Индукционная плита своими руками схема: Cхема индукционной плиты и советы по изготовлению своими руками

Нельзя эксплуатировать медную, стеклянную, керамическую или алюминиевую посуду, а чистка поверхности индукционной плиты выполняется только посредством специальных средств, не обладающих абразивными эффектами.

Изготовление своими руками

Силовая схема стандартной индукционной плиты может существенно варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей модификации, но чаще всего представлена:

• ферритовым тором, который надет на сетевой провод и подавляет синфазные помехи;
• стандартным предохранителем;
• конденсатором, фильтрующим возникающие в процессе эксплуатации импульсные помехи;
• резистором, срабатывающим после выключения сетевого питания;
• выпрямителем, рассчитанным на показатели мощности и эффективно защищающим устройство от перенапряжения;
• проводным шунтом;
• фильтрующей системой на импульсные помехи;
• конденсатором, позволяющим вернуть энергию с колебательно-индукторного контура на промежуточную часть с постоянными показателями тока;
• резонансным конденсатором, обеспечивающим непрерывный ток после запора транзистора;
• индукционным устройством, которое ориентировано на передачу тепла с поверхности на донную часть используемой кухонной посуды;
• транзистором, преобразующим постоянный ток в переменные показатели;
• резистором на фиксацию транзистора после отключения;
• резистором на подавление высокочастотных показателей тока;
• выпрямителем на напряжение в электрической сети;
• контролером тока, предупреждающим возможное возникновение перегрузки;
• контролером напряжения на коллекторе.

В бюджетных моделях присутствуют только основные конструктивные элементы, что отражается на функциональных возможностях такого устройства.

Самостоятельное изготовление простой индукционной плиты предполагает строгое соблюдение всех норм, что сделает эксплуатацию такого прибора полностью безопасной. Значительная сложность в процессе конструирования плиты возникает на стадии подбора качественного материала для создания основания варочной поверхности.

Индукционная плита своими руками – схема

Такой материал обязательно должен отличатся возможностью правильно проводить электромагнитное излучение, не проводить ток и выдерживать высокотемпературный режим.

Бытовое варочное оборудование заводского изготовления, к числу которого относятся и все современные индукционные плиты, выполнено с применением достаточно дорогостоящей керамики.

Именно по этой причине самостоятельное изготовление варочной индукционной плиты в домашних условиях сопряжено с определенными проблемами выбора достойной альтернативы керамической поверхности.

Тепловая пушка хороша тем, что быстро распределяет тепло. Тепловая пушка своими руками изготавливается довольно просто.

О том, как рассчитать теплопотери дома, вы узнаете из этой информации.

Рекомендации по изготовлению пеллетной горелки своими руками вы найдете здесь.

Заключение

Современные бытовые индукционные варочные панели имеют, как правило, стандартную схему, в соответствии с которой установленные магнитные катушки в процессе соприкосновения с ферромагнитным дном кухонной посуды осуществляют стабильный нагрев приготавливаемой пищи.

Управление такого бытового оборудования может осуществляться посредством механических переключателей и сенсорных кнопок, что делает эксплуатацию индукционной плиты очень удобной.

Котел отопления владелец частного дома может выбрать на свой вкус – газовый, электрический, твердотопливный. Индукционные котлы отопления пока не так популярны, но имеют свои преимущества.

Рекомендации по изготовлению теплогенератора своими руками вы можете почитать тут.

Видео на тему

СХЕМА ИНДУКЦИОННОЙ ПЛИТЫ

   Индукционная плита отличается от обычной тем, что разогревает металлическую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем. При работе с такой плиткой используют посуду, изготовленную из материала, который бы эффективно поглощал энергию вихревых полей. Например обыкновенная сталь, поэтому посуду для индукционных печей можно проверять магнитом. Но не бойтесь ошибиться в выборе материала — современные индукционные плиты автоматически распознают пригодную посуду и только в этом случае включают генератор.

   При этом никакого физического нагрева поверхности не происходит. Можно положить на плиту бумагу — она незагорится, или прикоснуться ладонью и не обжечься. В отличии от микроволновки, нагревающей сам продукт изнутри (жидкость, находящуюся в пище), индукционная плита греет только металл и металлическую посуду, которая, в свою очередь, передаёт тепло еде (что-то похожее на обычную электроплиту).

   Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке.

1 — посуда,
2 — стеклокерамическая поверхность,
3 — изоляция,
4 — индукционная катушка,
5 — преобразователь частоты,
6 — блок управления.

   Под стеклокерамической поверхностью плиты индукционная катушка, по которой протекает электрический ток с частотой около 50 кГц. В днище посуды наводятся токи индукции, которые нагревают её, а заодно и помещенные в посуду продукты. В такой плите нагрев происходит быстрее, чем на газовой или на электрической плите — примерно в полтора раза. 

   Принципиальная схема индукционной плиты довольно сложная, и может существенно отличаться для различных моделей. Особенно блок электронного управления. Хотя основа — генератор, драйвер на транзисторах средней мощности и выходной биполярный транзистор с изолированным затвором, типа IGBT h30R1202 (IRGP 20B120), который управляет катушкой индуктора, одинакова у всех плит. Несколько электросхем показаны ниже — клик для увеличения.

   Самый сложный элемент индукционной плитки — электронный блок управления. Он не просто включает или регулирует мощность генератора, а делает это по специальной программе — вначале на пару минут выведет плиту на максимальную мощность, а когда вода закипит, убавит мощность до заданного уровня. А ещё продвинутые модели имеют инфракрасные сенсоры, контролирующие процесс приготовления пищи. Они следят за температурой сковороды или кастрюли и снижают мощность нагрева по достижении заданной вами температуры. Жарка под термоконтролем исключает возможность воспламенения жира и повреждения сковороды вследствие перегрева. После снятия посуды — плита автоматически отключается.

   В настоящее время промышленность выпускает как отдельные небольшие индукционные одноконфорочные плитки, так и большие стационарные, встраиваемые четырёхместные поверхности. Стоимость такой плиты несколько выше, чем обычной, но купив индукционную плиту вы существенно сэкономите на электроэнергии — до 50%, по отзывам людей. А также уменьшаете вероятность порчи посуды и продуктов.

Originally posted 2019-02-10 00:08:37. Republished by Blog Post Promoter

Индукционные нагреватели и печи своими руками: от теории к реализации

Индукционная печь изобретена давно, еще в 1887 г, С. Фарранти. Первая промышленная установка заработала в 1890 г. на фирме Benedicks Bultfabrik. Долгое время индукционные печи и в индустрии были экзотикой, но не вследствие дороговизны электричества, тогда оно было не дороже теперешнего. В процессах, происходящих в индукционных печах, было еще много непонятного, а элементная база электроники не позволяла создавать эффективные схемы управления ими.

В индукционно-печной сфере переворот произошел буквально на глазах в наши дни, благодаря появлению, во-первых, микроконтроллеров, вычислительная мощность которых превышает таковую персональных компьютеров десятилетней давности. Во-вторых, благодаря… мобильной связи. Ее развитие потребовало появления в продаже недорогих транзисторов, способных отдавать мощность в несколько кВт на высоких частотах. Они, в свою очередь, были созданы на основе полупроводниковых гетероструктур, за исследования которых российский физик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию.

В конечном итоге, индукционные печки не только совершенно преобразились в промышленности, но и широко вошли в быт. Интерес к предмету породил массу самоделок, которые, в принципе, могли бы быть полезными. Но большинство авторов конструкций и идей (описаний которых в источниках много больше, чем работоспособных изделий) плоховато представляют себе как основы физики индукционного нагрева, так и потенциальную опасность неграмотно выполненных конструкций. Настоящая статья призвана прояснить некоторые наиболее смутные моменты. Материал построен на рассмотрении конкретных конструкций:

1. Промышленной канальной печи для плавки металла, и возможности ее создания самостоятельно.
2. Тигельных печей индукционного типа, самых простых в исполнении и наиболее популярных среди самодельщиков.
3. Индукционных водогрейных котлов, стремительно вытесняющих бойлеры с ТЭНами.
4. Бытовых варочных индукционных приборов, конкурирующих с газовыми плитами и по ряду параметров превосходящих микроволновки.

Примечание: все рассматриваемые устройства основаны на магнитной индукции, создаваемой катушкой индуктивности (индуктором), поэтому и называются индукционными. В них можно плавить/нагревать только электропроводящие материалы, металлы и т.п. Есть еще электроиндукционные емкостные печи, основанные на электрической индукции в диэлектрике между обкладками конденсатора, они применяются для «нежного» плавления и электротермообработки пластиков. Но распространены они гораздо меньше индукторных, рассмотрение их требует отдельного разговора, поэтому пока оставим.

Принцип действия

Принцип работы индукционной печи иллюстрирует рис. справа. В сущности она – электрический трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой:

Принцип действия индукционной печи

• Генератор переменного напряжения G создает в индукторе L (heating coil) переменный ток I1.
• Конденсатор С совместно с L образуют колебательный контур, настроенный на рабочую частоту, это в большинстве случаев повышает техпараметры установки.
• Если генератор G автоколебательный, то С часто исключают из схемы, используя вместо него собственную емкость индуктора. Она у описанных ниже высокочастотных индукторов составляет несколько десятков пикофарад, что как раз соответствует рабочему диапазону частот.
• Индуктор в соответствии с уравнениями Максвелла создает в окружающем пространстве переменное магнитное поле с напряженностью H. Магнитное поле индуктора может как замыкаться через отдельный ферромагнитный сердечник, так и существовать в свободном пространстве.
• Магнитное поле, пронизывая помещенную в индуктор заготовку (или плавильную шихту) W, создает в ней магнитный поток Ф.
• Ф, если W электропроводящая, индуцирует в ней вторичный ток I2, то тем же уравнениям Максвелла.
• Если Ф достаточно массивна и цельная, то I2 замыкается внутри W, образуя вихревой ток, или ток Фуко.
• Вихревые токи по закону Джоуля-Ленца отдает полученную им через индуктор и магнитное поле от генератора энергию, нагревая заготовку (шихту).

Электромагнитное взаимодействие с точки зрения физики достаточно сильно и обладает довольно высоким дальнодействием. Поэтому, несмотря на многоступенчатое преобразование энергии, индукционная печь способна показать в воздухе или вакууме КПД до 100%.

Примечание: в среде из неидеального диэлектрика с диэлектрической проницаемостью >1 потенциально достижимый КПД индукционных печей падает, а в среде с магнитной проницаемостью >1 добиться высокого КПД проще.

Канальная печь

Канальная индукционная плавильная печь – первая из примененных в промышленности. Она и конструктивно похожа на трансформатор, см. рис. справа:

Канальная индукционная печь

1. Первичная обмотка, питаемая током промышленной (50/60 Гц) или повышенной (400 Гц) частоты, выполнена из медной, охлаждаемой изнутри жидким теплоносителем, трубки;
2. Вторичная короткозамкнутая обмотка – расплав;
3. Кольцеобразный тигель из жаростойкого диэлектрика, в котором помещается расплав;
4. Наборный из пластин трансформаторной стали магнитопровод.

Канальные печи используются для переплавки дюраля, цветных спецсплавов, получения высококачественного чугуна. Промышленные канальные печи требуют затравки расплавом, иначе «вторичка» не замкнется накоротко и нагрева не будет. Или между крошками шихты возникнут дуговые разряды, и вся плавка просто взорвется. Поэтому перед пуском печи в тигель наливают немного расплава, а переплавленную порцию выливают не до конца. Металлурги говорят, что канальная печь имеет остаточную емкость.

Канальную печь на мощность до 2-3 кВт можно сделать и самому из сварочного трансформатора промышленной частоты. В такой печи можно расплавить до 300-400 г цинка, бронзы, латуни или меди. Можно переплавлять дюраль, только отливке нужно по остывании дать состариться, от нескольких часов до 2-х недель, в зависимости от состава сплава, чтобы набрала прочность, вязкость и упругость.

Примечание: дюраль вообще был изобретен случайно. Разработчики, обозлившись, что легировать алюминий никак не удается, бросили в лаборатории очередной «никакой» образец и ушли в загул с горя. Протрезвились, вернулись – а никакой изменил цвет. Проверили – а он набрал прочность едва ли не стали, оставшись легким, как алюминий.

«Первичку» трансформатора оставляют штатной, она уже рассчитана на работу в режиме КЗ вторички сварочной дугой. «Вторичку» снимают (ее потом можно поставить обратно и использовать трансформатор по прямому назначению), а вместо нее надевают кольцевой тигель. Но пытаться переделать в канальную печь сварочный ВЧ-инвертор опасно! Его ферритовый сердечник перегреется и разлетится в куски из-за того, что диэлектрическая проницаемость феррита >>1, см. выше.

Проблема остаточной емкости в маломощной печке отпадает: в шихту для затравки кладут проволочку из того же металла, согнутую в кольцо и со скрученными концами. Диаметр проволоки – от 1 мм/кВт мощности печи.

Но появляется проблема кольцевого тигля: единственный подходящий для малого тигля материал – электрофарфор. В домашних условиях обработать его самому невозможно, а где взять покупной подходящий? Прочие огнеупоры не годятся вследствие высоких диэлектрических потерь в них или пористости и малой механической прочности. Поэтому, хотя канальная печь дает плавку высочайшего качества, не требует электроники, а ее КПД уже при мощности 1 кВт превышает 90%, у самодельщиков они не в ходу.

Под обычный тигель

Устройство тигельной индукционной печи

Остаточная емкость раздражала металлургов – сплавы-то плавились дорогие. Поэтому, как только в 20-х годах прошлого века появились достаточно мощные радиолампы, тут же родилась идея: выкинуть на (не будем повторять профессиональные идиомы суровых мужиков) магнитопровод, а обычный тигель засунуть прямо в индуктор, см. рис.

На промышленной частоте так не сделаешь, магнитное поле низкой частоты без концентрирующего его магнитопровода расползется (это т. наз. поле рассеяния) и отдаст свою энергию куда угодно, только не в расплав. Компенсировать поле рассеяния можно повышением частоты до высокой: если диаметр индуктора соизмерим с длиной волны рабочей частоты, а вся система – в электромагнитном резонансе, то до 75% и более энергии ее электромагнитного поля будет сосредоточено внутри «бессердечной» катушки. КПД выйдет соответственный.

Однако уже в лабораториях выяснилось, что авторы идеи проглядели очевидное обстоятельство: расплав в индукторе, хотя бы и диамагнитный, но электропроводящий, за счет собственного магнитного поля от вихревых токов изменяет индуктивность нагревательной катушки. Начальную частоту понадобилось устанавливать под холодную шихту и менять по мере ее плавления. Причем в пределах тем больших, чем больше заготовка: если для 200 г стали можно обойтись диапазоном в 2-30 МГц, то для болванки с железнодорожную цистерну начальная частота будет около 30-40 Гц, а рабочая – до нескольких кГц.

Подходящую автоматику на лампах сделать сложно, «тянуть» частоту за болванкой – нужен высококвалифицированный оператор. Кроме того, на низких частотах сильнейшим образом проявляет себя поле рассеяния. Расплав, который в такой печи еще и сердечник катушки, до некоторой степени собирает магнитное поле возле нее, но все равно, для получения приемлемого КПД понадобилось окружать всю печь мощным ферромагнитным экраном.

Тем не менее, благодаря своим выдающимся достоинствам и уникальным качествам (см. далее) тигельные индукционные печи широко применяются и в промышленности, и самодельщиками. Поэтому остановимся подробнее на том, как правильно сделать такую своими руками.

Немного теории

При конструировании самодельной «индукционки» нужно твердо помнить: минимум потребляемой мощности не соответствует максимуму КПД, и наоборот. Минимальную мощность от сети печка возьмет при работе на основной резонансной частоте, Поз. 1 на рис. Болванка/шихта при этом (и на более низких, дорезонансных частотах) работает как один короткозамкнутый виток, а в расплаве наблюдается всего одна конвективная ячейка.

Режимы работы тигельной индукционной печи

В режиме основного резонанса в печке на 2-3 кВт можно расплавить до 0,5 кг стали, но разогрев шихты/заготовки займет до часа и более. Соответственно, общее потребление электричества от сети будет большим, а общий КПД – низким. На дорезонансных частотах – еще ниже.

Вследствие этого индукционные печи для плавки металла работают чаще всего на 2-й, 3-й и др. высших гармониках (Поз. 2 на рис.) Требуемая для разогрева/расплавления мощность при этом возрастает; для того же полкило стали на 2-й понадобится 7-8 кВт, на 3-ей 10-12 кВт. Но прогрев происходит очень быстро, за минуты или доли минут. Поэтому и КПД выходит высокий: печка не успевает «съесть» много, как расплав уже можно лить.

У печей на гармониках есть важнейшее, даже уникальное достоинство: в расплаве возникает несколько конвективных ячеек, мгновенно и тщательно его перемешивающих. Поэтому можно вести плавку в режиме т. наз. быстрой шихты, получая сплавы, которые в любых других плавильных печах выплавить принципиально невозможно.

Если же «задрать» частоту в 5-6 и более раз выше основной, то КПД несколько (ненамного) падает, но проявляется еще одно замечательное свойство индукционки на гармониках: поверхностный нагрев вследствие скин-эффекта, вытесняющего ЭМП к поверхности заготовки, Поз. 3 на рис. Для плавки этот режим используется редко, но для разогрева заготовок под поверхностную цементацию и закалку – милое дело. Современная техника без такого способа термообработки была бы просто невозможна.

О левитации в индукторе

А теперь проделаем фокус: накрутим первые 1-3 витка индуктора, затем перегнем трубку/шину на 180 градусов, и остальную обмотку навьем в обратном направлении (Поз 4 на рис.) Подключим к генератору, введем в индуктор тигель в шихтой, дадим ток. Дождемся расплавления, уберем тигель. Расплав в индукторе соберется в сферу, которая там останется висеть, пока не выключим генератор. Тогда – упадет вниз.

Эффект электромагнитной левитации расплава используют для очистки металлов путем зонной плавки, для получение высокоточных металлических шариков и микросфер, и т.п. Но для надлежащего результата плавку нужно вести в высоком вакууме, поэтому здесь о левитации в индукторе упомянуто только для сведения.

Зачем индуктор дома?

Как видим, даже маломощная индукционная печка для квартирной проводки и лимитов потребления мощновата. Для чего же стоит ее делать?

Индукционный нагрев для закалки

Во-первых, для очистки и разделения драгоценных, цветных и редких металлов. Берем, к примеру, старый советский радиоразъем с позолоченными контактами; золота/серебра на плакировку тогда не жалели. Кладем контакты в узкий высокий тигелек, суем в индуктор, плавим на основном резонансе (выражаясь профессионально, на нулевой моде). По расплавлении постепенно снижаем частоту и мощность, давая застыть болванке в течение 15 мин – получаса.

По остывании разбиваем тигелек, и что видим? Латунный столбик с ясно различимым золотым кончиком, который остается только отрезать. Без ртути, цианидов и прочих убийственных реагентов. Нагревом расплава извне любым способом этого не добиться, конвекция в нем не даст.

Индуктор для отпусковой индукционной печи

Ну, золото-золотом, а сейчас и черный металлолом на дороге не валяется. Но вот необходимость равномерного, или точно дозированного по поверхности/объему/температуре нагрева металлических деталей для качественной закалки у самодельщика или ИП-индивидуала всегда найдется. И тут опять выручит печка-индуктор, причем расход электричества будет посильным для семейного бюджета: ведь основная доля энергии нагрева приходится на скрытую теплоту плавления металла. А меняя мощность, частоту и расположение детали в индукторе, можно нагреть именно нужное место именно как надо, см. рис. выше.

Наконец, сделав индуктор специальной формы (см. рис. слева), можно отпустить закаленную деталь в нужном месте, на нарушая цементации с закалкой на конце/концах. Затем, где надо – гнем, плющим, а остальное остается твердым, вязким, упругим. В конце можно снова разогреть, где отпускали, и опять закалить.

Приступаем к печке: что нужно знать обязательно

Электромагнитное поле (ЭМП) воздействует на человеческий организм, хотя бы прогревая его во всем объеме, как мясо в микроволновке. Поэтому, работая с индукционной печью в качестве конструктора, мастера или эксплуатанта, нужно четко уяснить себе суть следующих понятий:

ППЭ – плотность потока энергии электромагнитного поля. Определяет общее физиологическое воздействие ЭМП на организм независимо от частоты излучения, т.к. ППЭ ЭМП одной и той же напряженности растет с ростом частоты излучения. По санитарным нормам разных стран допустимое значение ППЭ от 1 до 30 мВт на 1 кв. м. поверхности тела при постоянном (свыше 1 часа в сутки) воздействии и втрое-впятеро больше при однократном кратковременном, до 20 мин.

Примечание: особняком стоят США, у них допустимая ППЭ – 1000 мВт (!) на кв. м. тела. Фактически, американцы считают началом физиологического воздействия внешние его проявления, когда человеку уже становится плохо, а долговременные последствия облучения ЭМП полностью игнорируют.

ППЭ при удалении от точечного источника излучения падает по квадрату расстояния. Однослойная экранировка оцинковкой или мелкоячеистой оцинкованной сеткой снижает ППЭ в 30-50 раз. Вблизи катушки по ее оси ППЭ будет в 2-3 раза выше, чем сбоку.

Поясним на примере. Есть индуктор на 2 кВт и 30 МГц с КПД в 75%. Следовательно, наружу из него уйдет 0,5 кВт или 500 Вт. На расстоянии в 1 м от него (площадь сферы радиусом 1 м – 12,57 кв. м.) на 1 кв. м. придется 500/12,57=39,77 Вт, а на человека – около 15 Вт, это очень много. Индуктор нужно располагать вертикально, перед включением печи надевать на него заземленный экранирующий колпак, следить за процессом издали, а по его окончании немедленно выключать печь. На частоте в 1 МГц ППЭ упадет в 900 раз, и с экранированным индуктором можно работать без особых предосторожностей.

СВЧ – сверхвысокие частоты. В радиэлектронике СВЧ считают с т.наз. Q-диапазона, но по физиологии СВЧ начинается примерно со 120 МГц. Причина – электроиндукционный нагрев плазмы клеток и резонансные явления в органических молекулах. СВЧ обладает специфически направленным биологическим действием с долговременными последствиями. Достаточно получить 10-30 мВт в течение получаса, чтобы подорвать здоровье и/или репродуктивную способность. Индивидуальная восприимчивость к СВЧ крайне изменчива; работая с ним, нужно регулярно проходить специальную медкомиссию.

Пресечь СВЧ-излучение очень трудно, оно, как говорят профи, «сифонит» сквозь малейшую щелочку в экране или при малейшем нарушении качества заземления. Эффективная борьба с СВЧ-излучением аппаратуры возможна только на уровне его конструирования высококлассными специалистами.

К счастью, диапазон частот, в котором работают индукционные печи, до СВЧ не простирается. Но при неумелом конструировании или пользовании печь может войти в режим, при котором появляется паразитное СВЧ. Разумеется, этого следует всячески избегать.

Компоненты печи

Индуктор

Важнейшая часть индукционной печи – ее нагревательная катушка, индуктор. Для самодельных печей на мощность до 3 кВт пойдет индуктор из голой медной трубки диаметром 10 мм или медной же голой шины сечением не менее 10 кв. мм. Внутренний диаметр индуктора – 80-150 мм, количество витков – 8-10. Витки не должны соприкасаться, расстояние между ними – 5-7 мм. Также никакая часть индуктора не должна касаться его экрана; минимальный зазор – 50 мм. Поэтому для прохождения выводов катушки к генератору нужно предусмотреть окно в экране, не мешающее его снимать/ставить.

Индукторы промышленных печей охлаждают водой или антифризом, но на мощности до 3 кВт описанный выше индуктор при работе его в продолжении до 20-30 мин принудительного охлаждения не требует. Однако он сам при этом сильно нагревается, а окалина на меди резко снижает КПД печи вплоть до потери ею работоспособности. Сделать самому индуктор с жидкостным охлаждением невозможно, поэтому его придется время от времени менять. Применять принудительное воздушное охлаждение нельзя: пластиковый или металлический корпус вентилятора вблизи катушки «притянут» к себе ЭМП, перегреются, а КПД печи упадет.

Примечание: для сравнения – индуктор для плавильной печи на 150 кг стали согнут из медной трубы 40 мм наружным диаметром и 30 внутренним. Число витков – 7, диаметр катушки по внутри 400 мм, высота тоже 400 мм. Для его раскачки на нулевой моде нужно 15-20 кВт при наличии замкнутого контура охлаждения дистиллированной водой.

Генератор

Вторая главная часть печи – генератор переменного тока. Сделать индукционную печь, не владея основами радиоэлектроники хотя бы на уровне радиолюбителя средней квалификации, не стоит и пытаться. Эксплуатировать – тоже, ведь, если печка не под компьютерным управлением, настроить ее в режим можно, только чувствуя схему.

Схема генератора для индукционной печи, дающая паразитное СВЧ

При выборе схемы генератора следует всячески избегать решений, дающих жесткий спектр тока. В качестве антипримера приводим довольно распространенную схему на тиристорном ключе, см. рис. выше. Доступный специалисту расчет по прилагаемой к ней автором осциллограмме показывает, что ППЭ на частотах свыше 120 МГц от индуктора, запитанного таким образом, превышает 1 Вт/кв. м. на расстоянии 2,5 м от установки. Убийственная простота, ничего не скажешь.

Схема лампового генератора для индукционной печи

В качестве ностальгического курьеза приводим еще схему древнего лампового генератора, см. рис. справа. Такие делали советские радиолюбители еще в 50-х годах, рис. справа. Настройка в режим – воздушным конденсатором переменной емкости С, с зазором между пластинами не менее 3 мм. Работает только на нулевой моде. Индикатор настройки – неоновая лампочка Л. Особенность схемы – очень мягкий, «ламповый» спектр излучения, так что пользоваться этим генератором можно без особых мер предосторожности. Но – увы! – ламп для него сейчас не найдешь, а при мощности в индукторе около 500 Вт энергопотребление от сети – более 2 кВт.

Примечание: указанная на схеме частота 27,12 МГц не оптимальна, она выбрана из соображений электромагнитной совместимости. В СССР она была свободной («мусорной») частотой, для работы на которой разрешения не требовалось, лишь бы устройство помех никому не давало. А вообще-то С можно перестраивать генератор в довольно широком диапазоне.

Самодельная тигельная индукционная печь 50-х годов.

На следующем рис. слева – простейший генератор с самовозбуждением. L2 – индуктор; L1 – катушка обратной связи, 2 витка эмалированного провода диаметром 1,2-1,5 мм; L3 – болванка или шихта. В качестве контурной емкости используется собственная емкость индуктора, поэтому эта схема не требует настройки, она автоматически входит в режим нулевой моды. Спектр мягкий, но при неправильной фазировке L1 мгновенно сгорает транзистор, т.к. он оказывается в активном режиме с КЗ по постоянному току в цепи коллектора.

Схема простейшего генератора для индукционной печи

Также транзистор может сгореть просто от изменения наружной температуры или саморазогрева кристалла – каких-либо мер по стабилизации его режима не предусмотрено. В общем, если у вас завалялись где-то старые КТ825 или им подобные, то начинать эксперименты по индукционному нагреву можно с этой схемки. Транзистор должен быть установлен на радиатор площадью не менее 400 кв. см. с обдувом от компьютерного или ему подобного вентилятора. Регулировка можности в индукторе, до 0,3 кВт – изменением напряжения питания в пределах 6-24 В. Его источник должен обеспечивать ток не менее 25 А. Мощность рассеивания резисторов базового делителя напряжения не менее 5 Вт.

Генератор-мультивибратор для индукционной печи

Схема на след. рис. справа – мультивибратор с индуктивной нагрузкой на мощных полевых тразисторах (450 B Uk, не менее 25 A Ik). Благодаря применению емкости в цепи колебательного контура дает довольно мягкий спектр, но внемодовый, поэтому пригоден для разогрева деталей до 1 кг для закалки/отпуска. Главный недостаток схемы – дороговизна компонент, мощных полевиков и быстродействующих (граничная частота не менее 200 кГц) высоковольтных диодов в их базовых цепях. Биполярные мощные транзисторы в этой схеме не работают, перегреваются и сгорают. Радиатор здесь такой же, как и в предыдущем случае, но обдува уже не нужно.

Следующая схема уже претендует на звание универсальной, мощностью до 1 кВт. Это – двухтактный генератор с независимым возбуждением и мостовым включением индуктора. Позволяет работать на 2-3 моде или в режиме поверхностного нагрева; частота регулируется переменным резистором R2, а диапазоны частот переключаются конденсаторами С1 и С2, от 10 кГц до 10 МГц. Для первого диапазона (10-30 кГц) емкость конденсаторов С4-С7 должна быть увеличена до 6,8 мкФ.

Схема универсального генератора для индукционной печи

Трансформатор между каскадами – на ферритовом кольце с площадью сечения магнитопровода от 2 кв. см. Обмотки – из эмалированного провода 0,8-1,2 мм. Радиатор транзисторов – 400 кв. см. на четверых с обдувом. Ток в индукторе практически синусоидальный, поэтому спектр излучения мягкий и на всех рабочих частотах дополнительных мер защиты не требуется, при условии работы до 30 мин в день через 2 дня на 3-й.

Видео: самодельный индукционный нагреватель в работе

Индукционные котлы

Индукционные водогрейные котлы, без сомнения, вытеснят бойлеры с ТЭНами везде, где электричество обходится дешевле других видов топлива. Но их неоспоримые достоинства породили и массу самоделок, от которых у специалиста иной раз буквально волосы дыбом встают.

Скажем, такая конструкция: пропиленовую трубу с проточной водой окружает индуктор, а он запитан от сварочного ВЧ-инвертора на 15-25 А. Вариант – из термостойкого пластика делают пустотелый бублик (тор), по патрубкам пропускают через него воду, а для нагрева обматывают шиной, образующий свернутый в кольцо индуктор.

ЭМП передаст свою энергию воде хорошо; та обладает неплохой электропроводностью и аномально высокой (80) диэлектрической проницаемостью. Вспомните, как стреляют в микроволновке оставшиеся на посуде капельки влаги.

Но, во-первых, для полноценного обогрева квартиры или частного дома зимой нужно не менее 20 кВт тепла, при тщательном утеплении снаружи. 25 А при 220 В дают всего 5,5 кВт (а сколько это электричество стоит по нашим тарифам?) при 100% КПД. Ладно, пусть мы в Финляндии, где электричество дешевле газа. Но лимит потребления на жилье – все равно 10 кВт, а за перебор нужно платить по увеличенному тарифу. И квартирная проводка 20 кВт не выдержит, нужно тянуть отдельный фидер от подстанции. Во что такая работа обойдется? Если еще электрикам далеко до перебора мощности по району и они ее разрешат.

Затем, сам теплообменник. Он должен быть или металлическим массивным, тогда будет действовать только индукционный нагрев металла, или из пластика с низкими диэлектрическими потерями (пропилен, между прочим, к таким не относится, годится только дорогой фторопласт), тогда вода непосредственно поглотит энергию ЭМП. Но в любом случае выходит, что индуктор греет весь объем теплообменника, а воде тепло отдает только внутренняя его поверхность.

В итоге, ценой больших трудов с риском для здоровья, получаем бойлер с КПД пещерного костра.

Индукционный котел отопления промышленного изготовления устроен совсем по-иному: просто, но в домашних условиях невыполнимо, см. рис. справа:

Схема индукционного водогрейного котла

• Массивный медный индуктор подключается непосредственно к сети.
• Его ЭМП греет также массивный металлический лабиринт-теплообменник из ферромагнитного металла.
• Лабиринт одновременно изолирует индуктор от воды.

Стоит такой бойлер в несколько раз дороже обычного с ТЭНом, и пригоден для установки только на пластиковые трубы, но взамен дает массу выгод:

1. Никогда не сгорает – в нем нет раскаленной электроспирали.
2. Массивный лабиринт надежно экранирует индуктор: ППЭ в непосредственной близости от 30 кВт индукционного бойлера – ноль.
3. КПД – более чем 99,5%
4. Абсолютно безопасен: собственная постоянная времени обладающей большой индуктивностью катушки – более 0,5 с, что в 10-30 раз больше времени срабатывания УЗО или автомата. Его еще ускоряет «отдача» от переходного процесса при пробое индуктивности на корпус.
5. Сам же пробой вследствие «дубовости» конструкции исключительно маловероятен.
6. Не требует отдельного заземления.
7. Безразличен к удару молнии; сжечь массивную катушку ей не под силу.
8. Большая поверхность лабиринта обеспечивает эффективный теплообмен при минимальном температурном градиенте, что почти исключает образование накипи.
9. Огромная долговечность и простота пользования: индукционный бойлер совместно с гидромагнитной системой (ГМС) и фильтром-отстойником работает без обслуживания не менее 30 лет.

О самодельных котлах для ГВС

Схема индукционного водонагревателя для ГВС

Здесь на рис. приведена схема маломощного индукционного нагревателя для систем ГВС с накопительным баком. В ее основе – любой силовой трансформатор на 0,5-1,5 кВт с первичной обмоткой на 220 В. Очень хорошо подходят сдвоенные трансформаторы от старых ламповых цветных телевизоров – «гробов» на двухстержневом магнитопроводе типа ПЛ.

Вторичную обмотку с таких снимают, первичку перематывают на один стержень, увеличив количество ее витков для работы в режиме, близком к КЗ (короткому замыканию) по вторичке. Сама же вторичная обмотка – вода в U-образном колене из трубы, охватывающем другой стержень. Пластиковая труба или металлическая – на промчастоте все равно, но металлическая должна быть изолирована от остальной системы диэлектрическими вставками, как показано на рис, чтобы вторичный ток замыкался только через воду.

В любом случае такая водогрейка опасна: возможная протечка соседствует с обмоткой под сетевым напряжением. Если уж идти на такой риск, то в магнитопроводе нужно насверлить отверстие под болт-заземлитель, и прежде всего наглухо, в грунт, заземлить трансформатор и бак стальной шиной не менее 1,5 кв. см. (не кв. мм!).

Далее трансформатор (он должен располагаться непосредственно под баком), с подключенным к нему сетевым проводом в двойной изоляции, заземлителем и водогрейным витком заливают в одну «куклу» силиконовым герметиком, как моторчик помпы аквариумного фильтра. Наконец, крайне желательно весь агрегат подключить к сети через быстродействующее электронное УЗО.

Видео: “индукционный” котел на основе бытовой плитки

Индуктор на кухне

Варочная индукционная плита

Индукционные варочные поверхности для кухни стали уже привычными, см. рис. По принципу действия это та же индукционная печка, только в роли короткозамкнутой вторичной обмотки выступает днище любой металлической варочной посудины, см. рис. справа, а не только из ферромагнитного материала, как часто не знаючи пишут. Просто алюминиевая посуда выходит из употребления; медики доказали, что свободный алюминий – канцероген, а медная и оловянная давно уже не в ходу по причине токсичности.

Бытовая индукционная плитка – порождение века высоких технологий, хотя идея ее зародилась одновременно с индукционными плавильными печами. Во-первых, для изоляции индуктора от стряпни понадобился прочный, стойкий, гигиеничный и свободно пропускающий ЭМП диэлектрик. Подходящие стеклокерамические композиты появились в производстве сравнительно недавно, и на долю верхней пластины плиты приходится немалая доля ее стоимости.

Схема кухонной индукционной плиты

Затем, все варочные посудины разные, а их содержимое изменяет их электрические параметры, и режимы приготовления блюд тоже разные. Осторожным подкручиванием ручек до нужной моды тут и специалист не обойдется, нужен высокопроизводительный микроконтроллер. Наконец, ток в индукторе должен быть по санитарным требованиям чистой синусоидой, а его величина и частота должны сложным образом меняться сообразно степени готовности блюда. То есть, генератор должен быть с цифровым формированием выходного тока, управляемым тем самым микроконтроллером.

Делать кухонную индукционную плиту самому нет смысла: на одни только электронные компоненты по розничным ценам денег уйдет больше, чем на готовую хорошую плитку. И управлять этими приборами пока еще сложновато: у кого есть, тот знает, сколько там кнопочек или сенсоров с надписями: «Рагу», «Жаркое» и т.п. Автор этой статьи видал плитку, где значилось отдельно «Борщ флотский» и «Суп претаньер».

Тем не менее, индукционные плиты имеют массу преимуществ перед прочими:

• Почти нулевая, в отличие от микроволновок, ППЭ, хоть сам на эту плитку садись.
• Возможность программирования для приготовления самых сложных блюд.
• Растопка шоколада, вытапливание рыбьего и птичьего жира, приготовление карамели без малейших признаков пригорания.
• Высокая экономичность как следствие быстрого нагрева и почти полного сосредоточения тепла в варочной посуде.

Разогрев варочной посуды на индукционной плите и газовой конфорке

К последнему пункту: взгляните на рис. справа, там графики разогрева стряпни на индукционной плите и газовой конфорке. Кто знаком с интегрированием, тот сразу поймет, что индуктор на 15-20% экономичнее, а с чугунным «блином» его можно и не сравнивать. Затраты денег на энергоноситель при приготовлении большинства блюд для индукционной плиты сравнимы с газовой, а на тушение и варку густых супов даже меньше. Индуктор пока уступает газу только при выпечке, когда необходим равномерный прогрев со всех сторон.

Видео: неудавшийся индукционный нагреватель из кухонной плиты

В заключение

Итак, индукционные электроприборы для подогрева воды и приготовления пищи лучше покупать готовые, дешевле и проще выйдет. А вот завести самодельную индукционную тигельную печку в домашней мастерской не помешает: станут доступными тонкие способы плавки и термообработки металлов. Нужно только помнить о ППЭ с СВЧ и строго соблюдать правила конструирования, изготовления и эксплуатации.

Обсуждение темы «Индукционная печь»

Ниже Вы можете поделиться своими мыслями и результатами с нашими читателями и постоянными посетителями.

Также можно задать вопросы автору*, он постарается на них ответить.

Индукционная печь своими руками – нужна или не нужна?

В повседневную жизнь печи, работающие по принципу электромагнитной индукции, пришли из промышленности. В металлургической отрасли они применяются для плавки цветных и черных металлов. Конечно, для того, чтобы индукционные отопительные приборы стали пригодны для использования в бытовых условиях, их конструкция претерпела ряд кардинальных изменений. Неизменным остался только принцип преобразования энергии. Рассмотрим, как можно сделать простейшую индукционную печь своими руками.

Конструкция и принцип работы индукционных приборов

Как уже отмечалось выше, печь работает по принципу индукционного нагрева.

В ходе работы прибор переводит в тепловую энергию электрический ток, образованный магнитным полем. Именно такой принцип работы отличает индукционные приборы от обычных электронагревателей.

Конструкция индуктора очень проста. Центром его является электропроводящая заготовка, как правило, графитовая или металлическая. Вокруг заготовки наматывается провод. Питание осуществляется от мощного генератора, способного запускать токи разной частоты.

В результате вокруг индуктора образуется электромагнитное поле. Оно, в свою очередь, создает вихревые токи в заготовке. Под воздействием токов графит и металл сильно разогреваются и их тепло передается окружающему воздуху помещения.

Во время работы индукционного нагревателя создается высокая температура. Именно этим и объясняется применение подобных печей в промышленности. Получаемых температур достаточно для плавки и поверхностной закалки металлов, термической обработки металлических заготовок. В быту индукторы стали применяться относительно недавно.

Какие виды индукционных печей существуют

По предназначению, индукционные печи можно условно разделить на две группы – промышленные и бытовые. Тем не менее, такая классификация была бы очень неполной. В группе производственного металлургического оборудования можно выделить несколько разновидностей печей:

• Тигельные. Один из самых распространенных в металлургии видов. В конструкции таких агрегатов отсутствует сердечник. Подобные устройства могут применяться для плавки и обработки любых металлов. Хорошо зарекомендовали себя не только в металлургии, но и в других отраслях, например, в ювелирном деле.
• Канальные. По конструкции напоминают трансформатор.
• Вакуумные. Используются в том случае, если необходимо обеспечить удаление из расплава примесей.

Бытовые печи тоже можно разделить на две основные группы:

• Приборы, предназначаемые для отопления. Это небольшие индукционные котельные установки, монтируемые в системах автономного отопления.
• Индукционные плиты, предназначающиеся для приготовления пищи. От обычной электроплиты отличаются экономичным расходованием электроэнергии.

Чем отличается самодельная индукционная печь от заводского аналога

Можно ли сделать индукционную печь или плиту своими руками? С одной стороны, они являются сложным оборудованием. С другой стороны, относительная простота и понятность принципа работы делает возможным создание самодельного нагревательного прибора, использующего принцип электромагнитной индукции. Более того, многие мастера, обладающие необходимыми навыками, создают эффективные агрегаты буквально из бросовых материалов. Для того, чтобы сделать индукционную печь или плиту своими руками, потребуется схема и неплохое знание физики. Все остальное сделают умелые ручки.

Самодельные индукционные печи чаще всего применяются для обогрева помещений. Небольшие тигельные конструкции хорошо подходят для плавки и обработки металлов в небольших объемах, например, при самостоятельном изготовлении ювелирных украшений или бижутерии. Индукционная плита – идеальное решение для дачного домика. Даже в городской квартире самоделки нашли свое применение. Их можно применять в качестве дополнительного нагревателя, на случай сбоев в центральной системе отопления.

Схема устройства индукционного нагревателя

Для начала работы потребуется схема простейшего индукционного нагревателя. Можно ли работать без нее? Можно, но не целесообразно. Все же нагреватель, работающий по индуктивному принципу, является сложным электрооборудованием. Его конструкцию и внутреннее содержимое стоит разработать заранее. Схема объединит все разработки мастера в единое целое. Если проектируется плита, а не простейший нагреватель, без схемы обойтись не получится вовсе.

Конструкция достаточно проста – общий корпус, индуктор, нагревательный элемент. Если прибор нужен для обработки материалов, дополнительно проектируется плавильная камера. Сердце индукционной печи или плиты – токопроводящая заготовка, которая разогревается до высоких температур. С этой задачей отлично справляются графитовые щетки и нихромовая спираль.

Что выбрать? Это зависит от тех задач, которые будет выполнять нагреватель. Для плавильной печи лучше взять графитовые щетки, для нагревательного прибора – нихромовую спираль. В пользу нихрома говорит и возможность подключения агрегата к обычной бытовой электросети напряжением 220 вольт.

Выгоды и изъяны индукционных устройств

На рынке отопительного оборудования можно купить абсолютно любой агрегат, в том числе и индукционный. Казалось бы, в самостоятельном изготовлении нет никакой нужды. Целесообразность самостоятельного конструирования и монтажа каждый мастер определяет для себя сам. Мы рассмотрим только основные факты.

• Индукционные котлы могут существенно отличаться по мощности, в зависимости от особенностей своей конструкции. Конечно, собрать своими руками прибор промышленной частоты не просто, да и не нужно. Если в них возникает нужда, их можно легко купить.
• Индукционные приборы надежны.
• Они экономичнее обычных электронагревателей.
• Индукционные агрегаты можно использовать не только для обогрева, но и для подключения к водяному контуру.
• Самодельный индукционный котел

  Устанавливать такую конструкцию можно в любом помещении дома или квартиры, нет нужды оборудовать специальную котельную.

• Устройство может применяться как основной котел в автономной отопительной сети или в комбинации с другими источниками тепла.
• Индукционные приборы отличаются простотой эксплуатации, не требуют периодического сервисного обслуживания.

Достоинства индукторов очевидны, но они не делают отопительные приборы идеальными.

Основной недостаток – высокая пожарная опасность прибора. Это нужно учитывать при его установке, особенно, если индукционная печь планируется для применения в отоплении жилого помещения.

Соблюдение правил техники безопасности позволяет уменьшить опасность, но не исключить ее.

Заключение

Сделать своими руками индукционную печь, безусловно, можно, но не всегда целесообразно. Не стоит браться за работу, если нет знаний в области физики и электрооборудования. Прежде чем конструировать даже простейшее устройство, его нужно разработать, спроектировать, составить схему. Если навыков изготовления электроприборов нет, лучше не браться за сложную конструкцию, а купить подходящий агрегат заводского изготовления.

требуемая схема и принцип работы,

Принцип работы индукционной печи

Конструкция индуктора довольно проста. Его центром является графитовая или металлическая электропроводящая заготовка, вокруг которой следует намотать провод. При помощи мощности генератора в индуктор начинают запускать токи разной частоты, создавая вокруг индуктора мощное электромагнитное поле. Благодаря воздействию такого поля на заготовку и создания в ней вихревых токов, графит или металл начинает очень сильно разогреваться и отдавать тепло окружающему воздуху.

В быту индукторы стали использоваться сравнительно недавно.

Виды индукционных устройств

По своему предназначению такие приборы бывают бытовыми и промышленными. Однако такая классификация считается неполной. Существует еще несколько разновидностей печей:

• Тигельные. Самый распространенный вид агрегатов, используемых в металлургии. Такая конструкция не содержит сердечник. Эти устройства в основном используются для обработки и плавки любых металлов. Замечательно зарекомендовали себя они и в других областях.
• Канальные. Их конструкция имеет сходство с трансформатором.
• Вакуумные. Применяются тогда, когда необходимо удалить примеси из металла.

Бытовые печи делятся на две группы:

• Агрегаты, которые используют для отопления. Представляют собой индукционные котельные установки небольшого размера, которые монтируются в системах автономного отопления.
• Индукционные плиты, на которых готовят пищу. Основное отличие от обыкновенной электроплиты – экономное расходование электроэнергии.

Можно ли изготовить индукционную печь, предназначенную для плавки металлов, своими руками? Хотя она и является, с одной стороны, сложным оборудованием, а с другой – благодаря относительной простоте и понятности принципа работы появляется возможность сделать индукционный нагревательный прибор своими руками. Кроме того, многие специалисты, обладающие необходимыми знаниями и навыками, способны создать качественные агрегаты из обычных материалов. Чтобы сделать индукционную печь своими руками, будет нужна схема и хорошее знание физики.

Индукционные печи своими руками в основном используются для обогрева помещений. Тигельные конструкции небольшого размера лучше всего подойдут для плавки металлов в небольших объемах, например, при изготовлении бижутерии или ювелирных украшений. Индукционные плиты считаются замечательным решением для дачных домиков. А в городской квартире их используют как дополнительный обогреватель, если произошел какой-либо сбой в центральной системе отопления.

Схема индукционной печи

Конструкция индукционной печи своими руками достаточно проста: нагревательный элемент, общий корпус, индуктор. Если агрегат потребуется для обработки материалов, следует дополнительно спроектировать плавильную камеру. Сердцем индукционной печи является заготовка, проводящая ток, способная разогреваться до высоких температур. С такой задачей замечательно справляются нихромовая спираль или графитовые щетки. Выбирая между ними, следует ориентироваться на те задачи, которые стоят перед нагревателем. Для плавильной печи лучшим вариантом будет использование графитовых щеток, для нагревательного прибора – нихромовой спирали. Использование нихрома дает возможность подключить агрегат к обычной электросети.

Как сделать индукционную печь своими руками

Для создания эффективного агрегата необходимо учитывать следующие параметры:

• частота и мощность генератора;
• скорость, с которой теряется тепло;
• количество потерь в вихревых токах.

Сначала необходимо правильно подобрать все необходимые детали схемы для получения достаточных условий для плавки в мастерской. Если агрегат собирают своими руками, частота генератора должна составлять 27,12 МГц. Катушку следует делать из провода или тонкой медной трубки, при этом не должно быть больше 10 витков.

Мощность электронных ламп должна быть большая. Схема предусматривает установку неоновой лампы, которая будет использоваться в качестве индикатора готовности устройства. В схеме также предусмотрено применение дросселей и керамических конденсаторов. К домашней розетке подключение осуществляется через выпрямитель.

Индукционная печь, изготовленная своими руками, выглядит следующим образом: небольшая подставка на ножках, к которой крепится генератор со всеми необходимыми деталями схемы. А уже к генератору подключается индуктор.

Преимущества и недостатки индукционных печей

Индукционные агрегаты могут иметь различную мощность и зависит это от особенностей конструкции. Своими руками собрать устройство промышленной частоты очень непросто, да и в этом нет необходимости. Лучше стоит их купить.

Индукционные печи могут иметь как плюсы, так и минусы:

• они очень надежные;
• гораздо экономичнее обыкновенных электронагревателей;
• их используют не только для обогрева, но и подключают к водяному контуру;
• устанавливать их можно в квартире или доме, не оборудуя для этого специальное помещение;
• такую печь используют не только в качестве основного котла в автономной сети отопления, но и в сочетании с другими тепловыми источниками;
• такие устройства очень просто эксплуатировать, при этом не требуется периодическое сервисное обслуживание;
• основным недостатком индукционной печи является ее высокая пожароопасность, поэтому это качество следует учитывать при установке ее в жилом помещении.

Безопасность

Работая с печью, следует опасаться получения термических ожогов. Кроме того, такое устройство имеет высокую пожарную опасность. Во время работы эти агрегаты ни в коем случае нельзя перемещать. Нужно быть очень внимательным, когда такие печи устанавливают в квартире.

Переменное электромагнитное поле начинает разогревать окружающее его помещение, и такая особенность находится в прямой зависимости от мощности и частоты излучения устройства. Мощные промышленные печи могут оказывать воздействие на предметы, находящиеся в карманах одежды, на близлежащие детали из металла, на ткани людей.

Заключение

Индукционную печь можно изготовить самостоятельно, но это не всегда целесообразно. Лучше не браться за такую работу, если нет совершенно никаких знаний в области электрооборудования и физики. Перед тем как приступить к конструированию даже самого простого устройства, его следует разработать, спроектировать и составить схему. Если нет никакого опыта в изготовлении электроприборов, лучше всего приобрести такой агрегат заводского изготовления.

краткое описание, правила подключения и возможные проблемы

Многофункциональные индукционные электроприборы длительное время использовались в металлургии и сварочной отрасли. Их производство относится к высоким технологиям. Усовершенствованная схема индукционной плиты активно используется в бытовой отрасли (создание электроплит). Даже если оборудование выходит из строя, это не является серьезной проблемой. Но специализированные сервисные центры требуют значительную плату за свои услуги. Чтобы сэкономить внушительную сумму, можно выполнить ремонт индукционной плиты своими руками.

Комплектующие элементы

Традиционная схема индукционной плитки состоит из нескольких ключевых деталей, каждая из которых предназначена для выполнения определенных функций. Слаженная работа агрегата достигается за счет наличия следующих элементов:

• Первичная обмотка (катушка) представлена в виде массивного медного проводника, который плотно уложен в форме спирали.
• Степень нагрева устройства непрерывно контролирует датчик. В критических случаях механизм отключает питание, за счет чего можно избежать поломки агрегата и возгорания.
• Универсальная плата генератора переменного тока работает исключительно на высокой частоте. Деталь оснащена теплоотводом выходного каскада. Наличие вентилятора обеспечивает принудительное охлаждение всего механизма.
• В корпусе изделия спрятаны ферриты, которые образуют ферромагнитный комплекс в сочетании с катушкой.
• Генератор защищен мощным корпусом, не препятствующим эффективному обдуву всей системы.

Принцип работы

Схема индукционной плиты не такая уж и сложная, если перед использованием изделия разобраться с тем, как оно функционирует. Работа агрегата построена на электромагнитных импульсах – механизме протекания тока при изменении общего магнитного потока. По своему принципу работы изделие очень похоже на классический трансформатор. Мощная катушка индукционного типа спрятана под стеклокерамической поверхностью. В нормальных условиях механизм взаимодействует с током частотой от 20 до 200 кГц. В качестве первичной обмотки используется катушка, а вторичной является посуда, которую пользователь устанавливает сверху на конфорку.

Схема индукционной плиты основана на том, что после размещения кастрюли на рабочей поверхности в действие вступают токи, которые и выполняют нагревание. Стеклокерамическая поверхность изделия хорошо накаляется, но исключительно от посуды, а не от встроенных механизмов.

Приготовление пищи

Абсолютно все схемы управления платами индукционной плитки рассчитаны на определенную посуду с магнитным днищем. Варочная поверхность автоматически распознает подходящую конструкцию и мгновенно активизируется после поворота конфорки. Производители разрешают использовать следующую посуду:

• Из нержавейки.
• Чугунную.
• Эмалированную, но только с плоским дном.

Если сама посуда изготовлена из стали, но сверху покрыта толстым слоем эмали, то и такое изделие можно использовать.

Выбор качественной модели

Схема настольной индукционной плитки построена таким образом, что все зависит от уровня напряжения в доме. Если показатели ниже требуемых значений, тогда будет регулярно выбивать главный предохранитель возле распределительного щитка, а также сгорит шнур питания.

Если потребитель понимает, что проблемы с напряжением все же присутствуют, тогда лучше изучить схему индукционной плитки Endever меньшей мощности, которая оснащена функцией самостоятельной регулировки требуемых показателей. Это самый простой и доступный вариант. Но скорость нагрева установленной емкости будет снижена. После покупки изделия нужно проложить самостоятельно кабель с соответствующим поперечным сечением. Для безопасности можно установить отдельный автоматический выключатель с подходящим номинальным током.

Виды неисправностей

В последнее время наибольшей популярностью пользуется индукционная плитка Galaxy GL 3054. Схема ремонта этого изделия отличается своей простотой и доступностью, за счет чего пользователям не нужно тратить большую сумму на восстановление работоспособности агрегата. К самым распространенным неисправностям относятся:

• Отсутствует реакция на сенсорную панель. Если на поверхности присутствуют жировые загрязнения, то система может просто не распознавать касания человека. Для решения этой проблемы достаточно выполнить аккуратную очистку поверхности.
• Не работает несколько конфорок. Нужно проверить подключение плиты к источнику питания. От перегрева может выйти из строя соединительный разъем индуктора.
• Охлаждающий вентилятор не отключается. Причиной может служить неисправность датчика температуры.
• Плита не реагирует на посуду. Для приготовления пищи можно использовать только те кастрюли и сковородки, которые изначально предназначены для таких варочных поверхностей. В противном случае нужно проверить блок питания и датчик температуры.
• Не отображается показатель остаточного тепла. Чаще всего ситуация возникает на фоне поломки термодатчика. Во время замены устройства нужно проверять надежность подключения соединительной проводки, чтобы избежать возможного возгорания.

Восстановление работоспособности

В частных жилых помещениях и квартирах все чаще используются однокомфорочные индукционные плитки. Электрические схемы позволяют домашним мастерам самостоятельно проводить необходимые ремонтные работы. Первым делом всегда отсоединяют изделие от электросети. Только после этого демонтируют декоративную поверхность, чтобы получить полноценный доступ к деталям. Любые следы копоти, смена традиционной расцветки элементов, признаки плавления должны вызвать опасение.

Эксперты рекомендуют заранее подготовить схему электрической индукционной плитки, так как в этом случае все ремонтные работы будут проходить гораздо быстрее. Скачать необходимый документ можно на официальном сайте производителя изделия. С помощью мультиметра нужно проверить блок предохранителей, кабель и сами контакты. Обязательно осматривают спирали индукционных катушек. На изделиях не должно быть трещин, а также касаний между витками. Необходимо протестировать исправность соединительной проводки. Цепи проверяют мультиметром. Необходимо аккуратно извлечь проблемную конфорку вместе с платой генератора. Мастеру предстоит внимательно осмотреть элементную базу. Сгоревшие радиодетали видно невооруженным глазом. Когда проблема обнаружена, нужно заменить вышедшие из строя детали. В этом случае поможет схема индукционной плитки. Своими руками выполнить все необходимые манипуляции не так уж и сложно, если заранее подготовить необходимые инструменты.

Преимущества и недостатки

Современная схема индукционной плитки позволяет добиться максимальных показателей КПД, существенной экономии электроэнергии, а также минимальных рисков получения термического ожога. Изделие является отличным помощником на любой кухне. Агрегат выгодно отличается от всех газовых и электрических аналогов. Основные преимущества индукционной плиты заметны даже новичку.

Отдельного внимания заслуживает современный внешний вид изделия. Плита органично впишется в любой дизайн кухни, а ухаживать за ней сможет даже ребенок. Для очистки от накопившегося жира и других пятен нужно использовать обычную губку с моющим средством. Запрещено применять металлические ершики и другие изделия, которые могут повредить поверхность.

После снятия с плиты сковородки или кастрюли изделие автоматически отключается, за счет чего электричество не расходуется впустую. Пища ничем не отличается от той, которая была приготовлена на обычном газу. К дополнительным удобствам можно отнести возможность регулировки температурного режима и наличие нескольких программ для качественной готовки.

К недостаткам можно отнести тот факт, что пользователям нужно использовать определенную посуду, которая изготовлена на основе ферромагнитных материалов. Такие плиты реализуются не сразу, если сравнивать с основными конкурентами. Среднестатистический покупатель не всегда может позволить себе приобрести такое изделие.

Безопасность для человека

В последнее время ведется много различных дискуссий об уровне вреда индукционных плит. Принцип работы таких изделий построен на электромагнитных полях, о негативности которых прекрасно известно всем. Экспертами было доказано, что на расстоянии 2 см от плиты излучение всегда выше допустимой нормы. Если кастрюля смещена относительно центра конфорки, то указанная норма будет завышена в районе 15 сантиметров от варочной поверхности.

Рекомендации

Качественное подключение индукционных варочных панелей в жилых зданиях занимает много свободного времени. Прежде чем приступать к самостоятельному монтажу изделия, нужно учесть сечение, мощность фаз и количество проводов силового кабеля между варочной поверхностью и домашним распределительным устройством. После установки обязательно нужно придерживаться основных правил эксплуатации, а также регулярно очищать поверхность от загрязнений. За счет этого плита прослужит не один год.

Как сделать простую индукционную плиту 180 Вт | Сделай Сам — Своими Руками

На самом деле индукционная плита является крайне простым устройством. Сделать полностью рабочий прототип под силу даже начинающему радиолюбителю. Вот отличный пример для повторения: простая схема, которая не содержит в своем составе ни микросхем, ни котроллеров. Всего два транзистора и несколько других деталей, позволят построить индукционную плиту с мощностью нагрева 180 Вт.

Детали, которые понадобятся:

Схема индукционной плиты

Схема классическая для простейших индукционных нагревателей с самовозбуждением.

Катушка плиты

Излучающая катушка плиты представляет из себя «улитку» намотанную виток к витку толстым изолированным проводом 1,5 кв.мм. и состоит из 18 витков с отводом от середины. Витки, чтобы не расходились, приклеены на клеящие полоски.

Изготовление индукционной плиты своими руками

Плата была изготовлена на заказ. Вы же можете собрать схему навесным монтажем, либо на универсальной плате.

Устанавливаем все детали на плату начиная с самых маленьких.

И заканчивая индуктивностью.

Запаиваем и обрезаем вывода.

Припаиваем провода питания, выходные транзисторы устанавливаем на небольшие радиаторы.

Подключаем излучающую катушку к выходу платы.

Подаем питание обязательно от мощного блока. При установке на катушку металлической посуды потребляемый ток должен существенно возрасти.

Через 10 минут вода закипит.

Мощность потребляемая плитой составляет 180 Вт, которая складывается из: 10 А ток потребления при 18 В. Эта мощность имеет более высокий КПД по сравнению с нагревательными элементами, так как легко концентрируется в нужном месте и не расходуется на теплопотери.

Смотрите видео

Еще один вариант простой индукционной плиты — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7031-kak-sdelat-prostuju-indukcionnuju-plitu-na-2-tranzistorah.html

Конструкция индукционной плиты с батарейным питанием

Аннотация

Многие люди в развивающихся регионах мира испытывают трудности с приготовлением пищи с использованием печей, выделяющих опасные пары и способствующих выбросу парниковых газов. Электрические плиты решат многие из этих проблем, но значительные препятствия на пути внедрения, в первую очередь отсутствие надежной электроэнергии, делают существующие коммерческие варианты невозможными. Тем не менее, плита с входной мощностью 24 В постоянного тока элегантно решает проблему прерывистого питания, позволяя использовать автомобильные аккумуляторы вместо подключения к сети, а также обеспечивая бесшовную интеграцию с небольшими солнечными установками и микросетями на основе солнечной энергии.Однако ни существующие коммерческие печи, ни научные исследования не пытались создать индукционную плиту, работающую от источника постоянного тока низкого напряжения. В данной статье представлена ​​конструкция низковольтного полумостового параллельного резонансного преобразователя с питанием от тока. Подробно обсуждается динамика этой новой топологии, и предоставляются моделирование для анализа поведения. Дополнительно описывается практическая реализация печи мощностью 500 Вт — 1 кВт. Эта плита является первой в своем роде и представляет собой новый вклад как в область индукционного приготовления, так и в область экологически чистых решений для приготовления пищи для развивающихся стран.

Описание

Отделение

Издатель

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Электротехника и информатика.

DIY Индукционный нагреватель с плоской катушкой BIFILAR

Самый простой и дешевый способ построить такой нагреватель — использовать электрическую схему, называемую драйвером Mazzilli ZVS, который является модифицированной версией генератора Ройера.
В отличие от моего предыдущего индукционного нагревателя, в этом используется плоская катушка с бифилярной обмоткой, запатентованная Николой Тесла 9 января 1894 года. Таким образом, магнитное поле, создаваемое одной обмоткой, равно и противоположно полю, создаваемому другой, в результате чего суммарное магнитное поле ноль (это нейтрализует любые негативные эффекты в катушке). С точки зрения электричества это означает, что самоиндукция катушки равна нулю.

Этот проект спонсировался NextPCB. Вы можете помочь мне поддержать, просмотрев их по одной из этих ссылок:
Зарегистрируйтесь, чтобы получить купон на 5 долларов:
https: // www.nextpcb.com?code=Mirko
Надежные многослойные платы Производитель:
https://www.nextpcb.com?code=Mirko
4-х слойные платы PCB 10 шт. всего за 12 $:
https://www.nextpcb.com/pcb-quote ? act = 1
Скидка 10% — Заказы на печатные платы и SMT:
СКИДКА 20% — Заказы на печатные платы и 15% на SMT: https: //www.nextpcb.com/activity/supp …

Самый простой и дешевый способ построить такой нагреватель можно с помощью электрической схемы, называемой драйвером Mazzilli ZVS, который является модифицированной версией генератора Ройера.
В отличие от моего предыдущего индукционного нагревателя, в этом используется плоская катушка с бифилярной обмоткой, запатентованная Николой Тесла 9 января 1894 года. Таким образом, магнитное поле, создаваемое одной обмоткой, равно и противоположно полю, создаваемому другой, в результате чего суммарное магнитное поле ноль (это нейтрализует любые негативные эффекты в катушке). С точки зрения электричества это означает, что самоиндукция катушки равна нулю.

Устройство состоит из двух или четырех мощных МОП-транзисторов, установленных на больших радиаторах с вентиляторами для охлаждения.В моем случае МОП-транзисторы SW3205. Также очень важной частью является емкостная батарея, состоящая из нескольких конденсаторов, соединенных параллельно. В данном случае это шесть качественных конденсаторов MKP емкостью 1 мкФ каждый и напряжением 400 В. Две тороидальные катушки служат для ограничения тока. Рабочая катушка представляет собой плоскую (блинную) катушку с двойной намоткой.

НА САМОМ ДЕЛЕ ЦЕЛЬ ДАННОГО ПРОЕКТА заключалась в сравнении эффективности такой бифилярной катушки со стандартной катушкой.

Конечным результатом стало отсутствие существенной разницы между двумя катушками индукционного нагревателя этого типа.Скажу лишь, что бифирли-катушку сделать намного сложнее. Интересно, что нагревательная спираль после этого не нагревается и мы можем свободно положить на нее руку. Это связано с тем, что в катушке используется медный провод с силиконовой изоляцией, устойчивый к температуре, а также очень плохой проводник тепла.

Устройство питается от блока питания 12 В от старого серверного компьютера. Блок питания должен обеспечивать ток не менее 10 А.

Teardown вторник: индукционная плита — Новости

Вы когда-нибудь задумывались, какие компоненты обеспечивают работу индукционной варочной панели? Мы узнаем во вторник Teardown на этой неделе.

Индукционные варочные панели — популярная альтернатива электрическим и газовым варочным панелям, поскольку они обеспечивают более высокую эффективность, чем их альтернативы. Этот прибор содержит две печатные платы, индукционную катушку и пару датчиков температуры. По сравнению со многими современными электронными устройствами, эта варочная панель очень модульная и легко ремонтируется.

Открытие

Чтобы открыть индукционную варочную панель, пришлось удалить восемь саморезов с крестообразным шлицем.Когда они были отключены, пластиковая оболочка разделилась на две части. Первая часть, верхняя, включает пользовательский интерфейс и связанную электронику. Нижняя часть — это стеклянная плита. Два слоя соединяет пятипозиционный ленточный кабель.

UI Электроника

Эта электроника позволяет пользователю управлять варочной панелью.Электроника пользовательского интерфейса состоит из печатной платы со всеми элементами пользовательского интерфейса на ней. Плата оснащена семью 5-миллиметровыми красными светодиодными индикаторами, шестью тактильными кнопками и семисегментным дисплеем. На плате есть посадочные места для двух дополнительных тактильных кнопок и еще двух светодиодов, но они не заполнены.

На обратной стороне платы находится драйвер светодиода «1628». Драйвер светодиодов 1628 производится несколькими компаниями и делает гораздо больше, чем просто управляет светодиодами.1628 преобразует последовательные данные в отдельные светодиодные элементы управления и позволяет сканировать кнопки. Этот драйвер находится в корпусе SOP 28 и припаян к задней части однослойной печатной платы.

На печатной плате есть несколько других пассивных компонентов, расположенных наверху. Эти компоненты выполняют преобразование логического уровня, используя сеть делителей напряжения, и помогают фильтровать сигналы.

Блоки питания

Расположенная в нижней половине открытого корпуса вторая печатная плата обеспечивает регулировку напряжения и управление устройством.Это односторонняя плата с несколькими перемычками и компонентами с обеих сторон. Сторона пайки платы покрыта конформным покрытием для защиты небольших компонентов для поверхностного монтажа.

Электропитание переменного тока, поступающее на эту печатную плату, делится на два пути. Существует тракт большей мощности, который питает индукционную катушку, и тракт меньшей мощности, питающий управляющую электронику.

120 В подключается через пару плоских разъемов. Затем 120 В проходит через предохранитель 250 В на 20 А. Защитный варистор Thinking TVR 07241 находится на входе для защиты электроники.

По пути малой мощности расположены четыре диода, которые образуют мостовой выпрямитель. Затем преобразователь переменного тока в постоянный преобразует напряжение в XVDC. Это преобразование контролируется с помощью STMicroelectronics VIPER12A и импульсного трансформатора с сердечником EE13. Преобразователь переменного тока в постоянный работает на фиксированной частоте 60 кГц.

Электроника большой мощности также проходит через мостовой выпрямитель, хотя и более мощный, установленный на радиаторе. Затем двухполупериодное выпрямленное напряжение проходит через две большие катушки индуктивности, L1 и L2, а затем сглаживается C2 и C3. Два параллельно включенных IGBT, Q1 и Q10, переключают напряжение на катушку.Это два транзистора Infineon IHW20N120R3, рассчитанные на 40 А при 1200 В.

Управляющая электроника

В основе этого устройства лежит специальный микроконтроллер S3F84B8 производства Zilog. Этот микроконтроллер предназначен для использования в индукционных варочных панелях!

Этот микроконтроллер имеет несколько функций, которые делают его выгодным для этого использования. Он имеет 10-битный канал ШИМ для переключения катушки, восемь 10-битных аналого-цифровых преобразователей.Потребовалось несколько внешних компонентов, что снизило стоимость спецификации.

Катушка

Ключевой частью индукционной варочной панели является змеевик. Катушка в этой индукционной варочной панели состоит из 21 витка лицевого провода. Многожильный провод Litz используется для уменьшения скин-эффекта.

В середине индукционной катушки находится датчик температуры.Датчик состоит из двух компонентов датчика температуры. Первый — это термопредохранитель. Этот предохранитель рассчитан на размыкание при температуре 184 ° C или 363 ° F.

Второй компонент — стабилитрон. Из-за температурных коэффициентов некоторых стабилитронов их можно использовать для измерения температуры по их обратному напряжению пробоя.

Заключение

Как видите, внутри этой варочной панели находится куча интересной электроники.Это один из недорогих вариантов, но он по-прежнему достаточно хорошо построен с большим количеством специализированных компонентов.

Next Teardown: Parrot Sumo Jumping Robot

Интеллектуальная индукционная варочная панель — точное управление нагревом

PSoC ^® микроконтроллеры (MCU) устраняют разрыв между дорогими, энергоемкими процессорами приложений и микроконтроллерами с низким энергопотреблением. Микроконтроллер PSoC ^® 6 со сверхнизким энергопотреблением оснащен Arm® Cortex® M4 для высокопроизводительных задач AI / ML, таких как алгоритм соответствия _FP, драйвер ЖК-дисплея TFT, распознавание голоса и управление двигателем, а также Arm® Cortex® M0 + для задач с низким энергопотреблением Управление системой, BLE и Caps.Благодаря встроенным средствам безопасности ваша система Интернета вещей защищена. Встроенная технология Capsense позволяет легко реализовать надежное сенсорное управление кнопками или дисплеями.

Наши комбинации AIROC ™ Wi-Fi и Combos объединяют IEEE 802.11a / b / g / n / ac WLAN и Bluetooth в одночиповое решение, что позволяет создавать проекты Интернета вещей малого форм-фактора. Комбинированные решения доступны как для 1×1 SISO со скоростью передачи данных PHY до 433 Мбит / с, так и для MIMO 2×2 со скоростью передачи данных PHY до 867 Мбит / с. Эти решения могут быть объединены с внешними микроконтроллерами от популярных поставщиков или Linux на процессорах приложений для реализации полной системы Wi-Fi + Bluetooth.

В ответ на растущее внимание злоумышленников к встроенным системам, Infineon предлагает аппаратные решения безопасности OPTIGA ™ Trust, основанные на высокопроизводительном контроллере безопасности, оптимизированном для подключенных устройств. Он обеспечивает чрезвычайно гибкий, высокопроизводительный и защищенный доступ к любому крупному поставщику облачных услуг.

Профилактическое обслуживание обеспечивает управляемый данными подход для прогнозирования и предотвращения отказов устройств на основе распознавания образов и интеллектуальных программных моделей. Чтобы собрать необходимые данные и обеспечить мониторинг состояния устройств в здании, интеллектуальные датчики XENSIV ™ помогают записывать наиболее важные параметры состояния устройства.

Infineon сочетает в себе лучшие в отрасли характеристики семейства TRENCHSTOP ™ с инновационной технологией Reverse Conducting RC-H IGBT для создания нового поколения лучших в своем классе устройств. Благодаря монолитно встроенному диоду RC-H IGBT идеально подходят для плавного переключения в качестве инвертируемых микроволновых печей.

Преодолейте проблемы смещения заземления в своей конструкции с помощью одноканальных неизолированных ИС драйвера затвора Infineon EiceDRIVER ™, 1EDNx550x, которые имеют истинные дифференциальные входы и гарантируют высокую устойчивость к отрицательным скачкам напряжения и низкое рассеяние.ИС драйвера затвора 1EDNx550x имеют истинные дифференциальные входы. Их входы управляющих сигналов в значительной степени не зависят от потенциала земли. Или используйте одноканальные неизолированные драйверы затвора 1ED4417x EiceDRIVER ™ 25 В от Infineon со встроенной защитой от перегрузки по току (OCP), сообщением о неисправностях и включенной функциональностью в 6-контактном корпусе PG-SOT23. Семейство 1ED4417x обеспечивает лучшую в своем классе и быструю точность отчетов о неисправностях с допуском порогового значения OCP +/- 5%.

Мы предлагаем лучший в отрасли портфель ИС драйверов затвора со сдвигом уровня для приложений от 500 В до 700 В, требующих функциональной изоляции.Доступен с функциональной изоляцией перехода со сдвигом уровня и уникальной технологией Infineon «Кремний на изоляторе» (SOI) с устройствами SOI, предлагающими встроенные диоды начальной загрузки (BSD) для снижения стоимости спецификации и системного уровня. Устройства SOI также обеспечивают лучшую в отрасли устойчивость к отрицательным характеристикам VS, обеспечивая долгосрочную надежность и быстрый выход на рынок.

Решения Infineon на основе SOI также поддерживают высокую частоту для приложений с частотой переключения выше 100 кГц из-за на 50% меньших потерь при сдвиге уровня по сравнению с типичными устройствами с изолированным переходом.

В нашем полном спектре IGBT вы можете найти оптимизированные по стоимости решения, разработанные для обеспечения высокой производительности, такие как семейство RC-H5 IGBT.Наши продукты также работают в условиях высоких электромагнитных помех и скачков напряжения и позволяют работать с высокой мощностью с высокой эффективностью системы благодаря низким значениям VCEsat, VF, Eoff и Rth.

Как работает индукционная плита? »Наука ABC

Когда доисторические люди впервые обнаружили огонь, их жизни были катапультированы на совершенно новый уровень изощренности. Из многочисленных применений огня, которые удалось обнаружить людям, наиболее заметной революцией в их существовании была кулинария, т. Е.е., используя огонь, чтобы нагревать, жарить, варить и запекать пищу, которую они раньше ели в сыром виде. С тех пор появилось много других изобретений, которые еще больше улучшили практику приготовления пищи.

Фото: Вы можете больше / Shutterstock

В прошлом веке, однако, два инструмента для приготовления пищи приобрели большую популярность и фанфары — микроволновые печи и индукционные варочные панели. Раньше мы уже обсуждали принцип работы микроволновых печей, но теперь пора обратить внимание на индукционные варочные панели.

Однако, прежде чем понять, как они на самом деле работают, необходимо понять, что на самом деле такое индукция.

Что такое индукция?

Электромагнитная индукция, которую часто называют просто индукцией, означает образование электрического тока в электрическом проводнике, вызванное изменяющимся магнитным полем. Видите ли, электричество и магнетизм — это не две несовместимые вещи; это две сущности, происходящие из одного и того же основного явления — электромагнетизма.

Вследствие этого изменение магнитного поля приводит к возникновению электрического тока; аналогично изменение электрического поля в проводнике создает магнитное поле. Последний принцип работы индукционных варочных панелей — это почти все, что вам нужно знать, чтобы понять принцип работы индукционных варочных панелей.

Индукционные варочные панели

Вид индукционной плиты изнутри: вы можете увидеть большую медную катушку, которая отвечает за создание магнитного поля, охлаждающий вентилятор и источник питания.Прямо в центре змеевика вы видите датчик температуры, покрытый белой термопастой. различных размеров. Он состоит из прочной термостойкой стеклокерамической пластины, на которую пользователь ставит кастрюли и сковороды, которые необходимо нагреть. Непосредственно под пластиной находится электромагнитная катушка из металла с электронным управлением.Это основной компонент, отвечающий за нагрев посуды, находящейся над варочной панелью.

Когда вы включаете питание варочной панели, через катушку проходит электрический ток. Электрический ток, проходящий через катушку, создает магнитное поле во всех направлениях вокруг катушки, в том числе непосредственно над ней (где размещаются кастрюли и сковороды). Обратите внимание, что до этого момента тепло не выделяется, поскольку создаваемое магнитное поле не выделяет тепла, если в смесь не помещается третий объект — сковорода.

Когда на варочную панель ставится сковорода (сделанная из подходящего материала), магнитное поле, создаваемое катушкой, проникает и в металл сковороды. Это флуктуирующее магнитное поле теперь заставляет электрический ток течь и через материал сковороды. Ток, «индуцированный» таким образом на поверхности сковороды, называется вихревым током, который отличается от электрического тока, протекающего по проводам. Вихревые токи (также известные как токи Фуко) на самом деле представляют собой петли электрического тока, которые индуцируются в металлическом поле из-за изменяющегося магнитного поля поблизости.

Этот индуцированный ток проходит по металлической конструкции сковороды, рассеивая часть своей энергии в виде тепла. Это тепло, которое повышает температуру сковороды, установленной на варочную панель, и готовит пищу внутри сковороды за счет теплопередачи за счет теплопроводности и конвекции.

Фотография предоставлена: Flickr

Обратите внимание на одну интересную вещь: если вы включите индукционную плиту и положите на нее руку, вы не почувствуете тепла! Он будет такой же температуры, как и любой другой предмет на кухне.Это связано с тем, что для выработки тепла требуется подходящая посуда, через которую изменяющееся магнитное поле может индуцировать ток, который затем может рассеивать энергию для производства тепла.

Прежде чем проводить этот небольшой эксперимент, обратите особое внимание на это важное предложение.

Это ОЧЕНЬ важно, поскольку варочная панель может быть горячей из-за тепла сковороды, которая была помещена на нее несколько минут назад.

Преимущества и недостатки индукционных варочных панелей

Индукционные варочные панели очень энергоэффективны, так как они передают большую часть энергии сковороде с минимальными потерями энергии, что является отличным качеством для любого электрического прибора.Кроме того, индукционные варочные панели нагревают продукты очень быстро, в отличие от обычных плит, которые теряют много энергии для окружающей среды. Их также довольно легко чистить, эксплуатировать и безопасно использовать благодаря отсутствию открытого огня, в отличие от обычных печей.

Потери энергии минимальны в индукционной варочной панели (Изображение предоставлено Pixabay)

Главный недостаток индукционных варочных панелей заключается в том, что они работают только с «совместимыми» с ними сковородами и кастрюлями. Емкости и сосуды, размещенные на варочной панели, должны содержать железо в той или иной форме (например,g., нержавеющая сталь), так как это единственный металл, который эффективно генерирует вихревые токи и выделяет тепло с помощью магнитных полей. (Источник). Поэтому стеклянную, алюминиевую и медную посуду нельзя использовать на индукционных плитах.

Статьи по теме

Статьи по теме

Короче говоря, использование индукционной варочной панели — это разумный шаг, если вы заботитесь об электрической эффективности, быстром нагреве, лучшем контроле приготовления пищи и более высоком уровне безопасности.Что касается пригодности вашей посуды для индукционных варочных панелей, просто попробуйте прикрепить к ней магнит. Если он прилипнет, значит, сковорода / кастрюля пригодны для использования! Приятного аппетита!

индукция% 20cooker% 20component% 20list% 20on% 20pcb техническое описание и примечания по применению

Индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель — интересное устройство, позволяющее быстро нагревать металлический предмет.Имея достаточную мощность, можно даже расплавить металл. Индукционный нагреватель работает без ископаемого топлива и может отжигать и нагревать предметы различной формы. Я решил сделать индукционный нагреватель, способный плавить сталь и алюминий, поэтому я собрал устройство, которое выдает около 3 киловатт! Затем я построил блок мощностью 10 кВт, который мог самостоятельно фиксировать резонансную частоту. Оба агрегата были способны левитировать металлы. В этом руководстве много страниц, заполненных практической и теоретической информацией, которая поможет вам в моих усилиях.Просто продолжайте нажимать «Далее», и в конце концов вы попадете на схемы. У меня их несколько для инверторов меньшего и большего размера.

*****

Я собрал на Youtube несколько плейлистов, в которых объясняются тонкости создания надежного индукционного нагревателя. На моем канале есть видеоролики, показывающие, как это работает, и видеоролики, объясняющие, как проектировать и делать различные части. Мой хороший плейлист —-> здесь, но на YouTube-канале Imsmoother есть еще больше видео.

*****

В первой части этого руководства я расскажу о моей разработке инвертора на 3 кВт. Моей первоначальной целью было быстрое нагревание металлов. Моей следующей целью было левитировать металлы. Мне это удалось, но я понял, что не могу левитировать из твердой меди и стали. Их плотность была слишком велика для магнитного поля. Это была моя конечная цель: левитировать и удерживать расплавленную медь и сталь. В конце этого урока я перейду к разработке блока мощностью 10 кВт, который реализовал эту цель.Я также остановлюсь на проблемах, которые пришлось преодолеть, чтобы этого добиться.

Начнем.

Мой индукционный нагреватель — инвертор. Инвертор использует источник постоянного тока и преобразует его в переменный ток. Электропитание переменного тока приводит в действие трансформатор, который соединен с последовательным баком LC. Частота инвертора устанавливается равной резонансной частоте резервуара, что позволяет генерировать очень высокие токи внутри катушки резервуара. Катушка соединена с заготовкой и создает вихревые токи.2. Заготовка похожа на однооборотную катушку; рабочая катушка имеет несколько витков. Таким образом, у нас есть понижающий трансформатор, поэтому в заготовке генерируются еще более высокие токи.

Я хотел бы поблагодарить Джона Дирмонда, Тима Уильямса, Ричи Бернетта и других участников форума 4hv за неоценимую помощь за то, что они помогли мне разобраться в этой теме. А теперь, прежде чем мы поговорим подробнее, давайте посмотрим на несколько изображений того, что он может делать:

Позже дам ссылку на видео, где он работает.Вот инвертор:

Теперь я перейду к каждой части. Затем я дам схемы, расскажу о том, как вы можете построить это устройство.