Indukcijski grelec vijakov naredi sam. DIY indukcijski grelec

Indukcijsko ogrevanje je metoda brezkontaktnega segrevanja z visokofrekvenčnimi tokovi (eng. RFH - radio-frequency heating, heating by radio-frequence waves) električno prevodnih materialov.

Opis metode.

Indukcijsko ogrevanje je segrevanje materialov z električnimi tokovi, ki jih inducira izmenično magnetno polje. Zato je to segrevanje izdelkov iz prevodnih materialov (prevodnikov) z magnetnim poljem induktorjev (viri izmeničnega magnetnega polja). Indukcijsko ogrevanje se izvaja na naslednji način. Električno prevoden (kovinski, grafitni) obdelovanec je nameščen v tako imenovani induktor, ki je en ali več navojev žice (najpogosteje bakrene). V induktorju se s posebnim generatorjem inducirajo močni tokovi različnih frekvenc (od deset Hz do nekaj MHz), zaradi česar se okoli induktorja pojavi elektromagnetno polje. Elektromagnetno polje inducira vrtinčne tokove v obdelovancu. Vrtljivi tokovi segrevajo obdelovanec pod vplivom Joulove toplote (glej Joule-Lenzov zakon).

Sistem induktor-prazna je transformator brez jedra, v katerem je induktor primarno navitje. Obdelovanec je sekundarno navitje v kratkem stiku. Magnetni tok med navitji se v zraku zapre.

Pri visoki frekvenci se vrtinčni tokovi premaknejo z magnetnim poljem, ki ga tvorijo, v tanke površinske plasti obdelovanca Δ (površinski učinek), zaradi česar se njihova gostota močno poveča in obdelovanec se segreje. Spodnje plasti kovine se segrejejo zaradi toplotne prevodnosti. Ni pomemben tok, temveč visoka gostota toka. V sloju kože Δ se gostota toka zmanjša za faktor e glede na gostoto toka na površini obdelovanca, medtem ko se 86,4 % toplote sprosti v sloju kože (od celotnega sproščanja toplote. Globina sloja kože je odvisna). na frekvenco sevanja: višja kot je frekvenca, tanjša je kožna plast Odvisna je tudi od relativne magnetne prepustnosti μ materiala obdelovanca.

Za železo, kobalt, nikelj in magnetne zlitine pri temperaturah pod Curiejevo točko ima μ vrednost od nekaj sto do deset tisoč. Za druge materiale (taline, neželezne kovine, tekoči nizko talilni evtektiki, grafit, elektroliti, električno prevodna keramika itd.) je μ približno enaka ena.

Na primer, pri frekvenci 2 MHz je globina kože za baker približno 0,25 mm, za železo ≈ 0,001 mm.

Induktor se med delovanjem zelo segreje, saj absorbira lastno sevanje. Poleg tega absorbira toplotno sevanje iz vročega obdelovanca. Izdelujejo induktorje iz bakrenih cevi, ki jih hladi voda. Voda se dovaja s sesanjem - to zagotavlja varnost v primeru opekline ali druge razbremenitve induktorja.

Aplikacija:
Ultra čisto brezkontaktno taljenje, spajkanje in varjenje kovin.
Pridobivanje prototipov zlitin.
Upogibanje in toplotna obdelava delov strojev.
Posel z nakitom.
Obdelava majhnih delov, ki se lahko poškodujejo zaradi segrevanja s plamenom ali oblokom.
Površinsko utrjevanje.
Utrjevanje in toplotna obdelava delov kompleksne oblike.
Dezinfekcija medicinskih instrumentov.

Prednosti.

Hitro segrevanje ali taljenje katerega koli električno prevodnega materiala.

Ogrevanje je možno v atmosferi zaščitnega plina, v oksidacijskem (ali reducirnem) mediju, v neprevodni tekočini, v vakuumu.

Ogrevanje skozi stene zaščitne komore iz stekla, cementa, plastike, lesa - ti materiali zelo slabo absorbirajo elektromagnetno sevanje in med delovanjem naprave ostanejo hladni. Segreva se samo električno prevoden material - kovina (vključno staljena), ogljik, prevodna keramika, elektroliti, tekoče kovine itd.

Zaradi nastajajočih sil MHD se tekoča kovina intenzivno meša, vse do tega, da ostane suspendirana v zraku ali zaščitnem plinu - tako dobimo ultra čiste zlitine v majhnih količinah (levitacijsko taljenje, taljenje v elektromagnetnem lončku).

Ker se ogrevanje izvaja z elektromagnetnim sevanjem, ni onesnaženja obdelovanca s produkti izgorevanja gorilnika v primeru plinsko-plamenskega segrevanja ali z materialom elektrode v primeru obločnega segrevanja. Postavitev vzorcev v atmosfero inertnega plina in visoka stopnja segrevanja bosta odpravila nastajanje vodnega kamna.

Enostavna uporaba zaradi majhne velikosti induktorja.

Induktor je mogoče izdelati v posebni obliki - to bo omogočilo enakomerno segrevanje delov kompleksne konfiguracije po celotni površini, ne da bi prišlo do njihovega upogibanja ali lokalnega neogrevanja.

Lokalno in selektivno ogrevanje je enostavno izvesti.

Ker se najintenzivnejše segrevanje pojavi v tankih zgornjih plasteh obdelovanca, spodnje plasti pa se zaradi toplotne prevodnosti segrejejo bolj nežno, je metoda idealna za površinsko utrjevanje delov (jedro ostane viskozno).

Enostavna avtomatizacija opreme - cikli ogrevanja in hlajenja, nadzor in zadrževanje temperature, podajanje in odstranjevanje obdelovancev.

Indukcijske grelne enote:

Na napravah z delovno frekvenco do 300 kHz se uporabljajo pretvorniki na sklopih IGBT ali MOSFET tranzistorji. Takšne instalacije so zasnovane za ogrevanje velikih delov. Za ogrevanje majhnih delov se uporabljajo visoke frekvence (do 5 MHz, obseg srednjih in kratkih valov), visokofrekvenčne inštalacije so zgrajene na elektronskih ceveh.

Tudi za ogrevanje majhnih delov so visokofrekvenčne instalacije zgrajene na MOSFET tranzistorjih za delovne frekvence do 1,7 MHz. Krmiljenje in zaščita tranzistorjev pri višjih frekvencah predstavlja določene težave, zato so nastavitve višjih frekvenc še vedno precej drage.

Induktor za ogrevanje majhnih delov je majhne velikosti in majhne induktivnosti, kar vodi do zmanjšanja faktorja kakovosti delovnega resonančnega vezja pri nizkih frekvencah in zmanjšanja učinkovitosti ter predstavlja tudi nevarnost za glavni oscilator (faktor kakovosti resonančnega vezja je sorazmerno L / C, resonančno vezje z nizkim faktorjem kakovosti je preveč dobro "napolnjeno" z energijo, tvori kratek stik vzdolž induktorja in onemogoči glavni oscilator). Za povečanje faktorja kakovosti nihajnega kroga se uporabljata dva načina:
- povečanje delovne frekvence, kar vodi v kompleksnost in ceno namestitve;
- uporaba feromagnetnih vložkov v induktorju; lepljenje induktorja s ploščami iz feromagnetnega materiala.

Ker induktor deluje najbolj učinkovito pri visokih frekvencah, je indukcijsko ogrevanje dobilo industrijsko uporabo po razvoju in začetku proizvodnje močnih generatorskih svetilk. Pred prvo svetovno vojno je bilo indukcijsko ogrevanje v omejeni uporabi. Takrat so bili kot generatorji uporabljeni visokofrekvenčni strojni generatorji (delo V.P. Vologdina) ali naprave za iskre.

Generatorsko vezje je načeloma lahko poljubno (multivibrator, RC generator, neodvisno vzbujeni generator, različni relaksacijski generatorji), ki deluje na obremenitev v obliki tuljave induktorja in ima zadostno moč. Prav tako je potrebno, da je frekvenca nihanja dovolj visoka.

Na primer, da bi v nekaj sekundah "prerezali" jekleno žico s premerom 4 mm, je potrebna oscilatorna moč najmanj 2 kW pri frekvenci najmanj 300 kHz.

Shema je izbrana po naslednjih merilih: zanesljivost; stabilnost nihanja; stabilnost moči, ki se sprosti v obdelovancu; enostavnost izdelave; enostavnost nastavitve; minimalno število delov za zmanjšanje stroškov; uporaba delov, ki skupaj zmanjšajo težo in dimenzije itd.

Induktivni tritočkovni generator se že več desetletij uporablja kot generator visokofrekvenčnih nihanj (Hartleyjev generator, generator z avtotransformatorsko povratno informacijo, vezje na osnovi induktivnega razdelilnika napetosti). To je samovzbujajoče vzporedno napajalno vezje za anodo in frekvenčno selektivno vezje, izdelano na oscilatornem krogu. Uspešno se uporablja in se še naprej uporablja v laboratorijih, nakitnih delavnicah, industrijskih podjetjih, pa tudi v amaterski praksi. Na primer, med drugo svetovno vojno je bilo na takšnih napravah izvedeno površinsko utrjevanje valjev tanka T-34.

Slabosti treh pik:

Nizka učinkovitost (manj kot 40 % pri uporabi žarnice).

Močan frekvenčni odklon v trenutku segrevanja obdelovancev iz magnetnih materialov nad Curiejevo točko (≈700С) (μ spremembe), ki spremeni globino kožne plasti in nepredvidljivo spremeni način toplotne obdelave. Pri toplotni obdelavi kritičnih delov je to morda nesprejemljivo. Prav tako morajo močne RF naprave delovati v ozkem razponu frekvenc, ki jih dovoljuje Rossvyazokhrankultura, saj so s slabo zaščito dejansko radijski oddajniki in lahko motijo televizijsko in radijsko oddajanje, obalne in reševalne službe.

Pri menjavi slepih (na primer iz manjših v večje) se spremeni induktivnost sistema induktor-slepi, kar vodi tudi do spremembe frekvence in globine kožnega sloja.

Pri menjavi enovitkih induktorjev na večvitke, na večje ali manjše se spreminja tudi frekvenca.

Pod vodstvom Babata, Lozinskega in drugih znanstvenikov so bila razvita dvo- in trikrožna generatorska vezja, ki imajo večji izkoristek (do 70%) in tudi bolje ohranjajo delovno frekvenco. Načelo njihovega delovanja je naslednje. Zaradi uporabe sklopljenih vezij in oslabitve povezave med njimi sprememba induktivnosti delovnega vezja ne povzroči močne spremembe frekvence vezja za nastavitev frekvence. Po enakem principu so izdelani radijski oddajniki.

Sodobni visokofrekvenčni generatorji so pretvorniki, ki temeljijo na IGBT sklopih ali močnih MOSFET tranzistorjih, običajno izdelani po mostni ali polmostni shemi. Delujejo pri frekvencah do 500 kHz. Vrata tranzistorjev se odpirajo s pomočjo krmilnega sistema mikrokrmilnika. Nadzorni sistem, odvisno od naloge, omogoča samodejno držanje

A) konstantna frekvenca
b) konstantna moč, ki se sprosti v obdelovancu
c) največja učinkovitost.

Na primer, ko se magnetni material segreje nad Curiejevo točko, se debelina plasti kože močno poveča, gostota toka pade in obdelovanec se začne slabše segrevati. Izginejo tudi magnetne lastnosti materiala in proces obrata magnetizacije se ustavi - obdelovanec se začne slabše segrevati, odpornost obremenitve se naglo zmanjša - to lahko privede do "razmika" generatorja in njegove okvare. Krmilni sistem spremlja prehod skozi Curiejevo točko in samodejno poveča frekvenco ob nenadnem zmanjšanju obremenitve (ali zmanjšanju moči).

Opombe.

Induktor je treba po možnosti postaviti čim bližje obdelovancu. To ne poveča le gostote elektromagnetnega polja v bližini obdelovanca (sorazmerno s kvadratom razdalje), ampak tudi poveča faktor moči Cos(φ).

Povečanje frekvence dramatično zmanjša faktor moči (sorazmerno s kocko frekvence).

Pri segrevanju magnetnih materialov se zaradi obrata magnetizacije sprosti tudi dodatna toplota, njihovo segrevanje do Curiejeve točke je veliko bolj učinkovito.

Pri izračunu induktorja je treba upoštevati induktivnost pnevmatik, ki vodijo do induktorja, ki je lahko veliko večja od induktivnosti samega induktorja (če je induktor izdelan v obliki enega samega zavoja majhnega premera ali celo del zavoja - lok).

Obstajata dva primera resonance v nihajnih krogih: napetostna resonanca in tokovna resonanca.
Vzporedno nihajno vezje - resonanca tokov.
V tem primeru je napetost na tuljavi in na kondenzatorju enaka napetosti generatorja. Pri resonanci postane upor vezja med razvejanimi točkami največji in tok (skupaj I) skozi obremenitveni upor Rn bo minimalen (tok znotraj vezja I-1l in I-2s je večji od generatorskega toka) .

V idealnem primeru je impedanca zanke neskončnost - vezje ne črpa toka iz vira. Ko se frekvenca generatorja spremeni v katero koli smer od resonančne frekvence, se impedanca vezja zmanjša in linearni tok (Itotal) se poveča.

Serijsko nihajno vezje - napetostna resonanca.

Glavna značilnost serijskega resonančnega vezja je, da je njegova impedanca pri resonanci minimalna. (ZL + ZC - minimalno). Ko je frekvenca nastavljena na vrednost nad ali pod resonančno frekvenco, se impedanca poveča.
zaključek:
V vzporednem vezju pri resonanci je tok skozi vodnike vezja 0, napetost pa največja.
V zaporednem vezju je ravno nasprotno - napetost teži k nič, tok pa je največji.

Članek je bil vzet s spletnega mesta http://dic.academic.ru/ in ga je podjetje LLC Prominduktor predelalo v bolj razumljivo besedilo za bralce.

Pred časom smo na Kitajskem kupili par induktivnih pretvornikov v upanju, da bi kljub preprostosti zasnove in majhnemu številu radijskih komponent to napravo potem lahko uporabili v delavnici, na primer kot pomoč pri rahljanju zagozdenosti. vijaki ali za utrjevanje majhnih kovin. Kot se je izkazalo, je 100 W moči za te namene zelo majhna, kljub temu pa naprava deluje zelo spodobno in učinkovito, nič slabše kot.

Shematski diagram indukcijskega grelnika

1 možnost sheme

2 možnost sheme

Na prvi pogled tabla pokaže, da je število elementov omejeno na zahtevani minimum. Vezje je sestavljeno iz dveh MOSFET, dveh hitrih diod, dveh induktorjev, uporov in resonančnih elementov - torej zunanje tuljave in velike kapacitivnosti.

Pojdimo na teste vezja

Med prvimi preizkusi generatorja so med določanjem omejitve moči tranzistorji pregoreli. Tukaj smo preizkusili IRFR120, vendar so zaradi nizkega maksimalnega toka stali le nekaj sekund. Potem je prišel na vrsto IRFR2905 - to so nizkonapetostni 50 A tranzistorji, s katerimi je grelec deloval celo bolje kot pri originalnem mosfetu, kjer oznake sploh niso vidne.

Ko je priključena na konstantno napetost 12 V, naprava porabi približno 1,8 A. Ko se kovinski predmet približa tuljavi, začne tok naraščati. Na vrhuncu je bilo mogoče doseči tok približno 12 A, kar daje skoraj 150 W, torej celo več, kot trdi proizvajalec. V prostem teku je približno 20 W porabe energije in nič se ne segreje, kar lahko kaže na pravilno delovanje celotne konstrukcije.

Za test je bil uporabljen preprost transformatorski napajalnik. Med poskusi so bili testirani trije elementi za segrevanje: 6 mm izvijač, 8 mm vijak in isti vijak z dvema maticama.

Kot lahko vidite, lahko ta naprava v 2 minutah segreje srednje velik izvijač do vrelišča. To je precej vreden rezultat. Če lahko doma utrdimo konico izvijača, potem bo tak grelec uporaben.

Za segrevanje vijaka do vrelišča potrebujete približno 3 minute - tudi dober rezultat, glede na preprostost naprave.

Za segrevanje vijaka z dvema maticama je bilo potrebno 4 minute - kar dolgo. Na ta način lahko uporabite naprave za segrevanje zataknjene matice, da jo odvijete, vendar bo postopek dolg in neprijeten. Poleg tega ga morda ne bo mogoče v celoti vstaviti v tuljavo, kar bo znatno poslabšalo učinkovitost te operacije.

Indukcijski grelnik stane približno 9 $, torej manj kot 600 rubljev. To je majhna količina za napravo, ki je sposobna učinkovito segrevati majhne kovinske predmete. Seveda se tega grelnika ne more primerjati z dražjimi podobnimi napravami za nekaj tisoč rubljev (ki je tudi v prodaji na Aliju), vendar je za domače, amaterske ali celo majhne delavnice zelo uporaben.

Priljubljenost indukcijskega grelnika IR2153 je mogoče razložiti z dejstvom, da je človek vedno v iskanju - neskončno iskanje virov toplote za ogrevanje svojih domov, ki bodo: ekonomični, okolju prijazni in funkcionalni. Mnogi so si celo upali in ne zaman narediti indukcijski grelnik z lastnimi rokami, da bi ga priključili na ogrevalni sistem doma. Članek bo podrobno opisal, kako narediti induktorski grelec, da porabite najmanj denarja in časa.

Shema indukcijskega grelnika

Zaradi dejstva, da je M. Faraday že leta 1831 odkril pojav elektromagnetne indukcije, je svet videl veliko število naprav, ki segrevajo vodo in druge medije.

Ker se je to odkritje uresničilo, ga ljudje vsakodnevno uporabljajo v vsakdanjem življenju:

Električni grelnik vode z diskom za ogrevanje vode;
Večnamenska pečica;
indukcijska kuhalna plošča;
Mikrovalovne pečice (štedilnik);
grelec;
Ogrevalni stolpec.

Prav tako se odprtina nanese na ekstruder (ne mehansko). Prej se je pogosto uporabljal v metalurgiji in drugih panogah, povezanih s predelavo kovin. Tovarniški induktivni kotel deluje na principu delovanja vrtinčnih tokov na posebno jedro, ki se nahaja v notranjosti tuljave. Foucaultovi vrtinčni tokovi so površinski, zato je za jedro bolje vzeti votlo kovinsko cev, skozi katero prehaja hladilni element.

Pojav električnih tokov nastane zaradi dovajanja izmenične napetosti na navitje, kar povzroči pojav izmeničnega električnega magnetnega polja, ki spremeni potenciale 50-krat / sek. pri standardni industrijski frekvenci 50 Hz.

Hkrati je Ruhmkorffova indukcijska tuljava zasnovana tako, da jo je mogoče priključiti neposredno na AC omrežje. V proizvodnji se za takšno ogrevanje uporabljajo visokofrekvenčni električni tokovi - do 1 MHz, zato je precej težko doseči delovanje naprave pri 50 Hz. Debelina žice in število zavojev navitja, ki jih uporablja naprava, grelnik vode, se izračunata posebej za vsako enoto s posebno metodo za zahtevano toplotno moč. Domača zmogljiva enota mora delovati učinkovito, hitro segrevati vodo, ki teče skozi cev, in se ne segrevati.

Organizacije veliko vlagajo v razvoj in implementacijo tovrstnih izdelkov, tako:

Vse naloge so uspešno rešene;
Učinkovitost grelne naprave je 98%;
Deluje brez prekinitve.

Poleg najvišje učinkovitosti ne moremo pritegniti hitrosti, s katero poteka segrevanje medija, ki poteka skozi jedro. Na sl. predlaga se shema delovanja indukcijskega grelnika vode, ustvarjenega v obratu. Takšna shema ima enoto blagovne znamke VIN, ki jo proizvaja tovarna Izhevsk.

Kako dolgo bo enota delovala, je odvisno samo od tega, kako tesno je ohišje in izolacija zavojev žice ni poškodovana, po navedbah proizvajalca pa je to precej pomembno obdobje - do 30 let.

Za vse te prednosti, ki jih ima naprava 100%, je treba plačati veliko denarja, induktor, magnetni bojler je najdražji od vseh vrst ogrevalnih instalacij. Zato mnogi obrtniki raje sami sestavijo ultra ekonomično enoto za ogrevanje.

Indukcijski grelnik izdelamo z lastnimi rokami

Izdelati izum ni težko, če imate veščine, lahko naredite dobro napravo. Najenostavnejši sklop, ki ga sestavljamo ročno, je sestavljen iz reza cevi (plastike), znotraj katerega so razporejeni različni elementi (kovina), ki ustvarjajo jedro.

Lahko bi bilo:

Žica iz nerjavečega jekla;
Razvaljane v kroglice, sesekljane na majhne koščke žice - žične palice, katere premer je 8 mm;
Izvrtajte glede na premer cevi.

Od zunaj so nanj prilepljene palice iz steklenih vlaken, nanje pa je treba naviti izolacijo debeline 1,7 mm. Dolžina žice je približno 11 m. Nato je treba indukcijski grelnik preizkusiti tako, da ga napolnite z vodo in priključite na primer na indukcijsko kuhalno ploščo znamke ORION z močjo 2 kW namesto na standardni induktor. Iz več kovinskih cevi zvarjen vrtinčni radiator deluje kot zunanje jedro za vrtinčne električne tokove, ki jih ustvarja tuljava iste plošče.

Posledično je mogoče izpeljati naslednji zaključek:

Toplotna moč izdelane grelne naprave je višja od električne moči panela.
Število in velikost cevi sta bila izbrana naključno, vendar je nastala zadostna površina za oskrbo s toploto, ki nastane zaradi vrtinčnih tokov.
Ta shema grelnika vode se je izkazala za uspešno za določen primer, ko je stanovanjska hiša obkrožena z drugimi stanovanji, ki se ogrevajo.

Naprava deluje pravilno, zato, če imate željo, izkušnje in znanje, lahko to idejo uresničite. Kompleksni modeli lahko zahtevajo uporabo 3-faznega transformatorja.

Visoko natančno indukcijsko ogrevanje

Takšno ogrevanje ima najpreprostejši princip, saj je brezkontaktno. Visokofrekvenčno impulzno ogrevanje omogoča doseganje najvišjih temperaturnih pogojev, pri katerih je mogoče obdelati najtežje kovine pri taljenju. Za izvedbo indukcijskega ogrevanja je potrebno ustvariti potrebno napetost 12 V (voltov) in frekvenco induktivnosti v elektromagnetnih poljih.

To je mogoče storiti v posebni napravi - induktorju. Napaja se z električno energijo iz industrijskega napajalnika pri 50 Hz.

Za to je mogoče uporabiti posamezne napajalnike - pretvornike / generatorje. Najpreprostejša naprava za nizkofrekvenčno napravo je spirala (izoliran vodnik), ki jo lahko namestimo v notranjost kovinske cevi ali jo navijemo okoli nje. Tekoči tokovi ogrevajo cev, ki v prihodnosti daje toploto dnevni sobi.

Uporaba indukcijskega ogrevanja pri minimalnih frekvencah ni pogost pojav. Najpogostejša obdelava kovin na višji ali srednji frekvenci. Takšne naprave odlikuje dejstvo, da magnetni val gre na površje, kjer razpade. Energija se pretvori v toploto. Za boljši učinek morata imeti obe komponenti podobno obliko. Kje se uporablja toplota?

Danes je uporaba visokofrekvenčnega ogrevanja zelo razširjena:

Za taljenje kovin in njihovo spajkanje po brezkontaktni metodi;
Inženirska industrija;
Posel z nakitom;
Izdelava majhnih elementov (desk), ki se lahko poškodujejo pri uporabi drugih tehnik;
Utrjevanje površin delov, različnih konfiguracij;
Toplotna obdelava delov;
Zdravstvena praksa (dezinfekcija naprav/instrumentov).

Ogrevanje lahko reši številne težave.

Prednosti: kovinsko indukcijsko ogrevanje

Ogrevanje ima številne prednosti. Z njim je mogoče hitro segreti in stopiti kateri koli prevodni material v tekoče stanje. Omogoča ogrevanje v katerem koli mediju, ki ne prevaja toka, to je talilna in delovna funkcija.

Ker se segreje le vodnik, ostanejo stene hladne. Tovrstno ogrevanje ne onesnažuje okolja. Če plinski gorilniki onesnažujejo zrak, potem indukcijsko ogrevanje to odpravi, saj deluje elektromagnetno sevanje. Kompaktne dimenzije induktorja. Sposobnost izdelave naprave katere koli oblike.

Ogrevanje je nepogrešljivo, če morate ogreti samo izbrano površino na površini. Prav tako mora naprava nastaviti takšno posebno opremo za zahtevani način in jo prilagoditi.

Kako narediti indukcijski grelnik iz računalniškega napajanja

Grelec je lahko izdelan iz računalniškega napajalnika.

Trajalo bo:

Dušilnik iz računalniške enote;
spajkalnik;
Varilnik;
rezalniki žice;
Žica iz nerjavečega jekla 6 mm;
Emajlirana ravna bakrena žica 2 mm;
jeklene cevi 25 mm;
Plastična cev 50 mm;
Trpežne sanitarne armature;
Eksplozivni ventil;
Podrobnosti za sestavljanje vezja.

Kotel je sestavljen iz tuljave, toplotnega izmenjevalnika, priključne omarice, krmilne omare, dovodnih in izstopnih šob. Namestitev je preprosta, glavna stvar je slediti shemi. Dober laboratorijski napajalnik je mogoče načrtovati v enem dnevu in implementirati v enem dnevu. Naprave so povezane preko transformatorske točke.

Preprost induktor, ki ga naredite sami

V domačem življenju lahko HDTV induktor pogosto pride prav.

Ta naprava se pogosto uporablja za ogrevanje kuhanega:

matice/sorniki;
Okvirji in nosilci avtomobilov;
Deli za avtoservis, vključno z ležaji in različnimi pušami.

Takšne naprave je mogoče kupiti v specializirani trgovini, tako kot katero koli drugo opremo, na primer kitajsko invertersko klimatsko napravo, seizmični senzor, vendar so zelo drage. Vendar pa obstaja izhod, povsem mogoče je ustvariti indukcijski grelnik doma. Za montažo boste potrebovali transformator, lahko ga naredite iz 2 obročev. Lahko se uporabi razred ferita M 2000 NM.

V primarnem navitju mora biti približno 26 zavojev žice s premerom 0,75 mm. Primarno navitje je priključeno na mesto izstopa pretvornika. Drugo navitje je ena zanka bakrene cevi s premerom 6 mm, je tudi veja induktorske cevi, ki poteka skozi središče obročastega dela transformatorja.

Sam induktor je tuljava iz več zavojev bakrene cevi - 4 mm.

Kondenzator skupaj z napravo opravlja delo nihajnega kroga, ki ustvarja resonančno frekvenco (resonančno), na katero je nastavljen pretvornik. Če je v osrednjem delu bakrene spirale nameščena surovina, bo zagotovila aktivno odpornost. HDTV se pojavi v sami tuljavi, zato se cev s tuljavami zelo segreje, kar pomeni, da jo je treba nujno ohladiti, za to je mogoče uporabiti navadno vodo iz cevovodov.

Za napajanje induktorja je potrebno uporabiti dielektrične cevi, saj se v vezju razvije visoka napetost. Za tekočo vodo, ki hladi induktor, je potrebno stalno spremljanje, zato je v odtoku nameščen poseben vložek, na katerega je pritrjen termoelement in tester za nadzor temperature. Naprava naj uporablja najmočnejši kondenzator, lahko ga sestavite iz štiridesetih visokonapetostnih kondenzatorjev po 0,033 mikrofarada.

DIY indukcijski grelnik (video)

Kot lahko vidite, izdelava induktorja z lastnimi rokami ni težka, glavna stvar je, da sledite shemi, lahko ustvarite tudi indukcijski rog ali sestavite tiristorsko vezje ali katero koli drugo, na primer notranjo vsebino tranzistorja. .

INDUKCIJSKI GRELNIK- električna je grelec, ki deluje s spremembo pretoka magnetne indukcije v zaprtem prevodnem krogu. Ta pojav se imenuje elektromagnetna indukcija. Želite vedeti, kako deluje indukcijski grelnik? ZAVODRR je trgovsko informacijski portal, kjer boste našli informacije o grelnikih.

Vortex indukcijski grelniki

Indukcijska tuljava je sposobna segreti katero koli kovino, grelniki na osnovi tranzistorja so sestavljeni in imajo visok izkoristek več kot 95%, že dolgo so zamenjali cevne indukcijske grelnike, pri katerih učinkovitost ni presegla 60%.

Vrtinčni indukcijski grelnik za brezkontaktno ogrevanje nima izgub zaradi prilagajanja resonančnega sovpadanja obratovalnih parametrov instalacije s parametri izhodnega nihajnega kroga. Grelniki vrtinčnega tipa, sestavljeni na tranzistorjih, lahko odlično analizirajo in prilagodijo izhodno frekvenco v samodejnem načinu.

Kovinski indukcijski grelniki

Grelniki za indukcijsko segrevanje kovine imajo brezkontaktno metodo zaradi delovanja vrtinčnega polja. Različne vrste grelnikov prodrejo v kovino do določene globine od 0,1 do 10 cm, odvisno od izbrane frekvence:

visoka frekvenca;
povprečna frekvenca;
ultra visoke frekvence.

Kovinski indukcijski grelniki omogočajo obdelavo delov ne le na odprtih območjih, temveč tudi postavitev ogrevanih predmetov v izolirane komore, v katerih je mogoče ustvariti kateri koli medij, pa tudi vakuum.

Električni indukcijski grelec

Visokofrekvenčni električni indukcijski grelec vsak dan dobiva novo uporabo. Grelec deluje na izmenični tok. Najpogosteje se indukcijski električni grelniki uporabljajo za dovajanje kovin na zahtevane temperature pri naslednjih operacijah: kovanje, spajkanje, varjenje, upogibanje, utrjevanje itd. Električni indukcijski grelniki delujejo pri visoki frekvenci 30-100 kHz in se uporabljajo za ogrevanje različnih vrst medijev in hladilnih tekočin.

Električni grelec uporablja se na številnih področjih:

metalurški (HDTV grelniki, indukcijske peči);
instrumentacija (elementi za spajkanje);
medicinska (proizvodnja in dezinfekcija instrumentov);
nakit (proizvodnja nakita);
stanovanjsko in komunalno (indukcijski ogrevalni kotli);
hrana (indukcijski parni kotli).

Srednjefrekvenčni indukcijski grelniki

Kadar je potrebno globlje ogrevanje, se uporabljajo srednjefrekvenčni indukcijski grelniki, ki delujejo pri srednjih frekvencah od 1 do 20 kHz. Kompaktni induktor za vse vrste grelnikov je na voljo v različnih oblikah, ki so izbrane tako, da zagotavljajo enakomerno segrevanje vzorcev najrazličnejših oblik, pri čemer se lahko izvede tudi določeno lokalno ogrevanje. Srednjefrekvenčni tip bo obdelal materiale za kovanje in utrjevanje, pa tudi s segrevanjem za žigosanje.

Enostaven za upravljanje, z izkoristkom do 100 %, indukcijski srednjefrekvenčni grelniki se uporabljajo za široko paleto tehnologij v metalurgiji (tudi za taljenje različnih kovin), strojništvu, instrumentarstvu in drugih področjih.

Visokofrekvenčni indukcijski grelniki

Najširši obseg uporabe je za visokofrekvenčne indukcijske grelnike. Za grelnike je značilna visoka frekvenca 30-100 kHz in širok razpon moči 15-160 kW. Visokofrekvenčni tip zagotavlja majhno globino segrevanja, vendar je to dovolj za izboljšanje kemičnih lastnosti kovine.

Visokofrekvenčni indukcijski grelniki so enostavni za uporabo in ekonomični, njihov izkoristek pa lahko doseže 95%. Vse vrste delujejo neprekinjeno dlje časa, dvobločna različica (ko je visokofrekvenčni transformator nameščen v ločenem bloku) pa omogoča neprekinjeno delovanje. Grelec ima 28 vrst zaščite, od katerih je vsaka odgovorna za svojo funkcijo. Primer: nadzor tlaka vode v hladilnem sistemu.

Mikrovalovni indukcijski grelniki

Mikrovalovni indukcijski grelniki delujejo na superfrekvenci (100-1,5 MHz) in prodrejo do globine ogrevanja (do 1 mm). Tip mikrovalovne pečice je nepogrešljiv za obdelavo tankih, majhnih delov z majhnim premerom. Uporaba takšnih grelnikov omogoča preprečevanje neželenih deformacij, ki spremljajo segrevanje.

Mikrovalovni indukcijski grelniki na osnovi JGBT modulov in MOSFET tranzistorjev imajo omejitve moči 3,5-500 kW. Uporabljajo se v elektroniki, pri izdelavi visoko preciznih instrumentov, ur, nakita, za proizvodnjo žice in za druge namene, ki zahtevajo posebno natančnost in filigranskost.

Kovanje indukcijskih grelnikov

Glavni namen indukcijskih grelnikov kovaškega tipa (IKN) je segrevanje delov ali njihovih delov pred naknadnim kovanjem. Blazine so lahko različnih vrst, zlitin in oblik. Indukcijski grelniki za kovanje vam omogočajo obdelavo cilindričnih obdelovancev katerega koli premera v avtomatskem načinu:

ekonomični, saj porabijo le nekaj sekund za ogrevanje in imajo visok izkoristek do 95 %;
enostaven za uporabo, omogoča: popoln nadzor procesa, polavtomatsko nakladanje in razkladanje. Obstajajo možnosti s popolno avtomatizacijo;
zanesljiv in lahko deluje neprekinjeno dlje časa.

Indukcijski valjčni grelniki

Indukcijski grelniki za utrjevanje gredi delajte skupaj s kompleksom za utrjevanje. Obdelovanec je v navpičnem položaju in se vrti znotraj mirujočega induktorja. Grelnik omogoča uporabo vseh vrst jaškov za zaporedno lokalno ogrevanje, globina utrjevanja je lahko delci milimetrov v globino.

Zaradi indukcijskega segrevanja jaška po celotni dolžini s takojšnjim hlajenjem se močno povečata njegova trdnost in vzdržljivost.

Indukcijski cevni grelniki

Z indukcijskimi grelci je mogoče obdelati vse vrste cevi. Cevni grelec je lahko zračno ali vodno hlajen, z močjo 10-250 kW, z naslednjimi parametri:

Zračno hlajeno indukcijsko ogrevanje cevi izdelano z uporabo fleksibilnega induktorja in toplotne odeje. Temperatura ogrevanja do temperature 400 °C in uporabite cevi s premerom 20 - 1250 mm s poljubno debelino stene.
Vodno hlajena cev za indukcijsko ogrevanje ima temperaturo ogrevanja 1600 °C in se uporablja za "upogibanje" cevi s premerom 20 - 1250 mm.

Vsaka možnost toplotne obdelave se uporablja za izboljšanje kakovosti katere koli jeklene cevi.

Pirometer za nadzor ogrevanja

Eden najpomembnejših delovnih parametrov indukcijskih grelnikov je temperatura. Poleg vgrajenih senzorjev se za temeljitejši nadzor nad njim pogosto uporabljajo infrardeči pirometri. Te optične naprave omogočajo hitro in enostavno določanje temperature težko dostopnih (zaradi visoke toplote, verjetnosti izpostavljenosti elektriki itd.) površin.

Če pirometer priključite na indukcijski grelnik, ne morete samo spremljati temperaturnega režima, temveč tudi samodejno vzdrževati temperaturo ogrevanja za določen čas.

Načelo delovanja indukcijskih grelnikov

Med delovanjem se v induktorju tvori magnetno polje, v katerega je del nameščen. Odvisno od naloge (globina ogrevanja) in dela (sestave) se izbere frekvenca, lahko je od 0,5 do 700 kHz.

Načelo delovanja grelnika po zakonih fizike pravi: ko je prevodnik v izmeničnem elektromagnetnem polju, se v njem tvori EMF (elektromotorna sila). Amplitudni grafikon kaže, da se premika sorazmerno s spremembo hitrosti magnetnega toka. Zaradi tega v tokokrogu nastanejo vrtinčni tokovi, katerih velikost je odvisna od upora (materiala) prevodnika. Po Joule-Lenzovem zakonu tok vodi do segrevanja prevodnika, ki ima upor.

Načelo delovanja vseh vrst indukcijskih grelnikov je podobno transformatorju. Prevodni obdelovanec, ki se nahaja v induktorju, je podoben transformatorju (brez magnetnega vezja). Primarno navitje je induktor, sekundarna induktivnost dela, obremenitev pa je upor kovine. Pri HDTV segrevanju nastane "učinek kože", vrtinčni tokovi, ki nastanejo znotraj obdelovanca, premaknejo glavni tok na površino prevodnika, ker je segrevanje kovine na površini močnejše kot v notranjosti.

Prednosti indukcijskih grelnikov

Indukcijski grelnik ima nedvomne prednosti in je vodilni med vsemi vrstami naprav. Ta prednost je sestavljena iz naslednjega:

Porabi manj električne energije in ne onesnažuje okolja.
Enostaven za upravljanje, zagotavlja visoko kakovost dela in vam omogoča nadzor nad procesom.
Ogrevanje skozi stene komore zagotavlja posebno čistost in možnost pridobivanja ultra čistih zlitin, medtem ko se taljenje lahko izvaja v različnih atmosferah, vključno z inertnimi plini in v vakuumu.
Z njegovo pomočjo je možno enakomerno segrevanje detajlov katere koli oblike ali selektivno ogrevanje.
Končno, indukcijski grelniki so univerzalni, kar omogoča njihovo uporabo povsod in nadomešča zastarele energetsko porabne in neučinkovite instalacije.

Popravilo indukcijskih grelnikov se izvaja iz rezervnih delov iz našega skladišča. Trenutno lahko popravimo vse vrste grelnikov. Indukcijski grelniki so precej zanesljivi, če dosledno upoštevate navodila za uporabo in se izogibate ekstremnim načinom delovanja - najprej spremljate temperaturo in pravilno hlajenje vode.

Podrobnosti o delovanju vseh vrst indukcijskih grelnikov pogosto niso v celoti objavljene v proizvajalčevi dokumentaciji, njihovo popravilo morajo opraviti usposobljeni strokovnjaki, ki dobro poznajo podrobno načelo delovanja takšne opreme.

Video o delu indukcijskih srednjefrekvenčnih grelnikov

Video o delovanju srednjefrekvenčnega indukcijskega grelnika si lahko ogledate.Srednja frekvenca se uporablja za globoko prodiranje v vse vrste kovinskih izdelkov. Srednjefrekvenčni grelnik je zanesljiva in sodobna oprema, ki deluje 24 ur na dan v korist vašega podjetja.

Uporaba indukcijskih tuljav namesto tradicionalnih grelnih elementov v ogrevalni opremi je omogočila znatno povečanje učinkovitosti enot z manjšo porabo električne energije. Indukcijski grelniki so se pojavili v prodaji relativno nedavno, poleg tega po precej visokih cenah. Zato obrtniki te teme niso pustili brez pozornosti in so ugotovili, kako narediti indukcijski grelnik iz varilnega pretvornika.

Indukcijski grelniki so vsak dan vse bolj priljubljeni pri potrošnikih zaradi naslednjih prednosti:

visoka učinkovitost;
enota deluje skoraj tiho;
indukcijski kotli in grelniki veljajo za dovolj varne v primerjavi s plinsko opremo;
grelec deluje v popolnoma avtomatskem načinu;
oprema ne zahteva stalnega vzdrževanja;
zaradi tesnosti naprave je puščanje izključeno;
zaradi tresljajev elektromagnetnega polja nastajanje skale postane nemogoče.

Tudi prednosti te vrste grelnika vključujejo preprostost njegove zasnove in razpoložljivost materialov za sestavljanje naprave z lastnimi rokami.

Shema delovanja indukcijskega grelnika

Grelnik induktorskega tipa vsebuje naslednje elemente.

Tokovni generator. Zahvaljujoč temu modulu se izmenični tok gospodinjskega napajanja pretvori v visokofrekvenčni.
Induktor. Narejen je iz bakrene žice, zvite v tuljavo, da tvori magnetno polje.
. To je kovinska cev, nameščena znotraj induktorja.

Vsi zgornji elementi, ki medsebojno delujejo, delajte po naslednjem principu. Visokofrekvenčni tok, ki ga ustvari generator, se napaja v tuljavo induktorja iz bakrenega prevodnika. Visokofrekvenčni tok se z induktorjem pretvori v elektromagnetno polje. Nadalje se kovinska cev, ki se nahaja znotraj induktorja, segreje zaradi učinka vrtinčnih tokov, ki nastanejo v tuljavi na njej. Hladilna tekočina (voda), ki prehaja skozi grelnik, vzame toplotno energijo in jo prenese v ogrevalni sistem. Hladilna tekočina deluje tudi kot hladilnik grelnega elementa, kar podaljšuje "življenjsko dobo" ogrevalnega kotla.

Spodaj je električni diagram indukcijskega grelnika.

Naslednja fotografija prikazuje, kako deluje indukcijski kovinski grelec.

Pomembno! Če se ogrevanega dela dotaknete dveh obratov induktorja, se bo pojavilo vezje med zavoji, iz katerega bodo tranzistorji takoj izgoreli.

Montaža in namestitev sistema

Induktorja ne priključujte na sponke varilnega aparata, namenjenega za priključitev varilnih kablov. Če je to storjeno, bo enota preprosto odpovedala. Za prilagoditev pretvornika za delo z indukcijskim grelcem bo potrebna precej zapletena predelava naprave, ki zahteva predvsem znanje radijske elektronike.

Na kratko je ta sprememba videti takole: tuljavo, in sicer njeno primarno navitje, je treba namesto za vgrajeno indukcijsko tuljavo slednjega priključiti za visokofrekvenčnim pretvornikom pretvornika. Poleg tega boste morali odstraniti diodni most in spajkati kondenzatorsko enoto.

Kako se varilni pretvornik pretvori v indukcijski grelec, si lahko ogledate v tem videu.

Kovinska indukcijska peč

Za izdelavo indukcijskega grelnika iz varilnega pretvornika boste potrebovali naslednje materiale.

inverterski varilni stroj. Dobro je, če enota izvaja funkcijo gladkega prilagajanja toka.
Bakrena cev približno 8 mm v premeru in dovolj dolga za 7 zavojev okoli obdelovanca s premerom 4-5 cm. Poleg tega naj po zavojih ostanejo prosti konci cevi, dolgi približno 25 cm.

Sledite spodnjim korakom, da sestavite pečico.

Vzemite kateri koli del s premerom 4-5 cm, ki bo služil kot predloga za navijanje tuljave iz bakrene cevi. Lahko je lesen okrogel kos, kovinska ali plastična cev.
Vzemite bakreno cev in en konec zakovičite s kladivom.
Tesno napolnite cev suh pesek in zakoviči drugi konec. Pesek bo preprečil, da bi se cev pri zvijanju zlomila.
Naredite 7 zavojev cevi okoli šablone, nato odrežite njene konce in izlijte pesek.
Nastalo tuljavo povežite s pretvorjenim pretvornikom.

Nasvet! Če se pričakuje, da bo indukcijska peč delovala dlje časa z veliko močjo, je priporočljivo dovajati vodno hlajenje v cev.

Indukcijski grelnik vode

Za sestavljanje ogrevalnega kotla bodo potrebni naslednji strukturni elementi.

pretvornik. Naprava je izbrana s takšno močjo, kot je potrebna za ogrevalni kotel.
cev z debelo steno(plastika), lahko blagovno znamko PN Njegova dolžina mora biti 40-50 cm.Hladilna tekočina (voda) bo prešla skozi to. Notranji premer cevi mora biti najmanj 5 cm.V tem primeru bo zunanji premer 7,5 cm.Če je notranji premer manjši, bo zmogljivost kotla nizka.
jeklena žica. Lahko vzamete tudi kovinsko palico s premerom 6-7 mm. Majhni kosi (4-5 mm) so izrezani iz žice ali palice. Ti segmenti bodo delovali kot toplotni izmenjevalnik (jedro) induktorja. Namesto jeklenih kosov lahko uporabite popolnoma kovinsko cev manjšega premera ali jekleni vijak.
Tekstolitne palice ali palice na katerega bo navita indukcijska tuljava. Uporaba tekstolita bo zaščitila cev pred segreto tuljavo, saj je ta material odporen na visoke temperature.
Izoliran kabel s prečnim prerezom 1,5 mm 2 in dolžino 10-10,5 metra. Izolacija kabla mora biti iz vlaken, emajla, steklenih vlaken ali azbesta.

Nasvet! Namesto jeklene žice je dovoljena uporaba kovinske gobice iz nerjavnega jekla. Toda pred nakupom jih preverimo z magnetom: če krpo privlači magnet, se lahko uporablja kot grelec.

Indukcijski ogrevalni kotel je sestavljen po naslednjem algoritmu. Ohišje toplotnega izmenjevalnika napolnite z zgoraj omenjenimi kovinskimi izdelki. Na koncu cevi, ki služi kot telo, spajkamo adapterje, ki so po premeru primerni za cevi ogrevalnega kroga.

Po potrebi lahko vogale spajkate na adapterje. Sledi tudi spajkalne spojke-ameriške. Zahvaljujoč njim bo grelec enostavno razstaviti, za popravilo ali rutinski pregled.

Na naslednji stopnji je potrebno prilepiti ohišje toplotnega izmenjevalnika tekstolitni trakovi na katerega bo tuljava navita. Iz istega tekstolita morate narediti tudi par stojal višine 12-15 mm. Imeli bodo kontakte za priključitev grelnika na pretvorjeni pretvornik.

Tuljavo navijte čez tekstolitne trakove. Med zavoji mora biti razdalja najmanj 3 mm. Navitje mora biti sestavljeno iz 90 zavojev prevodnika. Konce kabla je treba pritrditi na predhodno pripravljena stojala.

Celotna konstrukcija je nameščena v ohišju, ki bo iz varnostnih razlogov delovala kot izolacija. Za ohišje je primerna plastična cev s premerom, večjim od tuljave. V zaščitnem ohišju je potrebno narediti 2 luknji za izhod električnega kabla. Na koncih cevi je mogoče namestiti čepe, po katerih je treba v njih narediti luknje za cevi. Preko slednjega bo kotel priključen na toplovod.

Pomembno! Grelnik je mogoče preizkusiti šele, ko ga napolnite z vodo. Če ga vklopite "na suho", se bo plastična cev stopila in grelec boste morali znova sestaviti.

Shema povezave je sestavljena iz naslednjih elementov.

RF tokovni vir. V tem primeru gre za modificiran pretvornik.
Varnostni elementi. Ta skupina lahko vključuje: termometer, varnostni ventil, manometer itd.
Kroglični ventili. Uporabljajo se za odvajanje ali polnjenje sistema z vodo, pa tudi za izklop oskrbe z vodo v določenem delu tokokroga.
Obtočna črpalka. Zahvaljujoč njemu se bo voda lahko premikala skozi ogrevalni sistem.
Filter. Uporablja se za čiščenje hladilne tekočine pred mehanskimi nečistočami. Zahvaljujoč čiščenju vode se podaljša življenjska doba vse opreme.
Ekspanzijski rezervoar membranskega tipa. Uporablja se za kompenzacijo toplotnega raztezanja vode.
Radiator. Za indukcijsko ogrevanje je bolje uporabiti bodisi aluminijaste radiatorje bodisi bimetalne, saj imajo visok prenos toplote z majhnimi dimenzijami.
cev, skozi katerega lahko napolnite sistem ali iz njega izpraznite hladilno tekočino.

Kot je razvidno iz zgornje metode, je povsem mogoče narediti indukcijski grelnik sami. Ampak ne bo boljše od nakupa v trgovini. Tudi če imate potrebno znanje iz elektrotehnike, morate razmišljati o tem, kako varno bo delovanje takšne naprave, saj ni opremljena s posebnimi senzorji ali krmilno enoto. Zato je priporočljivo dati prednost končni opremi, izdelani v tovarni.