura nu se va încinge foarte mult în timpul funcționării.

Pasul 5. Se instalează perii de grafit, se instalează un substrat de argilă pe fundul cutiei - astfel încât metalul topit să nu se răspândească.

Principalul avantaj al unui astfel de cuptor este temperatura ridicată, care este potrivită chiar și pentru topirea platinei sau paladiului. Dar printre minusuri se numără încălzirea rapidă a transformatorului, un volum mic (nu mai mult de 10 g pot fi topite la un moment dat). Din acest motiv, va fi necesar un design diferit pentru topirea unor volume mari.

Deci, pentru topirea unor volume mari de metal, este necesar un cuptor cu sârmă de nicrom. Principiul de funcționare al designului este destul de simplu: un curent electric este furnizat unei spirale de nicrom, care se încălzește și topește metalul. Există o mulțime de formule diferite pe Web pentru calcularea lungimii firului, dar toate sunt, în principiu, la fel.

Pasul 1. Pentru spirală se folosește nicrom ø0,3 mm, de aproximativ 11 m lungime.

Pasul 2. Firul trebuie înfășurat. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un tub drept de cupru ø5 mm - o spirală este înfășurată pe el.

Pasul 3. Ca creuzet se folosește o țeavă ceramică mică de ø1,6 cm și lungime de 15 cm.Un capăt al țevii este astupat cu fir de azbest - astfel încât metalul topit să nu curgă afară.

Pasul 4. După verificarea performanței și spirala este așezată în jurul țevii. În același timp, între spire este plasat același fir de azbest - va preveni un scurtcircuit și va limita accesul oxigenului.

Pasul 5. Bobina finită este plasată într-un cartuş de la o lampă de mare putere. Astfel de cartușe sunt de obicei ceramice și au dimensiunea necesară.

Avantajele unui astfel de design:

• productivitate ridicată (până la 30 g per cursă);
• încălzire rapidă (aproximativ cinci minute) și răcire lungă;
• ușurință în utilizare - este convenabil să turnați metal în matrițe;
• înlocuirea promptă a spiralei în caz de epuizare.

Dar există, desigur, dezavantaje:

• nicromul se arde, mai ales dacă spirala este prost izolată;
• nesiguranță - dispozitivul este conectat la rețeaua de 220 V.

Notă! Nu puteți adăuga metal la aragaz dacă porțiunea anterioară este deja topită acolo. În caz contrar, tot materialul se va împrăștia în jurul camerei, în plus, poate răni ochii.

Drept concluzie

După cum puteți vedea, puteți încă să faceți singur un cuptor cu inducție. Dar, pentru a fi sincer, designul descris (ca tot ce este disponibil pe Internet) nu este tocmai un cuptor, ci un invertor de laborator Kukhtetsky. Este pur și simplu imposibil să asamblați o structură de inducție cu drepturi depline acasă.

Încălzirea și topirea metalelor în cuptoarele cu inducție au loc datorită încălzirii interne și modificărilor cristalinului...

Cum să asamblați un cuptor cu inducție pentru topirea metalului acasă cu propriile mâini

Topirea metalului prin inducție este utilizată pe scară largă în diverse industrii: metalurgie, inginerie, bijuterii. Un cuptor simplu de tip inducție pentru topirea metalului acasă poate fi asamblat cu propriile mâini.

Principiul de funcționare

Încălzirea și topirea metalelor în cuptoarele cu inducție au loc datorită încălzirii interne și modificărilor rețelei cristaline a metalului atunci când curenții turbionari de înaltă frecvență trec prin ele. Acest proces se bazează pe fenomenul de rezonanță, în care curenții turbionari au o valoare maximă.

Pentru a provoca curgerea curenților turbionari prin metalul topit, acesta este plasat în zona de acțiune a câmpului electromagnetic al inductorului - bobina. Poate fi sub formă de spirală, figura opt sau trefoil. Forma inductorului depinde de dimensiunea și forma piesei de prelucrat încălzite.

Bobina inductorului este conectată la o sursă de curent alternativ. În cuptoarele industriale de topire se folosesc curenți industriali de frecvență de 50 Hz; pentru topirea unor volume mici de metale în bijuterii se folosesc generatoare de înaltă frecvență, deoarece sunt mai eficiente.

feluri

Curenții turbionari sunt închiși de-a lungul unui circuit limitat de câmpul magnetic al inductorului. Prin urmare, încălzirea elementelor conductoare este posibilă atât în ​​interiorul bobinei, cât și din partea sa exterioară.

Prin urmare, cuptoarele cu inducție sunt de două tipuri:
• canal, în care canalele situate în jurul inductorului sunt recipientul pentru topirea metalelor, iar miezul este situat în interiorul acestuia;
• creuzet, folosesc un recipient special - un creuzet din material rezistent la căldură, de obicei detașabil.

cuptor cu canal prea general și proiectat pentru volume industriale de topire a metalelor. Este folosit la topirea fontei, aluminiului și a altor metale neferoase.

cuptor cu creuzet destul de compact, este folosit de bijutieri, radioamatori, un astfel de cuptor poate fi asamblat cu propriile mâini și folosit acasă.

Dispozitiv

Un cuptor de casă pentru topirea metalelor are un design destul de simplu și constă din trei blocuri principale plasate într-o carcasă comună:
• alternator de înaltă frecvență;
• inductor - înfășurare în spirală de sârmă sau tub de cupru;
• creuzet.

Crezetul este plasat într-un inductor, capetele înfășurării sunt conectate la o sursă de curent. Când curentul trece prin înfășurare, în jurul acesteia ia naștere un câmp electromagnetic cu un vector variabil. Într-un câmp magnetic, apar curenți turbionari, direcționați perpendicular pe vectorul său și trecând printr-o buclă închisă în interiorul înfășurării. Acestea trec prin metalul plasat în creuzet, în timp ce îl încălzesc până la punctul de topire.

Avantajele cuptorului cu inducție:

• încălzirea rapidă și uniformă a metalului imediat după pornirea instalației;
• directivitatea încălzirii - numai metalul este încălzit și nu întreaga instalație;
• viteză mare de topire și omogenitate a topiturii;
• nu are loc evaporarea componentelor de aliere ale metalului;
• instalația este ecologică și sigură.

Un invertor de sudură poate fi folosit ca generator al unui cuptor cu inducție pentru topirea metalului. De asemenea, puteți asambla generatorul conform diagramelor de mai jos cu propriile mâini.

Cuptor pentru topirea metalului pe un invertor de sudare

Acest design este simplu și sigur, deoarece toate invertoarele sunt echipate cu protecție internă la suprasarcină. Întregul ansamblu al cuptorului în acest caz se reduce la realizarea unui inductor cu propriile mâini.

De obicei, se realizează sub formă de spirală dintr-un tub de cupru cu pereți subțiri cu un diametru de 8-10 mm. Se indoaie dupa un sablon de diametrul dorit, asezand spirele la o distanta de 5-8 mm. Numărul de spire este de la 7 la 12, în funcție de diametrul și caracteristicile invertorului. Rezistența totală a inductorului trebuie să fie astfel încât să nu provoace un supracurent în invertor, altfel va fi declanșat de protecția internă.

Inductorul poate fi montat într-o carcasă din grafit sau textolit și în interior poate fi instalat un creuzet. Puteți pune pur și simplu inductorul pe o suprafață rezistentă la căldură. Carcasa nu trebuie să conducă curent, altfel circuitul de curent turbionar va trece prin ea și puterea instalației va fi redusă. Din același motiv, nu se recomandă plasarea obiectelor străine în zona de topire.

Când lucrați de la un invertor de sudură, carcasa acestuia trebuie să fie împământată! Priza și cablajul trebuie să fie dimensionate pentru curentul absorbit de invertor.

Sistemul de încălzire al unei case private se bazează pe funcționarea unui cuptor sau a unui cazan, a cărui performanță ridicată și durata de viață lungă neîntreruptă depind atât de marca și instalarea dispozitivelor de încălzire în sine, cât și de instalarea corectă a coșului de fum.

Cuptor cu inducție cu tranzistori: circuit

Există multe moduri diferite de a asambla un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. O schemă destul de simplă și dovedită a unui cuptor pentru topirea metalului este prezentată în figură:

Pentru a asambla instalația cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele piese și materiale:
• două tranzistoare cu efect de câmp de tip IRFZ44V;
• două diode UF4007 (puteți folosi și UF4001);
• rezistență 470 Ohm, 1 W (puteți lua două conectate în serie de 0,5 W fiecare);
• condensatoare cu film pentru 250 V: 3 bucăți cu o capacitate de 1 microfarad; 4 bucăți - 220 nF; 1 bucată - 470 nF; 1 bucată - 330 nF;
• sarma de infasurare de cupru in izolatie email Ø1,2 mm;
• sarma de infasurare de cupru in izolatie email Ø2 mm;
• două inele de la șocuri luate de la o sursă de alimentare a computerului.

Secvență de asamblare făcută de tine:

• Tranzistoarele cu efect de câmp sunt montate pe radiatoare. Deoarece circuitul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, radiatorul trebuie să fie suficient de mare. Le puteți instala și pe un radiator, dar apoi trebuie să izolați tranzistoarele de metal folosind garnituri și șaibe din cauciuc și plastic. Pinout-ul tranzistorilor cu efect de câmp este prezentat în figură.

• Este necesar să faceți două sufocare. Pentru fabricarea lor, firul de cupru cu diametrul de 1,2 mm este înfășurat în jurul inelelor luate de la sursa de alimentare a oricărui computer. Aceste inele sunt realizate din fier feromagnetic sub formă de pulbere. Acestea trebuie înfășurate de la 7 la 15 spire de sârmă, încercând să mențină distanța dintre spire.

• Condensatorii enumerați mai sus sunt asamblați într-o baterie cu o capacitate totală de 4,7 microfaradi. Conectarea condensatoarelor - paralel.

• Înfășurarea inductorului este realizată din sârmă de cupru cu diametrul de 2 mm. Se înfășoară 7-8 spire de înfășurare pe un obiect cilindric potrivit pentru diametrul creuzetului, lăsând capete suficient de lungi pentru a se conecta la circuit.
• Conectați elementele de pe placă în conformitate cu diagrama. O baterie de 12 V, 7,2 A/h este folosită ca sursă de alimentare. Curentul consumat în funcționare este de aproximativ 10 A, capacitatea bateriei în acest caz este suficientă pentru aproximativ 40 de minute.Dacă este necesar, corpul cuptorului este realizat din material rezistent la căldură, de exemplu, textolit.Puterea dispozitivului poate fi schimbată prin modificarea numărului de spire ale înfăşurării inductorului şi a diametrului acestora.

În timpul funcționării prelungite, elementele de încălzire se pot supraîncălzi! Puteți folosi un ventilator pentru a le răci.

Încălzitor cu inducție pentru topirea metalului: video

Cuptor cu inducție cu lampă

Un cuptor cu inducție mai puternic pentru topirea metalelor poate fi asamblat manual pe tuburi vidate. Schema dispozitivului este prezentată în figură.

Pentru a genera curent de înaltă frecvență, se folosesc 4 lămpi de fascicul conectate în paralel. Un tub de cupru cu un diametru de 10 mm este folosit ca inductor. Unitatea este echipată cu un condensator trimmer pentru reglarea puterii. Frecvența de ieșire este de 27,12 MHz.

Pentru a asambla circuitul aveți nevoie de:

• 4 tuburi de vid - tetrode, puteți folosi 6L6, 6P3 sau G807;
• 4 choke pentru 100 ... 1000 μH;
• 4 condensatoare la 0,01 uF;
• lampă indicatoare cu neon;
• condensator de reglaj.

Asamblarea dispozitivului cu propriile mâini:

1. Un inductor este realizat dintr-un tub de cupru, îndoindu-l sub formă de spirală. Diametrul spirelor este de 8-15 cm, distanța dintre spire este de minim 5 mm. Capetele sunt cositorite pentru lipirea circuitului. Diametrul inductorului trebuie să fie cu 10 mm mai mare decât diametrul creuzetului plasat în interior.
2. Puneți inductorul în carcasă. Poate fi realizat dintr-un material neconductiv termorezistent, sau din metal, asigurand izolarea termica si electrica fata de elementele circuitului.
3. Cascadele de lămpi sunt asamblate conform schemei cu condensatoare și șocuri. Cascadele sunt conectate în paralel.
4. Conectați o lampă indicatoare cu neon - aceasta va semnala pregătirea circuitului pentru funcționare. Lampa este adusă în carcasa de instalare.
5. Un condensator de reglare de capacitate variabilă este inclus în circuit, mânerul său este afișat și pe carcasă.

Pentru toți iubitorii de delicatese afumate la rece, vă oferim să învățați aici cum să faceți rapid și ușor un afumător cu propriile mâini, iar aici vă puteți familiariza cu instrucțiunile foto și video pentru realizarea unui generator de fum afumat la rece.

Răcire circuit

Instalațiile industriale de topire sunt echipate cu un sistem de răcire forțată cu apă sau antigel. Răcirea cu apă la domiciliu va necesita costuri suplimentare, comparabile ca preț cu costul instalației de topire a metalelor în sine.

Răcirea cu aer cu un ventilator este posibilă cu condiția ca ventilatorul să fie suficient de îndepărtat. În caz contrar, înfășurarea metalică și alte elemente ale ventilatorului vor servi ca circuit suplimentar pentru închiderea curenților turbionari, ceea ce va reduce eficiența instalației.

Elementele circuitelor electronice și ale lămpii sunt, de asemenea, capabile să se încălzească activ. Pentru racirea lor, sunt prevazute calorifere cu caldura.

Măsuri de securitate a muncii

• Principalul pericol atunci când lucrați cu o instalație de casă este riscul de arsuri de la elementele încălzite ale instalației și metalul topit.
• Circuitul lămpii include elemente cu tensiune înaltă, așa că trebuie plasat într-o carcasă închisă, eliminând contactul accidental cu elementele.
• Câmpul electromagnetic poate afecta obiectele care se află în afara carcasei dispozitivului. Prin urmare, înainte de muncă, este mai bine să vă îmbrăcați haine fără elemente metalice, să îndepărtați dispozitivele complexe din zona de acoperire: telefoane, camere digitale.

Un cuptor de topire a metalelor de uz casnic poate fi, de asemenea, utilizat pentru a încălzi rapid elementele metalice, de exemplu, atunci când sunt cositorite sau modelate. Caracteristicile de funcționare ale instalațiilor prezentate pot fi ajustate la o sarcină specifică prin modificarea parametrilor inductorului și a semnalului de ieșire al grupurilor electrogene - astfel puteți obține eficiența maximă a acestora.

Cuptoarele cu inducție sunt folosite pentru topirea metalelor și se disting prin faptul că sunt încălzite cu ajutorul curentului electric. Excitația curentului are loc în inductor, sau mai degrabă într-un câmp nevariabil.

În astfel de construcții, energia este convertită de mai multe ori (în această secvență):

• în electromagnetic
• electric;
• termic.

Astfel de sobe vă permit să utilizați căldura cu o eficiență maximă, ceea ce nu este surprinzător, deoarece sunt cele mai avansate dintre toate modelele existente care funcționează cu energie electrică.

Notă! Modelele de inducție sunt de două tipuri - cu sau fără miez. În primul caz, metalul este plasat într-un jgheab tubular, care este situat în jurul inductorului. Miezul este situat în inductorul propriu-zis. A doua opțiune se numește creuzet, deoarece metalul cu creuzetul este deja în interiorul indicatorului. Desigur, nu se poate vorbi despre niciun nucleu în acest caz.

În articolul de astăzi vom vorbi despre cum se faceCuptor cu inducție DIY.

Avantaje și dezavantaje ale modelelor de inducție

Printre numeroasele beneficii se numără următoarele:

• curățenia și siguranța mediului;
• omogenitate crescută a topiturii datorită mișcării active a metalului;
• viteza - cuptorul poate fi folosit aproape imediat dupa pornire;
• zona și orientarea concentrată a energiei;
• viteză mare de topire;
• lipsa deșeurilor din substanțe de aliere;
• capacitatea de a regla temperatura;
• numeroase posibilitati tehnice.

Dar există și dezavantaje.

1. Zgura este încălzită de metal, drept urmare are o temperatură scăzută.
2. Dacă zgura este rece, atunci este foarte dificil să îndepărtați fosforul și sulful din metal.
3. Între bobină și metalul care se topește, câmpul magnetic se disipează, deci va fi necesară o reducere a grosimii căptușelii. Acest lucru va duce în curând la faptul că căptușeala în sine va eșua.

Video - Cuptor cu inducție

Aplicație industrială

Ambele opțiuni de design sunt utilizate în topirea fierului, aluminiului, oțelului, magneziului, cuprului și metalelor prețioase. Volumul util al unor astfel de structuri poate varia de la câteva kilograme la câteva sute de tone.

Cuptoarele de uz industrial sunt împărțite în mai multe tipuri.

1. Proiectările cu frecvență medie sunt utilizate în mod obișnuit în inginerie mecanică și metalurgie. Cu ajutorul lor, oțelul este topit, iar la utilizarea creuzetelor de grafit se topesc și metalele neferoase.
2. Modelele industriale de frecvență sunt utilizate în topirea fierului.
3. Structurile de rezistență sunt destinate topirii aluminiului, aliajelor de aluminiu, zincului.

Notă! Tehnologia de inducție a fost cea care a stat la baza dispozitivelor mai populare - cuptoarele cu microunde.

uz casnic

Din motive evidente, cuptorul de topire cu inducție este rar folosit în casă. Dar tehnologia descrisă în articol se găsește în aproape toate casele și apartamentele moderne. Acestea sunt cuptoarele cu microunde menționate mai sus și aragazurile cu inducție și cuptoarele electrice.

Luați în considerare, de exemplu, farfurii. Acestea încălzesc vasele din cauza curenților turbionari inductivi, în urma cărora încălzirea are loc aproape instantaneu. Este caracteristic că este imposibil să pornești arzătorul pe care nu există vase.

Eficiența mașinilor de gătit cu inducție ajunge la 90%. Pentru comparație: pentru sobele electrice este de aproximativ 55-65%, iar pentru sobele cu gaz - nu mai mult de 30-50%. Dar, în dreptate, merită remarcat faptul că funcționarea sobelor descrise necesită mâncăruri speciale.

Cuptor cu inducție de casă

Nu cu mult timp în urmă, radioamatorii autohtoni au demonstrat în mod clar că puteți face singur un cuptor cu inducție. Astăzi, există o mulțime de scheme și tehnologii de fabricație diferite, dar am oferit doar cele mai populare dintre ele, ceea ce înseamnă cea mai eficientă și mai ușor de implementat.

Cuptor cu inducție de la generator de înaltă frecvență

Mai jos este un circuit electric pentru realizarea unui dispozitiv de casă dintr-un generator de înaltă frecvență (27,22 megaherți).

Pe lângă generator, ansamblul va necesita patru becuri de mare putere și o lampă grea pentru indicatorul gata de lucru.

Notă! Principala diferență între cuptor, realizat conform acestei scheme, este mânerul condensatorului - în acest caz, acesta este situat în exterior.

În plus, metalul din bobină (inductor) se va topi în dispozitivul de cea mai mică putere.

La fabricare, este necesar să ne amintim câteva puncte importante care afectează viteza de îmbarcare metalică. Acest:

• putere;
• frecvență;
• pierderi turbioare;
• viteza de transfer de căldură;
• pierdere de histerezis.

Aparatul va fi alimentat de o rețea standard de 220 V, dar cu un redresor preinstalat. Dacă cuptorul este destinat încălzirii unei încăperi, atunci se recomandă utilizarea unei spirale de nicrom, iar dacă pentru topire, atunci perii de grafit. Să facem cunoștință cu fiecare dintre structuri mai detaliat.

Video - Proiectare invertor de sudare

Esența designului este următoarea: se instalează o pereche de perii de grafit și se toarnă granit sub formă de pulbere între ele, după care se conectează un transformator descendente. Este caracteristic că atunci când topești, nu se poate teme de șoc electric, deoarece nu este nevoie să folosiți 220 V.

Tehnologia de asamblare

Pasul 1. Baza este asamblată - o cutie de cărămizi de argilă refractară de 10x10x18 cm, așezate pe o țiglă refractară.

Pasul 2. Boxul este terminat cu carton de azbest. După umezirea cu apă, materialul se înmoaie, ceea ce vă permite să îi dați orice formă. Dacă se dorește, structura poate fi înfășurată cu sârmă de oțel.

Notă! Dimensiunile cutiei pot varia in functie de puterea transformatorului.

Pasul 3. Cea mai bună opțiune pentru un cuptor cu grafit este un transformator de la o mașină de sudură de 0,63 kW. Dacă transformatorul este proiectat pentru 380 V, atunci poate fi rebobinat, deși mulți electricieni cu experiență spun că puteți lăsa totul așa cum este.

Pasul 4. Transformatorul este învelit cu aluminiu subțire - astfel încât structura nu se va încinge foarte mult în timpul funcționării.

Pasul 5. Se instalează perii de grafit, se instalează un substrat de argilă pe fundul cutiei - astfel încât metalul topit să nu se răspândească.

Principalul avantaj al unui astfel de cuptor este temperatura ridicată, care este potrivită chiar și pentru topirea platinei sau paladiului. Dar printre minusuri se numără încălzirea rapidă a transformatorului, un volum mic (nu mai mult de 10 g pot fi topite la un moment dat). Din acest motiv, va fi necesar un design diferit pentru topirea unor volume mari.

Deci, pentru topirea unor volume mari de metal, este necesar un cuptor cu sârmă de nicrom. Principiul de funcționare al designului este destul de simplu: un curent electric este furnizat unei spirale de nicrom, care se încălzește și topește metalul. Există o mulțime de formule diferite pe Web pentru calcularea lungimii firului, dar toate sunt, în principiu, la fel.

Pasul 1. Pentru spirală se folosește nicrom ø0,3 mm, de aproximativ 11 m lungime.

Pasul 2. Firul trebuie înfășurat. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un tub drept de cupru ø5 mm - o spirală este înfășurată pe el.

Pasul 3. Ca creuzet se folosește o țeavă ceramică mică de ø1,6 cm și lungime de 15 cm.Un capăt al țevii este astupat cu fir de azbest - astfel încât metalul topit să nu curgă afară.

Pasul 4. După verificarea performanței și spirala este așezată în jurul țevii. În același timp, între spire este plasat același fir de azbest - va preveni un scurtcircuit și va limita accesul oxigenului.

Pasul 5. Bobina finită este plasată într-un cartuş de la o lampă de mare putere. Astfel de cartușe sunt de obicei ceramice și au dimensiunea necesară.

Avantajele unui astfel de design:

• productivitate ridicată (până la 30 g per cursă);
• încălzire rapidă (aproximativ cinci minute) și răcire lungă;
• ușurință în utilizare - este convenabil să turnați metal în matrițe;
• înlocuirea promptă a spiralei în caz de epuizare.

Dar există, desigur, dezavantaje:

• nicromul se arde, mai ales dacă spirala este prost izolată;
• nesiguranță - dispozitivul este conectat la rețeaua de 220 V.

Notă! Nu puteți adăuga metal la aragaz dacă porțiunea anterioară este deja topită acolo. În caz contrar, tot materialul se va împrăștia în jurul camerei, în plus, poate răni ochii.

Drept concluzie

După cum puteți vedea, puteți încă să faceți singur un cuptor cu inducție. Dar, pentru a fi sincer, designul descris (ca tot ce este disponibil pe Internet) nu este tocmai un cuptor, ci un invertor de laborator Kukhtetsky. Este pur și simplu imposibil să asamblați o structură de inducție cu drepturi depline acasă.

Editor sef

Cum să faci un încălzitor cu inducție cu propriile mâini?

Incalzitoare electrice

Încălzitoarele cu inducție funcționează pe principiul „obține curent din magnetism”. Într-o bobină specială, se generează un câmp magnetic alternativ de mare putere, care generează curenți electrici turbionari într-un conductor închis.

Un conductor închis în aragazele cu inducție sunt ustensilele metalice, care sunt încălzite de curenți electrici turbionari. În general, principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive nu este complicat și, cu puține cunoștințe în fizică și inginerie electrică, nu va fi dificil să asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini.

Următoarele dispozitive pot fi realizate independent:

1. Dispozitive pentru încălzirea lichidului de răcire în cazanul de încălzire.
2. Minicuptoare pentru topirea metalelor.
3. Farfurii pentru gătit alimente.

Aragazul cu inducție de bricolaj trebuie realizat în conformitate cu toate normele și regulile de funcționare a acestor dispozitive. Dacă radiațiile electromagnetice periculoase pentru oameni sunt emise în afara carcasei în direcțiile laterale, atunci este strict interzisă utilizarea unui astfel de dispozitiv.

În plus, o mare dificultate în proiectarea aragazului constă în alegerea materialului pentru baza plitei, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

1. Ideal pentru conducerea radiațiilor electromagnetice.
2. Nu conductiv.
3. Rezistă la stresul la temperaturi ridicate.

În plitele cu inducție de uz casnic se utilizează ceramică scumpă; la fabricarea unui aragaz cu inducție acasă, este destul de dificil să găsești o alternativă demnă la un astfel de material. Prin urmare, pentru început, ar trebui să proiectați ceva mai simplu, de exemplu, un cuptor cu inducție pentru călirea metalelor.

Instructiuni de fabricatie

Figura 1. Schema electrică a încălzitorului cu inducție
Figura 2. Dispozitiv.
Figura 3. Schema unui încălzitor simplu cu inducție

Pentru fabricarea cuptorului veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente:

• ciocan de lipit;
• lipire;
• placa de textolit.
• mini burghiu.
• radioelemente.
• pasta termica.
• reactivi chimici pentru gravarea plăcilor.

Materiale suplimentare și caracteristicile acestora:

1. Pentru a face o bobină, care va emite un câmp magnetic alternativ necesar încălzirii, este necesar să se pregătească o bucată de tub de cupru cu diametrul de 8 mm și lungimea de 800 mm.
2. Tranzistoare de putere puternice sunt partea cea mai scumpă a unei instalații de inducție de casă. Pentru a monta circuitul generator de frecvență, este necesar să pregătiți 2 astfel de elemente. În aceste scopuri, tranzistoarele de mărci sunt potrivite: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. La fabricarea circuitului se folosesc 2 tranzistoare cu efect de câmp identice dintre cele enumerate.
3. Pentru fabricarea unui circuit oscilator veți avea nevoie de condensatoare ceramice cu o capacitate de 0,1 mF și o tensiune de funcționare de 1600 V. Pentru a se forma un curent alternativ de mare putere în bobină, sunt necesari 7 astfel de condensatoare.
4. În timpul funcționării unui astfel de dispozitiv de inducție, tranzistoarele cu efect de câmp se vor încinge foarte tare și dacă nu sunt atașate radiatoare din aliaj de aluminiu, atunci după câteva secunde de funcționare la putere maximă, aceste elemente se vor defecta. Tranzistoarele trebuie plasate pe radiatoare printr-un strat subțire de pastă termică, altfel eficiența unei astfel de răciri va fi minimă.
5. Diode, care sunt utilizate într-un încălzitor cu inducție, trebuie să aibă o acțiune ultra-rapidă. Cele mai potrivite pentru acest circuit, diode: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Rezistoarele utilizate în circuitul 3: 10 kOhm cu o putere de 0,25 W - 2 buc. și putere de 440 ohmi - 2 wați. Diode Zener: 2 buc. cu o tensiune de funcționare de 15 V. Puterea diodelor zener trebuie să fie de cel puțin 2 wați. O bobină pentru conectarea la ieșirile de putere ale bobinei este utilizată cu inducție.
7. Pentru a alimenta întregul dispozitiv, veți avea nevoie de o unitate de alimentare cu o capacitate de până la 500. W. și tensiune 12 - 40 V. Puteți alimenta acest dispozitiv de la o baterie de mașină, dar nu veți putea obține cele mai mari valori de putere la această tensiune.

Însuși procesul de fabricare a unui generator electronic și a unei bobine durează puțin timp și se desfășoară în următoarea secvență:

1. Dintr-o țeavă de cupru se face o spirală cu diametrul de 4 cm.Pentru a face o spirală, un tub de cupru trebuie înfășurat pe o tijă cu o suprafață plană cu diametrul de 4 cm.Spirala trebuie să aibă 7 spire care să nu se atingă. Inelele de montare sunt lipite la cele 2 capete ale tubului pentru conectarea la radiatoarele tranzistorului.
2. Placa de circuit imprimat este realizată conform schemei. Dacă este posibil să se furnizeze condensatoare din polipropilenă, atunci datorită faptului că astfel de elemente au pierderi minime și funcționează stabil la amplitudini mari ale fluctuațiilor de tensiune, dispozitivul va funcționa mult mai stabil. Condensatorii din circuit sunt instalați în paralel, formând un circuit oscilant cu o bobină de cupru.
3. Incalzire metalica apare în interiorul bobinei, după ce circuitul este conectat la o sursă de alimentare sau la o baterie. Când încălziți metalul, este necesar să vă asigurați că nu există un scurtcircuit al înfășurărilor arcului. Dacă atingeți metalul încălzit 2 spire ale bobinei în același timp, atunci tranzistoarele eșuează instantaneu.

1. La efectuarea experimentelor de încălzire și întărire a metalelor, în interiorul bobinei de inducție temperatura poate fi semnificativă și se ridică la 100 de grade Celsius. Acest efect de încălzire poate fi folosit pentru a încălzi apa menajeră sau pentru a încălzi o casă.
2. Schema încălzitorului discutată mai sus (Figura 3), la sarcina maxima este capabil sa furnizeze radiatia de energie magnetica in interiorul bobinei egala cu 500 wati. O astfel de putere nu este suficientă pentru a încălzi un volum mare de apă, iar construcția unei bobine de inducție de mare putere va necesita fabricarea unui circuit în care va fi necesară utilizarea unor elemente radio foarte scumpe.
3. O soluție bugetară pentru organizarea încălzirii prin inducție a unui lichid, este utilizarea mai multor dispozitive descrise mai sus, dispuse în serie. În acest caz, spiralele trebuie să fie pe aceeași linie și să nu aibă un conductor metalic comun.
4. ca schimbător de căldurăse foloseste o teava de inox cu diametrul de 20 mm. Mai multe spirale de inducție sunt „înșirate” pe țeavă, astfel încât schimbătorul de căldură să fie în mijlocul spiralei și să nu intre în contact cu spirele acesteia. Odată cu includerea simultană a 4 astfel de dispozitive, puterea de încălzire va fi de aproximativ 2 kW, ceea ce este deja suficient pentru încălzirea în flux a lichidului cu o circulație mică a apei, la valori care permit utilizarea acestui design în furnizarea. apă caldă la o casă mică.
5. Dacă conectați un astfel de element de încălzire la un rezervor bine izolat, care va fi amplasat deasupra încălzitorului, rezultatul va fi un sistem de boiler în care încălzirea lichidului se va efectua în interiorul conductei inoxidabile, apa încălzită se va ridica și un lichid mai rece va lua locul acestuia.
6. Dacă suprafața casei este semnificativă, numărul bobinelor de inducție poate fi mărit până la 10 bucăți.
7. Puterea unui astfel de cazan poate fi reglată cu ușurință prin oprirea sau pornirea spiralelor. Cu cât mai multe secțiuni sunt pornite simultan, cu atât va fi mai mare puterea dispozitivului de încălzire care funcționează în acest mod.
8. Pentru a alimenta un astfel de modul, aveți nevoie de o sursă de alimentare puternică. Dacă este disponibilă o mașină de sudat cu invertor de curent continuu, atunci se poate realiza din aceasta un convertor de tensiune cu puterea necesară.
9. Datorita faptului ca sistemul functioneaza pe curent electric continuu, care nu depășește 40 V, funcționarea unui astfel de dispozitiv este relativ sigură, principalul lucru este de a furniza un bloc de siguranțe în circuitul de alimentare al generatorului, care, în cazul unui scurtcircuit, va scoate sub tensiune sistemul, eliminând astfel posibilitatea unui incendiu.
10. Este posibil să se organizeze încălzirea „gratuită” a casei în acest fel, cu condiția ca bateriile să fie instalate pentru alimentarea dispozitivelor de inducție, care vor fi încărcate cu energie solară și eoliană.
11. Bateriile trebuie combinate în secțiuni de 2, conectate în serie. Ca urmare, tensiunea de alimentare cu o astfel de conexiune va fi de cel puțin 24 V., ceea ce va asigura funcționarea cazanului la putere mare. În plus, conexiunea în serie va reduce curentul din circuit și va crește durata de viață a bateriei.

1. Funcționarea dispozitivelor de încălzire prin inducție de casă, nu face întotdeauna posibilă excluderea răspândirii radiațiilor electromagnetice dăunătoare pentru oameni, prin urmare cazanul cu inducție trebuie instalat într-o zonă nerezidenţială și ecranat cu oţel galvanizat.
2. Obligatoriu atunci când lucrați cu energie electrică trebuie respectate regulile de siguranțăși, în special pentru rețelele de 220 V AC.
3. Ca experiment puteți face o plită pentru gătit conform schemei indicate în articol, dar nu este recomandată operarea constantă a acestui dispozitiv din cauza imperfecțiunii de auto-fabricare a ecranării acestui dispozitiv, din acest motiv, corpul uman poate fi expus la radiații electromagnetice dăunătoare care pot afectează negativ sănătatea.

Încălzitoarele cu inducție funcționează pe principiul „obține curent din magnetism”. Într-o bobină specială, se generează un câmp magnetic alternativ de mare putere, care generează curenți electrici turbionari într-un conductor închis.

Un conductor închis în aragazele cu inducție sunt ustensilele metalice, care sunt încălzite de curenți electrici turbionari. În general, principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive nu este complicat și, cu puține cunoștințe în fizică și inginerie electrică, nu va fi dificil să asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini.

Următoarele dispozitive pot fi realizate independent:

1. Dispozitive pentru încălzire într-un cazan de încălzire.
2. Minicuptoare pentru topirea metalelor.
3. Farfurii pentru gătit alimente.

Aragazul cu inducție de bricolaj trebuie realizat în conformitate cu toate normele și regulile de funcționare a acestor dispozitive. Dacă radiațiile electromagnetice periculoase pentru oameni sunt emise în afara carcasei în direcțiile laterale, atunci este strict interzisă utilizarea unui astfel de dispozitiv.

În plus, o mare dificultate în proiectarea aragazului constă în alegerea materialului pentru baza plitei, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

1. Ideal pentru conducerea radiațiilor electromagnetice.
2. Nu conductiv.
3. Rezistă la stresul la temperaturi ridicate.

În plitele cu inducție de uz casnic se utilizează ceramică scumpă; la fabricarea unui aragaz cu inducție acasă, este destul de dificil să găsești o alternativă demnă la un astfel de material. Prin urmare, pentru început, ar trebui să proiectați ceva mai simplu, de exemplu, un cuptor cu inducție pentru călirea metalelor.

Instructiuni de fabricatie

Planuri

Figura 1. Schema electrică a încălzitorului cu inducție
Figura 2. Dispozitiv. Figura 3. Schema unui încălzitor simplu cu inducție

Pentru fabricarea cuptorului veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente:

• lipire;
• placa de textolit.
• mini burghiu.
• radioelemente.
• pasta termica.
• reactivi chimici pentru gravarea plăcilor.

Materiale suplimentare și caracteristicile acestora:

1. Pentru a face o bobină, care va emite un câmp magnetic alternativ necesar încălzirii, este necesar să se pregătească o bucată de tub de cupru cu diametrul de 8 mm și lungimea de 800 mm.
2. Tranzistoare de putere puternice sunt partea cea mai scumpă a unei instalații de inducție de casă. Pentru a monta circuitul generator de frecvență, este necesar să pregătiți 2 astfel de elemente. În aceste scopuri, tranzistoarele de mărci sunt potrivite: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. La fabricarea circuitului se folosesc 2 tranzistoare cu efect de câmp identice dintre cele enumerate.
3. Pentru fabricarea unui circuit oscilator veți avea nevoie de condensatoare ceramice cu o capacitate de 0,1 mF și o tensiune de funcționare de 1600 V. Pentru a se forma un curent alternativ de mare putere în bobină, sunt necesari 7 astfel de condensatoare.
4. În timpul funcționării unui astfel de dispozitiv de inducție, tranzistoarele cu efect de câmp se vor încinge foarte tare și dacă nu sunt atașate radiatoare din aliaj de aluminiu, atunci după câteva secunde de funcționare la putere maximă, aceste elemente se vor defecta. Tranzistoarele trebuie plasate pe radiatoare printr-un strat subțire de pastă termică, altfel eficiența unei astfel de răciri va fi minimă.
5. Diode, care sunt utilizate într-un încălzitor cu inducție, trebuie să aibă o acțiune ultra-rapidă. Cele mai potrivite pentru acest circuit, diode: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Rezistoarele utilizate în circuitul 3: 10 kOhm cu o putere de 0,25 W - 2 buc. și putere de 440 ohmi - 2 wați. Diode Zener: 2 buc. cu o tensiune de funcționare de 15 V. Puterea diodelor zener trebuie să fie de cel puțin 2 wați. O bobină pentru conectarea la ieșirile de putere ale bobinei este utilizată cu inducție.
7. Pentru a alimenta întregul dispozitiv, veți avea nevoie de o unitate de alimentare cu o capacitate de până la 500. W. și tensiune 12 - 40 V. Puteți alimenta acest dispozitiv de la o baterie de mașină, dar nu veți putea obține cele mai mari valori de putere la această tensiune.

Însuși procesul de fabricare a unui generator electronic și a unei bobine durează puțin timp și se desfășoară în următoarea secvență:

1. Dintr-o țeavă de cupru se face o spirală cu diametrul de 4 cm.Pentru a face o spirală, un tub de cupru trebuie înfășurat pe o tijă cu o suprafață plană cu diametrul de 4 cm.Spirala trebuie să aibă 7 spire care să nu se atingă. Inelele de montare sunt lipite la cele 2 capete ale tubului pentru conectarea la radiatoarele tranzistorului.
2. Placa de circuit imprimat este realizată conform schemei. Dacă este posibil să se furnizeze condensatoare din polipropilenă, atunci datorită faptului că astfel de elemente au pierderi minime și funcționează stabil la amplitudini mari ale fluctuațiilor de tensiune, dispozitivul va funcționa mult mai stabil. Condensatorii din circuit sunt instalați în paralel, formând un circuit oscilant cu o bobină de cupru.
3. Incalzire metalica apare în interiorul bobinei, după ce circuitul este conectat la o sursă de alimentare sau la o baterie. Când încălziți metalul, este necesar să vă asigurați că nu există un scurtcircuit al înfășurărilor arcului. Dacă atingeți metalul încălzit 2 spire ale bobinei în același timp, atunci tranzistoarele eșuează instantaneu.

Nuanțe

1. La efectuarea experimentelor de încălzire și întărire a metalelor, în interiorul bobinei de inducție temperatura poate fi semnificativă și se ridică la 100 de grade Celsius. Acest efect de încălzire poate fi folosit pentru a încălzi apa menajeră sau pentru a încălzi o casă.
2. Schema încălzitorului discutată mai sus (Figura 3), la sarcina maxima este capabil sa furnizeze radiatia de energie magnetica in interiorul bobinei egala cu 500 wati. O astfel de putere nu este suficientă pentru a încălzi un volum mare de apă, iar construcția unei bobine de inducție de mare putere va necesita fabricarea unui circuit în care va fi necesară utilizarea unor elemente radio foarte scumpe.
3. O soluție bugetară pentru organizarea încălzirii prin inducție a unui lichid, este utilizarea mai multor dispozitive descrise mai sus, dispuse în serie. În acest caz, spiralele trebuie să fie pe aceeași linie și să nu aibă un conductor metalic comun.
4. La fel dese foloseste o teava de inox cu diametrul de 20 mm. Mai multe spirale de inducție sunt „înșirate” pe țeavă, astfel încât schimbătorul de căldură să fie în mijlocul spiralei și să nu intre în contact cu spirele acesteia. Odată cu includerea simultană a 4 astfel de dispozitive, puterea de încălzire va fi de aproximativ 2 kW, ceea ce este deja suficient pentru încălzirea în flux a lichidului cu o circulație mică a apei, la valori care permit utilizarea acestui design în furnizarea. apă caldă la o casă mică.
5. Dacă conectați un astfel de element de încălzire la un rezervor bine izolat, care va fi amplasat deasupra încălzitorului, rezultatul va fi un sistem de boiler în care încălzirea lichidului se va efectua în interiorul conductei inoxidabile, apa încălzită se va ridica și un lichid mai rece va lua locul acestuia.
6. Dacă suprafața casei este semnificativă, numărul bobinelor de inducție poate fi mărit până la 10 bucăți.
7. Puterea unui astfel de cazan poate fi reglată cu ușurință prin oprirea sau pornirea spiralelor. Cu cât mai multe secțiuni sunt pornite simultan, cu atât va fi mai mare puterea dispozitivului de încălzire care funcționează în acest mod.
8. Pentru a alimenta un astfel de modul, aveți nevoie de o sursă de alimentare puternică. Dacă este disponibilă o mașină de sudat cu invertor de curent continuu, atunci se poate realiza din aceasta un convertor de tensiune cu puterea necesară.
9. Datorita faptului ca sistemul functioneaza pe curent electric continuu, care nu depășește 40 V, funcționarea unui astfel de dispozitiv este relativ sigură, principalul lucru este de a furniza un bloc de siguranțe în circuitul de alimentare al generatorului, care, în cazul unui scurtcircuit, va scoate sub tensiune sistemul, eliminând astfel posibilitatea unui incendiu.
10. Este posibil să se organizeze încălzirea „gratuită” a casei în acest fel, cu condiția ca bateriile să fie instalate pentru alimentarea dispozitivelor de inducție, care vor fi încărcate cu energie solară și eoliană.
11. Bateriile trebuie combinate în secțiuni de 2, conectate în serie. Ca urmare, tensiunea de alimentare cu o astfel de conexiune va fi de cel puțin 24 V., ceea ce va asigura funcționarea cazanului la putere mare. În plus, conexiunea în serie va reduce curentul din circuit și va crește durata de viață a bateriei.

1. Funcționarea dispozitivelor de încălzire prin inducție de casă, nu face întotdeauna posibilă excluderea răspândirii radiațiilor electromagnetice dăunătoare pentru oameni, prin urmare cazanul cu inducție trebuie instalat într-o zonă nerezidenţială și ecranat cu oţel galvanizat.
2. Obligatoriu atunci când lucrați cu energie electrică trebuie respectate regulile de siguranțăși, în special pentru rețelele de 220 V AC.
3. Ca experiment puteți face o plită pentru gătit conform schemei indicate în articol, dar nu este recomandată operarea constantă a acestui dispozitiv din cauza imperfecțiunii de auto-fabricare a ecranării acestui dispozitiv, din acest motiv, corpul uman poate fi expus la radiații electromagnetice dăunătoare care pot afectează negativ sănătatea.