Gör-det-själv induktionsbultvärmare. DIY induktionsvärmare

Induktionsuppvärmning är en metod för beröringsfri uppvärmning av högfrekventa strömmar (eng. RFH - radiofrekvent uppvärmning, uppvärmning av radiofrekventa vågor) av elektriskt ledande material.

Beskrivning av metoden.

Induktionsuppvärmning är uppvärmning av material med elektriska strömmar som induceras av ett alternerande magnetfält. Därför är detta uppvärmningen av produkter gjorda av ledande material (ledare) av magnetfältet hos induktorer (källor för ett alternerande magnetfält). Induktionsuppvärmning utförs enligt följande. Ett elektriskt ledande (metall, grafit) arbetsstycke placeras i den så kallade induktorn, som är ett eller flera varv av tråd (oftast koppar). Kraftfulla strömmar av olika frekvenser (från tiotals Hz till flera MHz) induceras i induktorn med hjälp av en speciell generator, som ett resultat av vilket ett elektromagnetiskt fält uppstår runt induktorn. Det elektromagnetiska fältet inducerar virvelströmmar i arbetsstycket. Virvelströmmar värmer upp arbetsstycket under inverkan av Joule-värme (se Joule-Lenz-lagen).

Induktor-blanksystemet är en kärnlös transformator där induktorn är den primära lindningen. Arbetsstycket är en sekundärlindning kortsluten. Det magnetiska flödet mellan lindningarna stänger in luft.

Vid en hög frekvens förskjuts virvelströmmar av magnetfältet som bildas av dem till tunna ytskikt av arbetsstycket Δ (Yteffekt), vilket resulterar i att deras densitet ökar kraftigt och arbetsstycket värms upp. De underliggande skikten av metallen värms upp på grund av värmeledningsförmåga. Det är inte strömmen som är viktig utan den höga strömtätheten. I ytskiktet Δ minskar strömtätheten med en faktor e i förhållande till strömtätheten på arbetsstyckets yta, medan 86,4 % av värmen frigörs i ytskiktet (av den totala värmeavgivningen. Djupet på ytskiktet beror på på strålningsfrekvensen: ju högre frekvens, desto tunnare hudlager. Det beror också på den relativa magnetiska permeabiliteten μ hos arbetsstyckets material.

För järn, kobolt, nickel och magnetiska legeringar vid temperaturer under Curie-punkten har μ ett värde från flera hundra till tiotusentals. För andra material (smältor, icke-järnmetaller, flytande lågsmältande eutektika, grafit, elektrolyter, elektriskt ledande keramik, etc.) är μ ungefär lika med en.

Till exempel, vid en frekvens på 2 MHz, är skaldjupet för koppar cirka 0,25 mm, för järn ≈ 0,001 mm.

Induktorn blir mycket varm under drift, eftersom den absorberar sin egen strålning. Dessutom absorberar den värmestrålning från ett hett arbetsstycke. De gör induktorer av kopparrör som kyls av vatten. Vatten tillförs genom sug - detta garanterar säkerheten vid brännskador eller annan tryckavlastning av induktorn.

Ansökan:
Ultraren beröringsfri smältning, lödning och svetsning av metall.
Skaffa prototyper av legeringar.
Bockning och värmebehandling av maskindelar.
Smyckesaffär.
Bearbetning av små delar som kan skadas av låga eller ljusbågsupphettning.
Ythärdning.
Härdning och värmebehandling av delar av komplex form.
Desinfektion av medicinska instrument.

Fördelar.

Höghastighetsuppvärmning eller smältning av något elektriskt ledande material.

Uppvärmning är möjlig i en skyddande gasatmosfär, i ett oxiderande (eller reducerande) medium, i en icke-ledande vätska, i vakuum.

Uppvärmning genom väggarna i en skyddskammare gjord av glas, cement, plast, trä - dessa material absorberar elektromagnetisk strålning mycket svagt och förblir kalla under driften av installationen. Endast elektriskt ledande material värms upp - metall (inklusive smält), kol, ledande keramik, elektrolyter, flytande metaller, etc.

På grund av de framväxande MHD-krafterna blandas den flytande metallen intensivt, upp till att hålla den suspenderad i luft eller skyddsgas - det är så ultrarena legeringar erhålls i små mängder (smältning av levitation, smältning i en elektromagnetisk degel).

Eftersom uppvärmningen utförs med hjälp av elektromagnetisk strålning, finns det ingen förorening av arbetsstycket av brännarens förbränningsprodukter vid uppvärmning av gasflammor eller av elektrodmaterialet vid båguppvärmning. Att placera proverna i en inert gasatmosfär och en hög uppvärmningshastighet kommer att eliminera beläggningsbildning.

Enkel att använda på grund av den lilla storleken på induktorn.

Induktorn kan göras i en speciell form - detta kommer att göra det möjligt att jämnt värma delar av en komplex konfiguration över hela ytan, utan att leda till deras skevhet eller lokal icke-uppvärmning.

Det är lätt att utföra lokal och selektiv uppvärmning.

Eftersom den mest intensiva uppvärmningen sker i de tunna övre skikten av arbetsstycket, och de underliggande skikten värms upp mer skonsamt på grund av värmeledningsförmåga, är metoden idealisk för ythärdning av delar (kärnan förblir trögflytande).

Enkel automatisering av utrustning - värme- och kylcykler, temperaturkontroll och hållning, matning och borttagning av arbetsstycken.

Induktionsvärmare:

På installationer med en arbetsfrekvens på upp till 300 kHz används växelriktare på IGBT-aggregat eller MOSFET-transistorer. Sådana installationer är utformade för uppvärmning av stora delar. För att värma små delar används höga frekvenser (upp till 5 MHz, intervallet för medel- och kortvågor), högfrekventa installationer är byggda på elektroniska rör.

För uppvärmning av små delar är högfrekvensinstallationer också byggda på MOSFET-transistorer för driftfrekvenser upp till 1,7 MHz. Att styra och skydda transistorer vid högre frekvenser ger vissa svårigheter, så högre frekvensinställningar är fortfarande ganska dyra.

Induktorn för uppvärmning av små delar är liten i storlek och liten induktans, vilket leder till en minskning av kvalitetsfaktorn för arbetsresonanskretsen vid låga frekvenser och en minskning av effektiviteten, och utgör också en fara för masteroscillatorn (kvalitetsfaktorn) av resonanskretsen är proportionell mot L / C, resonanskretsen med en låg kvalitetsfaktor är för bra "pumpad" med energi, bildar en kortslutning i induktorn och inaktiverar masteroscillatorn). För att öka kvalitetsfaktorn för den oscillerande kretsen används två sätt:
- att öka driftsfrekvensen, vilket leder till komplexiteten och kostnaden för installationen;
- användningen av ferromagnetiska insatser i induktorn; klistra in induktorn med paneler av ferromagnetiskt material.

Eftersom induktorn fungerar mest effektivt vid höga frekvenser, fick induktionsvärme industriell tillämpning efter utveckling och start av produktion av kraftfulla generatorlampor. Före första världskriget var induktionsuppvärmning av begränsad användning. På den tiden användes högfrekventa maskingeneratorer (verk av V.P. Vologdin) eller gnistladdningsanläggningar som generatorer.

Generatorkretsen kan i princip vara vilken som helst (multivibrator, RC-generator, oberoende exciterad generator, olika relaxationsgeneratorer) som arbetar på en belastning i form av en induktorspole och har tillräcklig effekt. Det är också nödvändigt att oscillationsfrekvensen är tillräckligt hög.

Till exempel, för att "klippa" en ståltråd med en diameter på 4 mm på några sekunder, krävs en oscillerande effekt på minst 2 kW vid en frekvens på minst 300 kHz.

Schemat väljs enligt följande kriterier: tillförlitlighet; fluktuationsstabilitet; stabiliteten hos den kraft som frigörs i arbetsstycket; enkel tillverkning; enkel installation; minsta antal delar för att minska kostnaderna; användning av delar som totalt ger en minskning av vikt och mått m.m.

Under många decennier har en induktiv trepunktsgenerator använts som en generator för högfrekventa svängningar (en Hartley-generator, en generator med autotransformatoråterkoppling, en krets baserad på en induktiv loopspänningsdelare). Detta är en självexciterad parallell strömförsörjningskrets för anoden och en frekvensselektiv krets gjord på en oscillerande krets. Det har använts framgångsrikt och fortsätter att användas i laboratorier, smyckesverkstäder, industriföretag, såväl som i amatörpraktik. Till exempel, under andra världskriget, utfördes ythärdning av rullarna på T-34-tanken på sådana installationer.

Nackdelar med tre prickar:

Låg verkningsgrad (mindre än 40 % vid användning av en lampa).

En stark frekvensavvikelse i ögonblicket för uppvärmning av arbetsstycken gjorda av magnetiska material över Curie-punkten (≈700С) (μ förändringar), vilket ändrar djupet på hudlagret och oförutsägbart ändrar värmebehandlingsläget. Vid värmebehandling av kritiska delar kan detta vara oacceptabelt. Kraftfulla RF-installationer måste också fungera inom ett smalt frekvensområde som tillåts av Rossvyazokhrankultura, eftersom de med dålig avskärmning faktiskt är radiosändare och kan störa TV- och radiosändningar, kust- och räddningstjänster.

När ämnen byts ut (till exempel från mindre till större) ändras induktansen för induktor-ämnesystemet, vilket också leder till en förändring av frekvensen och djupet på hudlagret.

När man byter envarvs induktorer till flervarvs, till större eller mindre, ändras också frekvensen.

Under ledning av Babat, Lozinsky och andra forskare utvecklades två- och trekretsgeneratorkretsar som har en högre effektivitet (upp till 70%) och som också bättre håller driftsfrekvensen. Principen för deras agerande är som följer. På grund av användningen av kopplade kretsar och försvagningen av förbindelsen mellan dem, innebär en förändring i arbetskretsens induktans inte en stark förändring av frekvensinställningskretsen. Radiosändare är konstruerade enligt samma princip.

Moderna högfrekvensgeneratorer är växelriktare baserade på IGBT-aggregat eller kraftfulla MOSFET-transistorer, vanligtvis gjorda enligt brygg- eller halvbryggschemat. Fungerar vid frekvenser upp till 500 kHz. Transistorernas grindar öppnas med hjälp av ett mikrokontrollsystem. Styrsystemet, beroende på uppgiften, låter dig automatiskt hålla

A) konstant frekvens
b) konstant utsläppt kraft i arbetsstycket
c) maximal effektivitet.

Till exempel, när ett magnetiskt material värms upp över Curie-punkten, ökar tjockleken på hudlagret kraftigt, strömtätheten sjunker och arbetsstycket börjar värmas upp värre. Materialets magnetiska egenskaper försvinner också och magstannar - arbetsstycket börjar värmas upp värre, belastningsmotståndet minskar abrupt - detta kan leda till "mellanrum" av generatorn och dess fel. Styrsystemet övervakar övergången genom Curie-punkten och ökar automatiskt frekvensen med en abrupt minskning av belastningen (eller minskar effekten).

Anmärkningar.

Induktorn bör placeras så nära arbetsstycket som möjligt om möjligt. Detta ökar inte bara den elektromagnetiska fälttätheten nära arbetsstycket (i proportion till kvadraten på avståndet), utan ökar också effektfaktorn Cos(φ).

Att öka frekvensen minskar kraftfaktorn dramatiskt (i proportion till frekvensens kub).

När magnetiska material värms upp frigörs också ytterligare värme på grund av magnetiseringsomkastning; deras uppvärmning till Curie-punkten är mycket effektivare.

Vid beräkning av induktorn är det nödvändigt att ta hänsyn till induktansen hos däcken som leder till induktorn, vilket kan vara mycket större än induktansen för själva induktansen (om induktansen är gjord i form av ett enda varv av en liten diameter eller till och med en del av ett varv - en båge).

Det finns två fall av resonans i oscillerande kretsar: spänningsresonans och strömresonans.
Parallelloscillerande krets - resonans av strömmar.
I det här fallet är spänningen på spolen och på kondensatorn densamma som för generatorn. Vid resonans blir resistansen i kretsen mellan förgreningspunkterna maximal, och strömmen (I totalt) genom belastningsresistansen Rn kommer att vara minimal (strömmen inuti kretsen I-1l och I-2s är större än generatorströmmen) .

Helst är slingimpedansen oändlig - kretsen drar ingen ström från källan. När generatorns frekvens ändras i valfri riktning från resonansfrekvensen, minskar kretsens impedans och den linjära strömmen (Itotal) ökar.

Serieoscillerande krets - spänningsresonans.

Huvuddragen hos en serieresonanskrets är att dess impedans är minimal vid resonans. (ZL + ZC - minimum). När frekvensen är avstämd till ett värde över eller under resonansfrekvensen ökar impedansen.
Slutsats:
I en parallellkrets vid resonans är strömmen genom kretsledningarna 0, och spänningen är maximal.
I en seriekrets är motsatsen sant - spänningen tenderar till noll, och strömmen är maximal.

Artikeln togs från webbplatsen http://dic.academic.ru/ och omarbetades till en mer begriplig text för läsaren av företaget LLC Prominduktor.

För en tid sedan köpte vi ett par induktiva omvandlare i Kina med förhoppningen att, trots enkel design och ett litet antal radiokomponenter, den här enheten sedan skulle kunna användas i verkstaden, till exempel som ett hjälpmedel för att lossa fastnat bultar eller för härdning av små metaller. Som det visade sig är 100 W effekt mycket liten för dessa ändamål, men enheten fungerar mycket anständigt och effektivt, inte sämre än.

Schematisk bild av en induktionsvärmare

1 schemaalternativ

2 schema alternativ

Vid första anblicken visar tavlan att antalet element är begränsat till det minimum som krävs. Kretsen består av två MOSFET, två höghastighetsdioder, två induktorer, resistorer och resonanselement – det vill säga en extern spole och en stor kapacitans.

Låt oss gå vidare till kretstester

Under de första testerna av generatorn, under bestämning av effektgränsen, brann transistorerna ut. Vi provade IRFR120 här, men på grund av den låga maxströmmen stod de bara i ett par sekunder. Sedan kom turen till IRFR2905 - det här är lågspänningstransistorer på 50 A, med vilka värmaren fungerade ännu bättre än med originalmosfet, där markeringen inte syns alls.

När den är ansluten till en konstant spänning på 12 V, förbrukar enheten cirka 1,8 A. När ett metallföremål närmar sig spolen börjar strömmen att stiga. På toppen var det möjligt att uppnå en ström på cirka 12 A, vilket ger nästan 150 W, det vill säga ännu mer än vad tillverkaren påstår. Under tomgång finns det cirka 20 W strömförbrukning och ingenting värms upp, vilket kan indikera korrekt drift av hela strukturen.

För testet användes en enkel transformatorströmförsörjning. Under experimenten testades tre element för uppvärmning: en 6 mm skruvmejsel, en 8 mm bult och samma bult med två muttrar.

Som du kan se kan en medelstor skruvmejsel värmas upp till kokpunkten av denna enhet inom 2 minuter. Detta är ett ganska värdigt resultat. Om vi kan härda spetsen på en skruvmejsel hemma, kommer en sådan värmare att vara användbar.

Det tar cirka 3 minuter att värma upp bulten till kokpunkten - också ett bra resultat med tanke på enhetens enkelhet.

Det tog 4 minuter att värma upp en bult med två muttrar - ganska lång tid. Du kan använda enheter på detta sätt för att värma en fast mutter för att skruva loss den, men processen kommer att vara lång och obekväm. Dessutom kanske det inte är möjligt att sätta in den helt i spolen, vilket avsevärt kommer att försämra effektiviteten av denna operation.

Induktionsvärmaren kostade cirka 9 $, det vill säga mindre än 600 rubel. Detta är en liten mängd för en enhet som effektivt kan värma små metallföremål. Naturligtvis kan denna värmare inte jämföras med dyrare liknande enheter för flera tusen rubel (som också säljs på Ali), men för hem-, amatör- eller till och med små verkstadsapplikationer är det ganska användbart.

Populariteten för induktionsvärmaren IR2153 kan förklaras av det faktum att en person alltid är på jakt - en ändlös sökning av en person efter värmekällor för att värma sina hem, vilket kommer att vara: ekonomiskt, miljövänligt och funktionellt. Många vågade till och med och inte förgäves göra en induktionsvärmare med sina egna händer för att ansluta den till hemmets värmesystem. Artikeln kommer att beskriva i detalj hur man gör en induktorvärmare för att spendera ett minimum av pengar och tid.

Diagram över en induktionsvärmare

På grund av det faktum att M. Faraday upptäckte fenomenet elektromagnetisk induktion redan 1831, såg världen ett stort antal enheter som värmer vatten och andra medier.

Eftersom denna upptäckt förverkligades använder människor den dagligen i vardagen:

Elektrisk vattenkokare med skivvärmare för vattenuppvärmning;
Ugn med flera spisar;
induktionshäll;
Mikrovågsugnar (spis);
Värmare;
Värmepelare.

Även öppningen appliceras på extrudern (ej mekanisk). Tidigare användes det i stor utsträckning inom metallurgi och andra industrier relaterade till metallbearbetning. Den induktiva pannan från fabriken fungerar enligt principen om virvelströmmars verkan på en speciell kärna placerad på insidan av spolen. Foucault virvelströmmar är ytliga, så det är bättre att ta ett ihåligt metallrör som en kärna, genom vilken kylmedelselementet passerar.

Förekomsten av elektriska strömmar uppstår på grund av tillförseln av en växelspänning till lindningen, vilket orsakar uppkomsten av ett växlande elektriskt magnetfält, vilket ändrar potentialerna 50 gånger / sek. vid standard industriell frekvens på 50 Hz.

Samtidigt är Ruhmkorff-induktionsspolen konstruerad på ett sådant sätt att den kan anslutas direkt till AC-nätet. I produktionen används högfrekventa elektriska strömmar för sådan uppvärmning - upp till 1 MHz, så det är ganska svårt att uppnå driften av enheten vid 50 Hz. Tjockleken på tråden och antalet lindningsvarv som används av enheten, vattenvärmaren, beräknas separat för varje enhet med en speciell metod för den erforderliga värmeeffekten. En hemmagjord, kraftfull enhet måste fungera effektivt, snabbt värma upp vattnet som rinner genom röret och inte värmas upp.

Organisationer investerar mycket i utveckling och implementering av sådana produkter, så:

Alla uppgifter löses framgångsrikt;
Värmeanordningens effektivitet är 98%;
Fungerar utan avbrott.

Förutom den högsta effektiviteten kan man inte annat än attrahera den hastighet med vilken uppvärmningen av mediet som passerar genom kärnan sker. På fig. ett funktionsschema för en induktionsvattenberedare som skapats vid anläggningen föreslås. Ett sådant system har en VIN-märkesenhet, som produceras av Izhevsk-fabriken.

Hur länge enheten kommer att fungera beror enbart på hur tätt höljet är och isoleringen av trådens varv är inte skadad, och detta är en ganska betydande period, enligt tillverkaren - upp till 30 år.

För alla dessa fördelar, som enheten har 100%, måste du betala mycket pengar, en induktor, magnetisk varmvattenberedare är den dyraste av alla typer av värmeinstallationer. Därför föredrar många hantverkare att montera en ultraekonomisk enhet för uppvärmning på egen hand.

Vi gör en induktionsvärmare med våra egna händer

Att göra en uppfinning är inte svårt, om du har kompetensen kan du göra en bra enhet. Den enklaste monteringen, som monteras för hand, består av ett rörsnitt (plast), inuti vilket olika element (metall) är anordnade för att skapa en kärna.

Det kan vara:

Rostfri ståltråd;
Rullade till bollar, hackade i små bitar av tråd - ståltråd, vars diameter är 8 mm;
Borra enligt rörets diameter.

Från utsidan limmas glasfiberpinnar på den, och en tråd 1,7 mm tjock i isolering måste lindas på dem. Ledningens längd är cirka 11 m. Därefter ska induktionsvärmaren testas genom att fylla den med vatten och ansluta till exempel till en induktionshäll av märket ORION med en effekt på 2 kW istället för en vanlig induktor. En virvelradiator svetsad från flera metallrör fungerar som en extern kärna för elektriska virvelströmmar, som skapas av spolen på samma panel.

Som ett resultat kan följande slutsats dras:

Värmeeffekten hos den tillverkade värmeanordningen är högre än panelens elektriska effekt.
Antalet och storleken på rören valdes slumpmässigt, men skapade en tillräcklig yta för tillförsel av värme, som uppstår från virvelströmmar.
Detta vattenvärmarschema visade sig vara framgångsrikt för ett visst fall när hyreshuset är omgivet av andra lägenheter som är uppvärmda.

Enheten fungerar korrekt, så om du har lust, erfarenhet och kunskap kan du föra denna idé till liv. Komplexa modeller kan kräva användning av en 3-fas transformator.

Induktionsuppvärmning med hög precision

Sådan uppvärmning har den enklaste principen, eftersom den är beröringsfri. Högfrekvent pulsad uppvärmning gör det möjligt att uppnå de högsta temperaturförhållandena, vid vilka det är möjligt att bearbeta de svåraste metallerna vid smältning. För att utföra induktionsuppvärmning är det nödvändigt att skapa den erforderliga spänningen på 12V (volt) och frekvensen av induktansen i elektromagnetiska fält.

Detta kan göras i en speciell enhet - en induktor. Den drivs av el från en industriell strömkälla på 50 Hz.

Det är möjligt att använda individuella strömförsörjningar för detta - omvandlare / generatorer. Den enklaste enheten för en lågfrekvent enhet är en spiral (isolerad ledare), som kan placeras på insidan av ett metallrör eller lindas runt det. De pågående strömmarna värmer upp röret, vilket i framtiden ger värme till vardagsrummet.

Användningen av induktionsvärme vid lägsta frekvenser är inte en frekvent förekomst. Den vanligaste bearbetningen av metaller vid en högre eller medelhög frekvens. Sådana enheter kännetecknas av det faktum att den magnetiska vågen går till ytan, där den sönderfaller. Energi omvandlas till värme. För att effekten ska bli bättre måste båda komponenterna ha samma form. Var appliceras värme?

Idag är användningen av högfrekvent uppvärmning utbredd:

För smältning av metaller och deras lödning med en beröringsfri metod;
Verkstadsindustri;
Smyckesverksamhet;
Skapande av små element (brädor) som kan skadas vid användning av andra tekniker;
Härdning av delars ytor, olika konfigurationer;
Värmebehandling av delar;
Medicinsk praktik (desinfektion av apparater/instrument).

Uppvärmning kan lösa många problem.

Fördelar: induktionsvärme i metall

Uppvärmning har många fördelar. Med det är det möjligt att snabbt värma och smälta allt ledande material till ett flytande tillstånd. Det gör det möjligt att utföra uppvärmning i vilket medium som helst som inte leder ström, det vill säga smält- och arbetsfunktionen.

Eftersom endast ledaren värms upp förblir väggarna kalla. Denna typ av uppvärmning förorenar inte miljön. Om gasbrännare förorenar luften, eliminerar induktionsuppvärmning detta, eftersom elektromagnetisk strålning fungerar. Induktorns kompakta mått. Möjlighet att skapa en enhet av vilken form som helst.

Uppvärmning är oumbärlig om du bara behöver värma ett utvalt område på ytan. Enheten ska också ställa in sådan specialutrustning för det önskade läget och justera det.

Hur man gör en induktionsvärmare från en datorströmkälla

Värmaren kan tillverkas från en datorströmförsörjning.

Det kommer ta:

Gasreglage från en datorenhet;
lödkolv;
Svetsmaskin;
avbitartång;
Rostfri ståltråd 6 mm;
Emaljerad platt koppartråd 2 mm;
Stålrör 25 mm;
Plaströr 50 mm;
Hållbar sanitetsarmatur;
Explosiv ventil;
Detaljer för montering av kretsen.

Pannan består av batteri, värmeväxlare, anslutningslåda, styrskåp, in- och utloppsmunstycken. Installationen är enkel, det viktigaste är att följa schemat. En bra laboratorieströmförsörjning kan designas på en dag och implementeras på en dag. Enheter är anslutna via en transformatorpunkt.

En enkel gör-det-själv induktor

I hemmet kan en HDTV-induktor ofta komma väl till pass.

Denna enhet används ofta för att värma kokt:

muttrar/bultar;
Bilramar och balkar;
Delar för bilservice, inklusive lager och olika bussningar.

Sådana enheter kan köpas i en specialiserad butik, precis som all annan utrustning, till exempel en kinesisk inverter luftkonditionering, en seismisk sensor, men de är mycket dyra. Det finns dock en väg ut, det är fullt möjligt att skapa en induktionsvärmare hemma. För montering behöver du en transformator, den kan göras av 2 ringar. Ferritkvalitet kan appliceras M 2000 NM.

I primärlindningen ska det finnas cirka 26 varv tråd med en diameter på 0,75 mm. Primärlindningen ansluts där växelriktaren går ut. Den andra lindningen är en slinga av ett kopparrör med en diameter på 6 mm, det är också en gren av induktorröret, som passerar genom mitten av transformatorns ringformade del.

Själva induktorn är en spole av flera varv av kopparrör - 4 mm.

Kondensatorn, tillsammans med enheten, utför arbetet med en oscillationskrets som skapar en resonansfrekvens (resonant) som växelriktaren är inställd på. Om ett ämne är anordnat i den centrala delen av kopparspiralen, kommer det att ge aktivt motstånd. HDTV förekommer i själva spolen, så röret med spolarna värms upp väldigt mycket, vilket gör att det måste kylas utan att misslyckas, för detta är det möjligt att använda vanligt vatten från rörledningar.

För att försörja induktorn är det nödvändigt att använda dielektriska rör, eftersom en hög spänning utvecklas i kretsen. För rinnande vatten, som kyler induktorn, behövs konstant övervakning, därför är en speciell insats anordnad i avloppet, till vilken ett termoelement och en testare är fästa för att kontrollera temperaturen. Enheten ska använda den mest kraftfulla kondensatorn, den kan monteras av fyrtio högspänningskondensatorer på 0,033 mikrofarad vardera.

DIY induktionsvärmare (video)

Som du kan se är det inte svårt att göra en induktor med egna händer, det viktigaste är att följa schemat, du kan också skapa ett induktionshorn eller montera en krets på tyristorer eller någon annan, till exempel det interna innehållet i en transistor.

INDUKTIONSVÄRMARE- den är elektrisk värmare, arbetar med en förändring i flödet av magnetisk induktion i en sluten ledande krets. Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion. Vill du veta hur en induktionsvärmare fungerar? ZAVODRRär en handelsinformationsportal där du hittar information om värmare.

Vortex induktionsvärmare

En induktionsspole kan värma upp vilken metall som helst, transistorbaserade värmare är monterade och har en hög effektivitet på mer än 95%, de har länge ersatt rörinduktionsvärmare, där effektiviteten inte översteg 60%.

Virvelinduktionsvärmaren för beröringsfri uppvärmning har inga förluster på grund av justeringen av resonanssammanfallen av driftparametrarna för installationen med parametrarna för den utgående oscillerande kretsen. Värmare av virveltyp monterade på transistorer kan perfekt analysera och justera utfrekvensen i automatiskt läge.

Induktionsvärmare i metall

Värmare för induktionsuppvärmning av metall har en beröringsfri metod på grund av verkan av ett virvelfält. Olika typer av värmare penetrerar metallen till ett visst djup från 0,1 till 10 cm, beroende på den valda frekvensen:

hög frekvens;
medelfrekvens;
ultrahög frekvens.

Induktionsvärmare i metall gör det möjligt att bearbeta delar inte bara i öppna områden, utan också att placera uppvärmda föremål i isolerade kammare, där vilket medium som helst, såväl som vakuum, kan skapas.

Elektrisk induktionsvärmare

Högfrekvent elektrisk induktionsvärmare får nya användningsområden varje dag. Värmaren arbetar med växelström. Oftast används induktionsvärmare för att få metaller till de erforderliga temperaturerna i följande operationer: smide, lödning, svetsning, böjning, härdning, etc. Elektriska induktionsvärmare arbetar med en hög frekvens på 30-100 kHz och används för att värma olika typer av media och kylmedel.

Elektrisk värmare tillämpas inom många områden:

metallurgiska (HDTV-värmare, induktionsugnar);
instrumentering (lödelement);
medicinsk (produktion och desinfektion av instrument);
smycken (tillverkning av smycken);
bostäder och kommunala (induktionspannor);
mat (induktionsångpannor).

Medelfrekventa induktionsvärmare

När djupare uppvärmning krävs används induktionsvärmare av medelfrekvent typ, som arbetar med medelfrekvenser från 1 till 20 kHz. En kompakt induktor för alla typer av värmare finns i en mängd olika former, vilka är valda för att säkerställa en enhetlig uppvärmning av prover av de mest olika former, samtidigt som en given lokal uppvärmning också kan utföras. Mellanfrekvenstypen kommer att bearbeta material för smide och härdning, samt genom uppvärmning för stämpling.

Lätt att använda, med en verkningsgrad på upp till 100 %, induktionsmedelfrekventa värmare används för ett brett utbud av teknologier inom metallurgi (även för smältning av olika metaller), maskinteknik, instrumenttillverkning och andra områden.

Högfrekventa induktionsvärmare

Det bredaste användningsområdet är för högfrekventa induktionsvärmare. Värmare kännetecknas av en hög frekvens på 30-100 kHz och ett brett effektområde på 15-160 kW. Den högfrekventa typen ger ett litet uppvärmningsdjup, men detta är tillräckligt för att förbättra metallens kemiska egenskaper.

Högfrekventa induktionsvärmare är lätta att använda och ekonomiska, medan deras effektivitet kan nå 95 %. Alla typer arbetar kontinuerligt under lång tid, och tvåblocksversionen (när högfrekvenstransformatorn är placerad i ett separat block) tillåter drift dygnet runt. Värmaren har 28 typer av skydd, som var och en ansvarar för sin egen funktion. Exempel: kontroll av vattentrycket i kylsystemet.

Induktionsvärmare för mikrovågsugn

Mikrovågsinduktionsvärmare arbetar vid superfrekvens (100-1,5 MHz), och penetrerar till ett uppvärmningsdjup (upp till 1 mm). Mikrovågstypen är oumbärlig för bearbetning av tunna, små delar med liten diameter. Användningen av sådana värmare gör det möjligt att undvika oönskade deformationer som åtföljer uppvärmning.

Mikrovågsinduktionsvärmare baserade på JGBT-moduler och MOSFET-transistorer har effektgränser på 3,5-500 kW. De används inom elektronik, vid tillverkning av högprecisionsinstrument, klockor, smycken, för tillverkning av tråd och för andra ändamål som kräver speciell precision och filigran.

Smide induktionsvärmare

Huvudsyftet med induktionsvärmare av smidestyp (IKN) är att värma upp delar eller deras delar före efterföljande smide. Ämnen kan vara av olika slag, legeringar och former. Induktionssmidevärmare låter dig bearbeta cylindriska arbetsstycken av valfri diameter i automatiskt läge:

ekonomiska, eftersom de bara spenderar några sekunder på uppvärmning och har en hög effektivitet på upp till 95%;
lätt att använda, möjliggör: full processkontroll, halvautomatisk lastning och lossning. Det finns alternativ med full automatisering;
pålitlig och kan arbeta kontinuerligt under lång tid.

Induktionsrullvärmare

Induktionsvärmare för axelhärdning arbeta tillsammans med härdningskomplexet. Arbetsstycket är i vertikalt läge och roterar inuti en stationär induktor. Värmaren tillåter användning av alla typer av axlar för sekventiell lokal uppvärmning, härddjupet kan vara bråkdelar av millimeter på djupet.

Som ett resultat av induktionsuppvärmning av axeln längs hela dess längd med omedelbar kylning, ökar dess styrka och hållbarhet avsevärt.

Induktionsrörsvärmare

Alla typer av rör kan behandlas med induktionsvärmare. Rörvärmaren kan vara luft- eller vattenkyld, med en effekt på 10-250 kW, med följande parametrar:

Luftkylt rör induktionsvärme tillverkad med hjälp av en flexibel induktor och en termisk filt. Uppvärmningstemperatur upp till temperatur på 400 °C, och använd rör med en diameter på 20 - 1250 mm med valfri väggtjocklek.
Induktionsvärme vattenkylt rör har en uppvärmningstemperatur på 1600 °C och används för att "böja" rör med en diameter på 20 - 1250 mm.

Varje värmebehandlingsalternativ används för att förbättra kvaliteten på alla stålrör.

Pyrometer för värmestyrning

En av de viktigaste driftsparametrarna för induktionsvärmare är temperatur. Förutom inbyggda sensorer används ofta infraröda pyrometrar för en noggrannare kontroll över den. Dessa optiska enheter låter dig snabbt och enkelt bestämma temperaturen på svåråtkomliga (på grund av hög värme, sannolikheten för exponering för elektricitet, etc.) ytor.

Om du ansluter pyrometern till en induktionsvärmare kan du inte bara övervaka temperaturregimen utan också automatiskt bibehålla uppvärmningstemperaturen under en viss tid.

Principen för drift av induktionsvärmare

Under drift bildas ett magnetfält i induktorn, i vilken delen är placerad. Beroende på uppgiften (värmedjup) och delen (sammansättningen) väljs frekvensen, den kan vara från 0,5 till 700 kHz.

Principen för driften av värmaren enligt fysikens lagar säger: när en ledare befinner sig i ett växlande elektromagnetiskt fält, bildas en EMF (elektromotorisk kraft) i den. Amplituddiagrammet visar att det rör sig i proportion till förändringen i magnetisk flödeshastighet. På grund av detta bildas virvelströmmar i kretsen, vars storlek beror på motståndet (materialet) hos ledaren. Enligt Joule-Lenz-lagen leder strömmen till uppvärmning av ledaren, som har motstånd.

Funktionsprincipen för alla typer av induktionsvärmare liknar en transformator. Det ledande arbetsstycket, som är placerat i induktorn, liknar en transformator (utan en magnetisk krets). Primärlindningen är induktorn, delens sekundära induktans och belastningen är metallens motstånd. Med HDTV-uppvärmning bildas en "skin-effekt", de virvelströmmar som bildas inuti arbetsstycket förskjuter huvudströmmen till ledarens yta, eftersom uppvärmningen av metallen på ytan är starkare än inuti.

Fördelar med induktionsvärmare

Induktionsvärmaren har otvivelaktiga fördelar och är ledande bland alla typer av enheter. Denna fördel består av följande:

Det förbrukar mindre el och förorenar inte miljön.
Lätt att använda, det ger högkvalitativt arbete och låter dig kontrollera processen.
Uppvärmning genom kammarens väggar ger en speciell renhet och förmågan att erhålla ultrarena legeringar, medan smältning kan utföras i olika atmosfärer, inklusive inerta gaser och i vakuum.
Med dess hjälp är enhetlig uppvärmning av detaljer av någon form eller selektiv uppvärmning möjlig.
Slutligen är induktionsvärmare universella, vilket gör att de kan användas överallt och ersätter föråldrade energikrävande och ineffektiva installationer.

Reparation av induktionsvärmare görs av reservdelar från vårt lager. För tillfället kan vi reparera alla typer av värmare. Induktionsvärmare är ganska pålitliga om du strikt följer bruksanvisningen och undviker extrema driftlägen - först och främst, övervaka temperaturen och korrekt vattenkylning.

Detaljerna för driften av alla typer av induktionsvärmare publiceras ofta inte helt i tillverkarens dokumentation; de bör repareras av kvalificerade specialister som är väl förtrogna med den detaljerade principen för driften av sådan utrustning.

Video av arbetet med induktionsmedelfrekventa värmare

Du kan se videon om hur den mellanfrekventa induktionsvärmaren fungerar. Mellanfrekvensen används för djup penetrering i alla typer av metallprodukter. Mellanfrekvensvärmaren är en pålitlig och modern utrustning som fungerar dygnet runt till förmån för ditt företag.

Användningen av induktionsspolar istället för traditionella värmeelement i värmeutrustning gjorde det möjligt att avsevärt öka effektiviteten hos enheterna med mindre elförbrukning. Induktionsvärmare har dykt upp till försäljning relativt nyligen, dessutom till ganska höga priser. Därför lämnade hantverkare inte detta ämne utan uppmärksamhet och kom på hur man gör en induktionsvärmare från en svetsomriktare.

Induktionsvärmare blir allt populärare hos konsumenten varje dag på grund av följande fördelar:

hög effektivitet;
enheten fungerar nästan tyst;
induktionspannor och värmare anses vara tillräckligt säkra i jämförelse med gasutrustning;
värmaren arbetar i helautomatiskt läge;
utrustningen kräver inte konstant underhåll;
på grund av enhetens täthet är läckage uteslutet;
på grund av vibrationerna i det elektromagnetiska fältet blir det omöjligt att bilda skalan.

Dessutom inkluderar fördelarna med denna typ av värmare enkelheten i dess design och tillgången på material för att montera enheten med dina egna händer.

Funktionsschema för induktionsvärmaren

Värmaren av induktortyp innehåller följande element.

Strömgenerator. Tack vare denna modul omvandlas växelströmmen till hushållsströmförsörjningen till högfrekvens.
Induktor. Den är gjord av koppartråd vriden till en spole för att bilda ett magnetfält.
. Det är ett metallrör placerat inuti induktorn.

Alla ovanstående element, som interagerar med varandra, arbeta enligt följande princip. Den högfrekventa strömmen som genereras av generatorn matas till en induktorspole gjord av en kopparledare. Den högfrekventa strömmen omvandlas av induktorn till ett elektromagnetiskt fält. Vidare värms metallröret inuti induktorn på grund av effekten av virvelflöden som uppstår i spolen på den. Kylvätskan (vattnet) som passerar genom värmaren tar värmeenergi och överför den till värmesystemet. Kylvätskan fungerar också som en kylare för värmeelementet, vilket förlänger värmepannans "livslängd".

Nedan finns det elektriska diagrammet för induktionsvärmaren.

Följande bild visar hur en induktionsmetallvärmare fungerar.

Viktig! Om du rör den uppvärmda delen till två varv av induktorn, kommer en interturn-krets att uppstå, från vilken transistorerna omedelbart kommer att brinna ut.

Montering och installation av systemet

Anslut inte induktorn till terminalerna på svetsmaskinen som är avsedd för anslutning av svetskablar. Om detta görs kommer enheten helt enkelt att misslyckas. För att anpassa växelriktaren för att fungera med en induktionsvärmare kommer en ganska komplicerad ändring av enheten att krävas, vilket först och främst kräver kunskap inom radioelektronik.

I ett nötskal ser denna ändring ut så här: spolen, nämligen dess primärlindning, måste anslutas efter växelriktarens högfrekvensomvandlare istället för den inbyggda induktionsspolen i den senare. Dessutom måste du ta bort diodbryggan och löda kondensatorenheten.

Hur svetsomriktaren omvandlas till en induktionsvärmare finns i den här videon.

Induktionsugn av metall

För att göra en induktionsvärmare från en svetsväxelriktare behöver du följande material.

inverter svetsmaskin. Det är bra om enheten implementerar funktionen med jämn strömjustering.
Kopparrör ca 8 mm i diameter och tillräckligt lång för att göra 7 varv runt ett arbetsstycke 4-5 cm i diameter. Dessutom bör de fria ändarna av röret ca 25 cm långa kvarstå efter svängarna.

Följ stegen nedan för att montera ugnen.

Plocka upp vilken del som helst med en diameter på 4-5 cm, som kommer att fungera som en mall för att linda spolen från kopparröret. Det kan vara en rund bit av trä, ett metall- eller plaströr.
Ta ett kopparrör och nita ena änden med en hammare.
Fyll röret tätt torr sand och nita den andra änden. Sanden kommer att förhindra att röret går sönder när det vrids.
Gör 7 varv av röret runt mallen, klipp sedan av dess ändar och häll ut sanden.
Anslut den resulterande spolen till den konverterade växelriktaren.

Råd! Om det förväntas att induktionsugnen kommer att fungera under lång tid med hög effekt, rekommenderas det att tillföra vattenkylning till röret.

Induktionsvattenberedare

För att montera värmepannan kommer följande strukturella element att krävas.

växelriktare. Enheten väljs med sådan effekt som behövs för värmepannan.
tjockväggigt rör(plast), du kan märke PN Dess längd bör vara 40-50 cm.Kylvätskan (vatten) kommer att passera genom den. Rörets innerdiameter måste vara minst 5 cm. I detta fall kommer ytterdiametern att vara 7,5 cm. Om innerdiametern är mindre blir pannans prestanda låg.
ståltråd. Du kan också ta en metallstång med en diameter på 6-7 mm. Små bitar (4-5 mm) skärs från en tråd eller en stång. Dessa segment kommer att fungera som en värmeväxlare (kärna) i induktorn. Istället för stålbitar kan du använda ett helmetallrör med mindre diameter eller en stålskruv.
Textolite pinnar eller stavar på vilken induktionsspolen kommer att lindas. Användningen av textolit kommer att skydda röret från en uppvärmd spole, eftersom detta material är resistent mot höga temperaturer.
Isolerad kabel med ett tvärsnitt på 1,5 mm 2 och en längd på 10-10,5 meter. Kabelisolering ska vara fiber, emalj, glasfiber eller asbest.

Råd! Istället för ståltråd är det tillåtet att använda en metallsvamp i rostfritt stål. Men innan du köper kontrolleras de med en magnet: om tvättlappen lockas av en magnet, kan den användas som en värmare.

Induktionsvärmepannan monteras enligt följande algoritm. Fyll värmeväxlarhuset med ovan nämnda metallprodukter. I änden av röret som fungerar som kroppen, lödadaptrar som är lämpliga i diameter till rören i värmekretsen.

Vid behov kan hörn lödas fast på adaptrarna. Följer också lödkopplingar-amerikanska. Tack vare dem kommer värmaren att vara lätt att demontera, för reparation eller rutininspektion.

I nästa steg är det nödvändigt att fästa på värmeväxlarhuset textolitremsor på vilken spolen kommer att lindas. Du bör också göra ett par ställ 12-15 mm höga av samma textolit. De kommer att ha kontakter för att ansluta värmaren till den konverterade växelriktaren.

Linda spolen över textolitremsorna. Det ska finnas ett avstånd på minst 3 mm mellan varven. Lindningen ska bestå av 90 varv ledare. Kabelns ändar måste fästas på tidigare förberedda ställningar.

Hela konstruktionen placeras i ett hölje, som av säkerhetsskäl kommer att fungera som isolering. För höljet är ett plaströr med en diameter större än spolen lämpligt. I skyddshöljet är det nödvändigt att göra 2 hål för utmatningen av den elektriska kabeln. Pluggar kan installeras i ändarna av röret, varefter hål för rören ska göras i dem. Genom den senare kommer pannan att anslutas till värmeledningen.

Viktig! Det är möjligt att testa värmaren först efter att den har fyllts med vatten. Om du slår på den "torr" kommer plaströret att smälta och du måste återmontera värmaren.

Anslutningsschemat består av följande delar.

RF-strömkälla. I det här fallet är det en modifierad växelriktare.
Säkerhetselement. Denna grupp kan inkludera: termometer, säkerhetsventil, tryckmätare, etc.
Kulventiler. De används för att dränera eller fylla systemet med vatten, samt för att stänga av vattenförsörjningen i en viss del av kretsen.
Cirkulationspump. Tack vare honom kommer vatten att kunna röra sig genom värmesystemet.
Filtrera. Den används för att rengöra kylvätskan från mekaniska föroreningar. Tack vare vattenrening förlängs livslängden på all utrustning.
Expansionstank av membrantyp. Det används för att kompensera för den termiska expansionen av vatten.
Radiator. För induktionsuppvärmning är det bättre att använda antingen aluminiumradiatorer eller bimetalliska, eftersom de har en hög värmeöverföring med små dimensioner.
Slang, genom vilken du kan fylla systemet eller tömma kylvätskan från det.

Som framgår av ovanstående metod är det fullt möjligt att göra en induktionsvärmare på egen hand. Men det blir inte bättre än att köpa i butik. Även om du har den nödvändiga kunskapen inom elektroteknik, bör du tänka på hur säker driften av en sådan enhet kommer att vara, eftersom den inte är utrustad med vare sig speciella sensorer eller en styrenhet. Därför rekommenderas det att ge företräde åt färdig utrustning tillverkad i fabriken.