Индукционный нагреватель из сварочного инвертора схема: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Содержание

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Использование индукционных катушек вместо традиционных ТЭН в отопительном оборудовании позволило значительно увеличить КПД агрегатов при меньшем потреблении электроэнергии. Индукционные нагреватели появились в продаже относительно недавно, к тому же по достаточно высоким ценам. Поэтому народные умельцы не оставили эту тему без внимания и придумали, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

  • высокий показатель КПД;
  • агрегат работает практически бесшумно;
  • индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
  • нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
  • оборудование не требует постоянного обслуживания;
  • благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
  • из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукторного типа содержит следующие элементы.

  1. Генератор тока. Благодаря данному модулю переменный ток бытовой электросети преобразуется в высокочастотный.
  2. Индуктор. Изготавливается из медной проволоки, скрученной в виде катушки, для образования магнитного поля.
  3. Нагревательный элемент. Представляет собой металлическую трубу, размещенную внутри индуктора.

Все перечисленные элементы, взаимодействуя между собой, работают по следующему принципу. Выработанный генератором высокочастотный ток поступает на катушку индуктора, изготовленную из медного проводника. Ток высокой частоты преобразуется индуктором в электромагнитное поле. Далее, металлическая труба, находящаяся внутри индуктора, разогревается благодаря воздействию на нее вихревых потоков, возникающих в катушке.

Теплоноситель (вода), проходящий через нагреватель, забирает тепловую энергию и переносит ее в отопительную систему. Также теплоноситель выступает в роли охладителя нагревательного элемента, что продляет “жизнь” отопительному котлу.

Ниже предоставлена электрическая схема индукционного нагревателя.

На следующем фото показано, как работает индукционный нагреватель металла.

Важно! Если прикоснуться разогреваемой деталью к двум виткам индуктора, то произойдет межвитковое замыкание, от которого мгновенно выгорят транзисторы.

Сборка и монтаж системы

Подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для подсоединения сварочных кабелей, нельзя. Если это сделать, то агрегат просто выйдет из строя.

Чтобы приспособить инвертор под работу с индукционным нагревателем, потребуется достаточно сложная переделка аппарата, требующая, в первую очередь, знаний в радиоэлектронике.

В двух словах, эта переделка выглядит так: катушку, а именно ее первичную обмотку, требуется подсоединить после преобразователя высокой частоты инвертора вместо встроенной индукционной катушки последнего. Кроме этого, потребуется удалить диодный мост и спаять конденсаторный блок.

Как происходит переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель, можно узнать из этого видео.

Индукционная печь для металла

Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, потребуются следующие материалы.

  1. Инверторный сварочный аппарат. Хорошо, если в агрегате будет реализована функция плавной регулировки тока.
  2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной, чтобы сделать 7 витков вокруг заготовки 4-5 см в диаметре. Кроме этого, после витков должны остаться свободные концы трубки длиной около 25 см.

Для сборки печи выполните следующие действия.

  1. Подберите какую-либо деталь диаметром 4-5 см, которая будет служить шаблоном для наматывания катушки из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая труба.
  2. Возьмите медную трубку и заклепайте один ее конец молотком.
  3. Плотно заполните трубку сухим песком и заклепайте второй ее конец. Песок не даст трубке сломаться при скручивании.
  4. Сделайте 7 витков трубки вокруг шаблона, после чего спилите ее концы и высыпьте песок.
  5. Подсоедините получившуюся катушку к переделанному инвертору.

Совет! Если предполагается, что индукционная печь будет работать длительное время на большой мощности, то к трубке рекомендуется подвести водяное охлаждение.

Индукционный нагреватель для воды

Для сборки отопительного котла потребуются следующие конструктивные элементы.

  1. Инвертор. Аппарат выбирается такой мощности, какая нужна для отопительного котла.
  2. Толстостенная труба (пластиковая), можно марки PN Ее длина должна быть 40-50 см. Сквозь нее будет проходить теплоноситель (вода). Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше 5 см. В таком случае наружный диаметр будет равняться 7,5 см. Если внутренний диаметр будет меньше, то и производительность котла буде невысокой.
  3. Стальная проволока. Также можно взять пруток из металла диаметром 6-7 мм. Из проволоки или прутка нарезаются небольшие куски (4-5 мм). Эти отрезки будут выполнять роль теплообменника (сердечника) индуктора. Вместо стальных отрезков можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной шнек.
  4. Палочки или стержни из текстолита, на которые будет наматываться индукционная катушка. Применение текстолита убережет трубу от нагретой катушки, поскольку данный материал устойчив к высоким температурам.
  5. Изолированный кабель сечением 1,5 мм2 и длиной 10-10,5 метров. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолоконной или асбестовой.

Совет! Вместо стальной проволоки допускается использовать металлическую губку из нержавейки. Но перед покупкой их проверяют магнитом: если мочалка притягивается магнитом, то ее можно использовать в качестве нагревателя.

Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника изделиями из металла, о которых говорилось выше. На конце трубы, служащей корпусом, припаяйте переходники, подходящие по диаметру к трубам отопительного контура.

При необходимости, к переходникам можно припаять уголки. Также следует припаять муфты-американки. Благодаря им нагреватель будет легко демонтировать, для проведения ремонта или профилактического осмотра.

На следующем этапе на корпус теплообменника необходимо наклеить

текстолитовые полоски, на которые будет наматываться катушка. Также следует сделать из того же текстолита пару стоек высотой 12-15 мм. На них будут расположены контакты для подключения нагревателя к переделанному инвертору.

Поверх полосок из текстолита намотайте катушку. Между витками должно быть расстояние не менее 3 мм. Намотка должна состоять из 90 витков проводника. Концы кабеля необходимо закрепить на ранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в кожух, который в целях безопасности будет выполнять роль изоляции. Для кожуха подойдет пластиковая труба диаметром большим, чем катушка. В защитном кожухе необходимо сделать 2 отверстия для вывода электрического кабеля. В торцы трубы можно установить заглушки, после чего в них следует проделать отверстия под патрубки. Через последние котел будет подсоединяться к отопительной магистрали.

Важно! Испытывать нагреватель можно лишь после заполнение его водой. Если включить его “на сухую”, то пластиковая труба расплавится, и придется собирать нагреватель заново.

Далее, котел врезается в систему отопления по схеме, приведенной ниже.

Схема подключения состоит из следующих элементов.

  1. Источник высокочастотного тока. В данном случае – это видоизмененный инвертор.
  2. Индукционный нагреватель.
  3. Элементы безопасности. В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
  4. Шаровые краны. Используются для слива или заправки системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
  5. Циркуляционный насос. Благодаря ему вода сможет двигаться по отопительной системе.
  6. Фильтр. Применяется для очистки теплоносителя от механических загрязнений. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
  7. Расширительный бачок мембранного типа.
    Применяется для компенсации теплового расширения воды.
  8. Радиатор отопления. Для индукционного отопления лучше использовать либо алюминиевые радиаторы, либо биметаллические, поскольку они при небольших габаритах имеют высокую теплоотдачу.
  9. Шланг, через который можно заполнять систему либо сливать из нее теплоноситель.

Как видно из вышеописанного метода, самостоятельно изготовить индукционный нагреватель вполне возможно. Но лучше покупного он не будет. Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в электротехнике, следует задуматься, насколько будет безопасной эксплуатация такого аппарата, поскольку он не оборудован ни специальными датчиками, ни блоком контроля. Поэтому рекомендуется отдать предпочтение готовому оборудованию, изготовленному в заводских условиях.

Как сделать индукционный нагреватель и печь из сварочного инвертора

Отопительная система – важная составляющая любого дома. Её можно назвать «сердцем» жилища, ведь именно тепло формирует уют и атмосферу.

Рынок изобилует различными видами газовых котлов, потому что они считаются самыми эффективными. Однако газовая магистраль может быть расположена довольно далеко, поэтому в данном случае электрическое оборудование выходит на первый план. Довольно популярны индукционные котлы. Достоинством этого типа обогрева является то, что индукционная печь из сварочного инвертора без проблем изготавливается своими руками.  На основе вихревых током можно сконструировать также индукционный нагреватель для металла, взяв за источник тока сварочный инвертор.

Принцип работы

Нагревательный элемент представлен набором трёх элементов:

  1. Нагревательный элемент – трубка (обычно металлическая или полимерная). Находится в индукторном элементе. Внутри него имеется теплоноситель.
  2. Генератор переменного тока (альтернатор) увеличивает показатели частоты бытовой сети (делает их выше стандарта в 50 Гц).
  3. Индуктор – медная цилиндрическая катушка из проволоки, являющаяся генератором электромагнитного поля.

Принцип конструирования нагревателя ТВЧ

Теория применения индукционных нагревателей значительно опережала практику по той причине, что использование устройств с низкой частотой не приносило бы адекватной пользы. Однако после решения проблемы о выработке высокой частоты магнитного поля, индукционные элементы стали широко использоваться.
Чтобы понять, как сделать индукционный нагреватель, сначала нужно рассмотреть, как он работает. Принципы работы довольно прост:

  1. Генератор оперирует токами высокой частоты (ТВЧ). В индуктор передаётся высокочастотный ток из генератора.
  2. Катушка принимает ток. Она является преобразователем, так как на выходе получается уже электромагнитное поле.
  3. Повышается температура нагревательного элемента, благодаря вихревым потокам, возникающим от смены вектора поля. Энергия передаётся практически без потерь.
  4. Также нагревается теплоноситель, расположенный внутри трубы, а энергия передаётся в систему отопления.

Плюсы и минусы

Индукционные электронагреватели выделяются рядом важных преимуществ, выраженных в следующих характеристиках:

  1. На нагревательном элементе исключено образование накипи, так как создаётся вибрация посредством воздействия вихревых токов. Отсюда следует, что траты на чистку котлов отсутствуют.
  2. Теплогенератор вихревого типа герметичен, даже самодельный. Поэтому протечки в котлах стопроцентно исключены. Это достигается за счёт принципа работы теплогенератора: теплоноситель разогревается внутри металлической трубы, а энергия передаётся на расстоянии через электромагнитное поле. Разъёмные соединения отсутствуют.
  3. Нагревательный элемент не нужно ремонтировать или заменять, так как это металлическая трубка. А вот нагревательная спираль ТЭНа вполне может перегореть, так что конструкция для нагрева металла из сварочного инвертора безопасна в это отношении.
  4. Индукционный нагреватель из сварочного инвертора беззвучен, хоть он и вибрирует. Частота вибрации попросту мала по сравнению со слышимыми звуковыми волнами.
  5. Немаловажное достоинство – это низкие затраты на сборку.

Несмотря на важные преимущества, у индукционных нагревателей есть ряд недостатков:

  1. Нахождение в непосредственной близости от нагревателя может быть опасно, так как разогревается не только нагревательный элемент, то и ближайшее к нему пространство.
  2. Обогревание дома на электричестве обходится дороже по сравнению с газом. Поэтому перед тем, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, неплохо подсчитать будущие затраты.
  3. Присутствует опасность детонации котла по причине перегрева теплоносителя. Чтобы избежать этой проблемы, обычно устанавливают датчик давления.

Конструирование электронагревателя

Чтобы начать создание индукционного нагревателя своими руками, необходимо подготовить детали:

  1. Корпус устройства –труба из полимера диаметром 50 мм, которая должна выдерживать высокие температуры.
  2. Нагреваемый элемент – проволока из нержавеющего металла.
  3. Держатель для кусков проволоки – металлическая сетка с маленькими отверстиями.
  4. Составляющая индуктора – проволока из меди.
  5. Прибор для подачи воды – циркуляционный насос.
  6. Устройство для контроля температуры – терморегулятор.
  7. Подключение к отоплению – шаровые краны и переходники.
  8. Кусачки.

Принципиальная схема, использующая принцип последовательного резонанса

Инвертор от устройства для сварки.

Формирование электромагнитного поля за пределами индуктора требует мощной катушки с большим количеством витков, да и согнуть трубу тоже дело не из лёгких. Поэтому мастера рекомендуют сделать из трубы подобие сердечника, поместив её в индукционную катушку.
Вообще, корпус устройства задумывался металлическим, но, в силу малых размеров индуктора, трубу заменяют на полимерную с металлической проволокой внутри.
После сбора необходимых деталей можно приступить к изготовлению индукционного котла по приведённой ниже схеме. Нужно обратить внимание на последовательность шагов, так как от соблюдения этапов зависит результат.

Сначала нужно закрепить металлическую сетку на один из концов полимерной трубы, чтобы нагревательные кусочки проволоки не проваливались во время эксплуатации.

С этого же конца трубы закрепляется переходник для дальнейшего соединения с отоплением.

Далее нужно нарезать проволоку, используя кусачки. Длина кусочков варьируется от 1 до 6 см.
Потом эти кусочки нужно максимально плотно уложить в трубу так, чтобы в ней не оставалось свободного пространства.

Второй конец трубы проходит те же 2 начальных этапа: установка металлической сетки и переходника.
Далее начинается этап изготовления индуктора: нужно намотать медную проволоку, при этом норма витков составляет 80-90 штук.
К полюсам инвертора нужно подключить концы медной проволоки.

Важно: Необходимо изолировать все электрические соединения. Этот этап лучше перепроверить несколько раз.После этого нужно подключить обогреватель к отоплению.

Нужно монтировать в систему отопления циркуляционный насос (если он отсутствовал).
И, наконец, подключается терморегулятор. Он обеспечивает автоматизированную работу нагревателя.

Индуктор начинает создавать электромагнитное поле после запуска инвертора. Появляются вихревые потоки, нагревающие проволоку внутри трубы, и как итог – весь теплоноситель.

 

Так, создание индукционного нагревателя на базе сварочного инвертора довольно несложное дело. Тем более, у данного типа обогревания есть множество плюсов, которые вытекают в эффективность, долговечность оборудования и низкие финансовые затраты. Однако нужно помнить о мерах предосторожности, чтобы не пришлось переделывать всю работу заново, подбирать качественные детали и сохранять поэтапность сборки нагревателя.

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Можно ли самостоятельно сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора, причём никаких противозаконных действий вы не делаете, и контролирующие или надзорные органы не могут вам наказать за такой способ подключения к электросети. Многие считают, что рациональным решением создания отопительной системы в доме будет подключение газового котла. В принципе, все это верно, но как быть собственнику недвижимости, если нет прямого выхода на централизованную систему газоснабжения. В данном случае поможет один из распространённых вариантов, это монтаж индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Внешний вид индукционного нагревателя из сварочного инвертора

Конструктивные элементы индукционной системы

Состав основных компонентов изготовления нагревателя включает в себя такие компоненты, детали и узлы:

  • Генераторные установки преобразования переменного типа тока. В качестве варианта, используют специальный вариант прибора, который преобразует стандартную частоту в 50 Гц в более высокие параметры бытовой электросети с высокими частотными характеристиками.
  • Конструкция индуктора. Специальное устройство в виде цилиндрической катушки, в основе которой используется медная проволока, принцип работы которой зависит от имеющего электромагнитного поля.

Медная катушка для нагревателя

  • Нагревательный компонент или узел, элемент. В качестве детали используют специальную металлическую трубу стандартного диаметра и размера или пруток, который вводится в магнитное поле.

В дальнейшем собирая индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками, все взаимосвязанные компоненты взаимодействуют следующим образом:

  • Генератор соответствующим естественным путём повышает частоту используемого тока и в трансграничном варианте модифицированного состояния транслирует получаемую энергию на основную катушку.
  • Индуктор, по своим параметрам, осуществляет приём высоко частного имеющегося тока, далее происходит преобразование в электромагнитное поле соответствующего переменного вида. В этом случае происходит комплексное изменение направления вектора электромагнитных характеристик волновых значений, причём, обязательно с высокой частотой принципа воздействия.

В конечном итоге происходит передача нужного уровня электроэнергии, без видимых условных потерь. КПД показателей данных индуктивности хватает на обогрев необходимой площади здания.

«Обратите внимание!

Примечательно, что данный эффект пользуется повышенным спросом во многих отраслях промышленности и индукционный нагреватель из сварочного инвертора для кузнечного дела и в металлургии является обыденным явлением в сегодняшних экономических реалиях.»

В дальнейшем общий принцип распределения получаемой энергии может иметь тривиальный характер. Так, вы можете передать энергию для разогрева жидкости в теплоносителе, или использовать для иных целей, где необходимо использовать повышенные температурные режимы эксплуатации.  Расход энергии осуществляется в трубчатом теплоносителе, где происходит естественная циркуляция. Примечательно, что если индукционный нагреватель из сварочного инвертора не греет, то его можно использовать в качестве охладителя того же варианта отопительной системы.

Преимущественные характеристики индукционного нагревателя

Как видно, режим жёсткой экономии электроэнергии позволяет реализовать на практике интересные идеи как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, не прибегая к дорогостоящим вариантам. Основные технические и конструкционные достоинства системы:

Достоинства

Очень высокий КПД, который может достигать до 100 %
Нет необходимости прибегать к частому техническому уходу
Электромагнитное поле образует вибрационный режим воздействия, что предотвращает образованию накипи на стенках металлического корпуса.
Полностью бесшумный принцип работы установки.
Высокие критерии уровня полной безопасности, как по противопожарным мерам, так и в электробезопасности.
Полностью герметичная конструкция, которая исключает появление неприятных моментов в виде протечек устройства.
Режим работы установки, полностью автоматизированный.

Есть один существенный недостаток, для того, что собрать схему индукционного нагревателя из сварочного инвертора, потребуется вложиться в немаленькую сумму. Промышленные варианты стоят действительно дорого, но сэкономить вы можете только в том случае, если произведёте сборку конструкции согласно общим рекомендациям ведущих специалистов.

Электрическая схема индукционного нагревателя

Материалы, необходимые для самостоятельной сборки индукционного нагревателя

Теперь перейдём к самому главному, какие материалы необходимы для устройства индукционного нагревателя. В данном случае вам понадобятся:

  • Инверторный комплекс, который мы используем в сварочном агрегате инверторного типа.
  • Пластиковая основа корпуса, где будет собрана основная часть устройства с металлическими частями.
  • Проволока стандартная из нержавейки, которая станет нагревательным элементом в действующем электромагнитном поле.
  • Сетка металлическая с мелким ячеистым зерном, которая будет в процессе эксплуатации, удерживать внутри действующего прибора, куски из нержавеющей проволоки.
  • Медный компонент проволоки, для удерживания индуктора.
  • Для полдачи воды, подбираем эффективный циркуляционный насос общего принципа действия.
  • Терморегулятор общего вида
  • Переходные варианты кранов, или шаровые соединения, для подключения к основной системе отопления.
  • Инструмент для обработки проволоки – кусачки.

Сборка и монтажные работы

После того, как вы подготовили необходимый минимум инструментов и оборудования для изготовления индукционного нагревателя, приступаем к непосредственному монтажу, который включает в себя следующие характеристики:

  • В одном из доступном концах пластиковой трубы крепим металлическую сетку, которая предотвратить проваливание проволоки, в процессе режима нагрева.
  • В этой же части торцевого соединения крепим переходник, который подсоединяется к отопительной системе общего принципа действия.
  • При помощи слесарных стандартных кусачек нарезаем нержавеющую проволоку длиной от 1 до 6 см.
  • Готовые части нарезанных кусков проволоки плотно и тщательно укладываем в трубу. Обратите внимание, не должно быть никакого свободного пространства внутри пластиковой трубы.
  • На втором конце трубы также фиксируем сетку, и точно также устанавливаем второй переходник, который будет подключён к отопительному комплексу здания.
  • Индуктор изготавливаем путём наматывания (накручивания обычным метолом) на металлическую трубу медной проволоки, причём общее количество витковых соединений на трубе должно быть в пределах 80-90 единиц.
  • Используя общую схему подключения, подсоединяем медные обмотки к требуемым полюсам инвертора, встроенного в сварочное оборудование.
  • Все компоненты электрической части индуктора и нагревателя тщательно изолируем специальными доступными средствами.
  • Монтируем в отопительную систему циркуляционный насос, если такового варианта не было изначально.
  • К инверторной части нагревателя подсоединяем терморегулятор, который будет служить принципом автоматизированного управления всей системы в целом.

Далее, мы осуществляем подключение инвертора, который будет на индукторе образовывать магнитное поле, провоцируемое появлением специальных вихревых потоков.

 

В данном случае потоки будут разгонять конструкцию индуктора до требуемого режима разогрева всей системы теплоносителя. Обязательно соблюдаем меры безопасности и аккуратно подсоединяем все задействованные узлы и компоненты для индукционного нагревателя общего и специального принципа действия.

Монтажная схема индукционного нагревателя. Простой индукционный нагреватель

Умельцы придумали много способов для отопления дома. Один из них — индукционный нагреватель. Как и любой другой, он имеет свои преимущества и недостатки.

Принцип действия

В основе работы лежит закон Джоуля-Ленца, который отражает прямую зависимость тепловой отдачи проводника от напряженности электрического поля. Всем известна взаимосвязь магнетизма и электричества, которые просто не могут существовать одно без другого. Если на катушку подать ток высокой частоты, вокруг нее образуется магнитное поле. Его поток будет пронизывать токопроводящий сердечник, вставленный в катушку. Возникшая магнитная индукция будет постоянно меняться по направлению и времени, что вызовет появление вихревых токов, движущихся по замкнутому кругу. А это преобразовывает электромагнитную энергию в тепловую. Такова в общих чертах схема индукционного нагревателя.

Индукционные нагреватели блестяще зарекомендовали себя в самых разных областях применения. С их помощью можно проводить поверхностную закалку металлических изделий, сверхчистую, бесконтактную сварку, точечный прогрев и даже плавку токопроводящих материалов. Производственные индукторы оборудованы мощным трансформатором, способным подавать на них большие токи.

Индуктор в быту

Поскольку схема подобного нагревателя не отличается сложностью, а КПД такого устройства очень высок (до 98%), вихревой индукционный нагреватель не мог не заинтересовать народных умельцев.

Очень часто у многих возникает идея об использовании принципа индукции для отопления дома. Ведь индукционный обогреватель способен нагревать воду чуть ли не мгновенно. Поэтому существует целый ряд конструкций, представляющих собой самодельный индукционный нагреватель.

В физике много законов, обойти которые не получится никогда. Энергия не берется из ниоткуда, а потому количество потребляемого электричества не может быть меньше, чем требуется тепловой энергии.

Другими словами, если для прогрева помещения требуется 5 кВт/ч, то не получится сделать это, потребляя всего 2 кВт/ч электроэнергии, какой бы замечательной ни была конструкция нагревателя. Если планируется отапливаться с помощью индуктора, нужно быть готовым к повышению выплат за электричество.

Самым популярным вариантом среди мастеров-умельцев является индукционный нагреватель из сварочного инвертора. Этому есть ряд причин:

  1. Инвертор выдает ток повышенных частот, что значительно повышает напряженность электрического поля, а это благотворно сказывается на теплоотдаче.
  2. Сварочный инвертор способен на подачу больших токов. Из всех приборов, доступных для бытового применения, инвертор лучше всего подходит для использования в качестве блока питания индукционного нагревателя.

Элементы конструкции

Индукционный нагреватель своими руками делается следующим образом:

  1. Кусок пластиковой трубы с толщиной стенок не менее 3 мм заполняется кусками металлической проволоки. Длина их примерно около 5 см.
  2. Оба края этого отрезка трубы закрываются металлической сеткой, чтобы она удерживала эти куски на месте. Труба должна быть заполнена проволокой полностью.
  3. После этого она должна быть аккуратно обмотана толстым медным проводом — порядка 90 витков. Желательно выбирать провод с диаметром не ниже 3 мм.
  4. С помощью переходников и фитингов труба присоединяется к отопительной системе, которая после этого заполняется водой.
  5. Концы провода присоединяются к клеммам сварочного инвертора.
  6. Необходимо обеспечить выполнение всех мер пожарной и электробезопасности.

После включения устройства металлические куски проволоки мгновенно нагреются и начнут отдавать тепло проходящей свозь них воде.

Особо стоит заострить внимание на том, что вода обязательно должна непрерывно циркулировать.

В противном случае температура трубы поднимется настолько, что появится угроза ее расплавления

Это является 1 из самых серьезных недостатков подобных нагревателей. В случае частого отсутствия хозяев необходима система автоматического компьютерного контроля за работой нагревателя.

Индукционный нагреватель вполне пригоден для отопления, но при этом имеет свои недостатки. Они вполне исправимы и при грамотной проработке деталей данная конструкция способна конкурировать с другими.

Использование индукционных катушек вместо традиционных ТЭН в отопительном оборудовании позволило значительно увеличить КПД агрегатов при меньшем потреблении электроэнергии. Индукционные нагреватели появились в продаже относительно недавно, к тому же по достаточно высоким ценам. Поэтому народные умельцы не оставили эту тему без внимания и придумали, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

  • высокий показатель КПД;
  • агрегат работает практически бесшумно;
  • индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
  • нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
  • оборудование не требует постоянного обслуживания;
  • благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
  • из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукторного типа содержит следующие элементы.

  1. Генератор тока . Благодаря данному модулю переменный ток бытовой электросети преобразуется в высокочастотный.
  2. Индуктор . Изготавливается из медной проволоки, скрученной в виде катушки, для образования магнитного поля.
  3. . Представляет собой металлическую трубу, размещенную внутри индуктора.

Все перечисленные элементы, взаимодействуя между собой, работают по следующему принципу . Выработанный генератором высокочастотный ток поступает на катушку индуктора, изготовленную из медного проводника. Ток высокой частоты преобразуется индуктором в электромагнитное поле. Далее, металлическая труба, находящаяся внутри индуктора, разогревается благодаря воздействию на нее вихревых потоков, возникающих в катушке. Теплоноситель (вода), проходящий через нагреватель, забирает тепловую энергию и переносит ее в отопительную систему. Также теплоноситель выступает в роли охладителя нагревательного элемента, что продляет “жизнь” отопительному котлу.

Ниже предоставлена электрическая схема индукционного нагревателя.

На следующем фото показано, как работает индукционный нагреватель металла.

Важно! Если прикоснуться разогреваемой деталью к двум виткам индуктора, то произойдет межвитковое замыкание, от которого мгновенно выгорят транзисторы.

Сборка и монтаж системы

Подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для подсоединения сварочных кабелей, нельзя. Если это сделать, то агрегат просто выйдет из строя. Чтобы приспособить инвертор под работу с индукционным нагревателем, потребуется достаточно сложная переделка аппарата, требующая, в первую очередь, знаний в радиоэлектронике.

В двух словах, эта переделка выглядит так: катушку, а именно ее первичную обмотку, требуется подсоединить после преобразователя высокой частоты инвертора вместо встроенной индукционной катушки последнего. Кроме этого, потребуется удалить диодный мост и спаять конденсаторный блок.

Как происходит переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель, можно узнать из этого видео .

Индукционная печь для металла

Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, потребуются следующие материалы.

  1. Инверторный сварочный аппарат . Хорошо, если в агрегате будет реализована функция плавной регулировки тока.
  2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной, чтобы сделать 7 витков вокруг заготовки 4-5 см в диаметре. Кроме этого, после витков должны остаться свободные концы трубки длиной около 25 см.

Для сборки печи выполните следующие действия.

  1. Подберите какую-либо деталь диаметром 4-5 см, которая будет служить шаблоном для наматывания катушки из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая труба.
  2. Возьмите медную трубку и заклепайте один ее конец молотком.
  3. Плотно заполните трубку сухим песком и заклепайте второй ее конец. Песок не даст трубке сломаться при скручивании.
  4. Сделайте 7 витков трубки вокруг шаблона, после чего спилите ее концы и высыпьте песок.
  5. Подсоедините получившуюся катушку к переделанному инвертору.

Совет! Если предполагается, что индукционная печь будет работать длительное время на большой мощности, то к трубке рекомендуется подвести водяное охлаждение.

Индукционный нагреватель для воды

Для сборки отопительного котла потребуются следующие конструктивные элементы.

  1. Инвертор. Аппарат выбирается такой мощности, какая нужна для отопительного котла.
  2. Толстостенная труба (пластиковая), можно марки PN Ее длина должна быть 40-50 см. Сквозь нее будет проходить теплоноситель (вода). Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше 5 см. В таком случае наружный диаметр будет равняться 7,5 см. Если внутренний диаметр будет меньше, то и производительность котла буде невысокой.
  3. Стальная проволока . Также можно взять пруток из металла диаметром 6-7 мм. Из проволоки или прутка нарезаются небольшие куски (4-5 мм). Эти отрезки будут выполнять роль теплообменника (сердечника) индуктора. Вместо стальных отрезков можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной шнек.
  4. Палочки или стержни из текстолита , на которые будет наматываться индукционная катушка. Применение текстолита убережет трубу от нагретой катушки, поскольку данный материал устойчив к высоким температурам.
  5. Изолированный кабель сечением 1,5 мм 2 и длиной 10-10,5 метров. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолоконной или асбестовой.

Совет! Вместо стальной проволоки допускается использовать металлическую губку из нержавейки. Но перед покупкой их проверяют магнитом: если мочалка притягивается магнитом, то ее можно использовать в качестве нагревателя.

Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника изделиями из металла, о которых говорилось выше. На конце трубы, служащей корпусом, припаяйте переходники, подходящие по диаметру к трубам отопительного контура.

При необходимости, к переходникам можно припаять уголки. Также следует припаять муфты-американки . Благодаря им нагреватель будет легко демонтировать, для проведения ремонта или профилактического осмотра.

На следующем этапе на корпус теплообменника необходимо наклеить текстолитовые полоски , на которые будет наматываться катушка. Также следует сделать из того же текстолита пару стоек высотой 12-15 мм. На них будут расположены контакты для подключения нагревателя к переделанному инвертору.

Поверх полосок из текстолита намотайте катушку. Между витками должно быть расстояние не менее 3 мм. Намотка должна состоять из 90 витков проводника. Концы кабеля необходимо закрепить на ранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в кожух, который в целях безопасности будет выполнять роль изоляции. Для кожуха подойдет пластиковая труба диаметром большим, чем катушка. В защитном кожухе необходимо сделать 2 отверстия для вывода электрического кабеля. В торцы трубы можно установить заглушки, после чего в них следует проделать отверстия под патрубки. Через последние котел будет подсоединяться к отопительной магистрали.

Важно! Испытывать нагреватель можно лишь после заполнение его водой. Если включить его “на сухую”, то пластиковая труба расплавится, и придется собирать нагреватель заново.

Схема подключения состоит из следующих элементов.

  1. Источник высокочастотного тока . В данном случае – это видоизмененный инвертор.
  2. Элементы безопасности . В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
  3. Шаровые краны . Используются для слива или заправки системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
  4. Циркуляционный насос . Благодаря ему вода сможет двигаться по отопительной системе.
  5. Фильтр. Применяется для очистки теплоносителя от механических загрязнений. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
  6. Расширительный бачок мембранного типа. Применяется для компенсации теплового расширения воды.
  7. Радиатор отопления . Для индукционного отопления лучше использовать либо алюминиевые радиаторы, либо биметаллические, поскольку они при небольших габаритах имеют высокую теплоотдачу.
  8. Шланг, через который можно заполнять систему либо сливать из нее теплоноситель.

Как видно из вышеописанного метода, самостоятельно изготовить индукционный нагреватель вполне возможно. Но лучше покупного он не будет. Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в электротехнике, следует задуматься, насколько будет безопасной эксплуатация такого аппарата, поскольку он не оборудован ни специальными датчиками, ни блоком контроля. Поэтому рекомендуется отдать предпочтение готовому оборудованию, изготовленному в заводских условиях.

Индукционный нагрев (Induction Heating) — метод бесконтактного нагрева токами высокой частоты (англ. RFH — radio-frequency heating, нагрев волнами радиочастотного диапазона) электропроводящих материалов.

Описание метода.

Индукционный нагрев — это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно — это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля). Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку под действием джоулева тепла (см. закон Джоуля-Ленца).

Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

Для железа, кобальта, никеля и магнитных сплавов при температуре ниже точки Кюри μ имеет величину от нескольких сотен до десятков тысяч. Для остальных материалов (расплавы, цветные металлы, жидкие легкоплавкие эвтектики, графит, электролиты, электропроводящая керамика и т. д.) μ примерно равна единице.

Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.

Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием — этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.

Применение:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла.
Получение опытных образцов сплавов.
Гибка и термообработка деталей машин.
Ювелирное дело.
Обработка мелких деталей, которые могут повредиться при газопламенном или дуговом нагреве.
Поверхностная закалка.
Закалка и термообработка деталей сложной формы.
Обеззараживание медицинского инструмента.

Преимущества.

Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в непроводящей жидкости, в вакууме.

Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева — эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал — металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, жидкие металлы и т. п.

За счёт возникающих МГД усилий происходит интенсивное перемешивание жидкого металла, вплоть до удержания его в подвешенном состоянии в воздухе или защитном газе — так получают сверхчистые сплавы в небольших количествах (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле).

Поскольку разогрев ведётся посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.

Индуктор можно изготовить особой формы — это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации, не приводя к их короблению или локальному непрогреву.

Легко провести местный и избирательный нагрев.

Так как наиболее интенсивно разогрев идет в тонких верхних слоях заготовки, а нижележащие слои прогреваются более мягко за счёт теплопроводности, метод является идеальным для проведения поверхностной закалки деталей (сердцевина при этом остаётся вязкой).

Лёгкая автоматизация оборудования — циклов нагрева и охлаждения, регулировка и удерживание температуры, подача и съём заготовок.

Установки индукционного нагрева:

На установках с рабочей частотой до 300 кГц используют инверторы на IGBT-сборках или MOSFET-транзисторах. Такие установки предназначены для разогрева крупных деталей. Для разогрева мелких деталей используются высокие частоты (до 5 МГц, диапазон средних и коротких волн), установки высокой частоты строятся на электронных лампах.

Также для разогрева мелких деталей строятся установки повышенной частоты на MOSFET-транзисторах на рабочие частоты до 1,7 МГц. Управление транзисторами и их защита на повышенных частотах представляет определённые трудности, поэтому установки повышенной частоты пока ещё достаточно дороги.

Индуктор для нагрева мелких деталей имеет небольшие размеры и небольшую индуктивность, что приводит к уменьшению добротности рабочего колебательного контура на низких частотах и снижению КПД, а также представляет опасность для задающего генератора (добротность колебательного контура пропорциональна L/C, колебательный контур с низкой добротностью слишком хорошо «накачивается» энергией, образует короткое замыкание по индуктору и выводит из строя задающий генератор). Для повышения добротности колебательного контура используют два пути:
— повышение рабочей частоты, что приводит к усложнению и удорожанию установки;
— применение ферромагнитных вставок в индукторе; обклеивание индуктора панельками из ферромагнитного материала.

Так как наиболее эффективно индуктор работает на высоких частотах, промышленное применение индукционный нагрев получил после разработки и начала производства мощных генераторных ламп. До первой мировой войны индукционный нагрев имел ограниченное применение. В качестве генераторов тогда использовали машинные генераторы повышенной частоты (работы В. П. Вологдина) или искровые разрядные установки.

Схема генератора может быть в принципе любой (мультивибратор, RC-генератор, генератор с независимым возбуждением, различные релаксационные генераторы), работающей на нагрузку в виде катушки-индуктора и обладающей достаточной мощностью. Необходимо также, чтобы частота колебаний была достаточно высока.

Например, чтобы «перерезать» за несколько секунд стальную проволоку диаметром 4 мм, необходима колебательная мощность не менее 2 кВт при частоте не менее 300 кГц.

Выбирают схему по следующим критериям: надёжность; стабильность колебаний; стабильность выделяемой в заготовке мощности; простота изготовления; удобство настройки; минимальное количество деталей для уменьшения стоимости; применение деталей, в сумме дающих уменьшение массы и габаритов, и др.

На протяжении многих десятилетий в качестве генератора высокочастотных колебаний применялась индуктивная трёхточка (генератор Хартли, генератор с автотрансформаторной обратной связью, схема на индуктивном делителе контурного напряжения). Это самовозбуждающаяся схема параллельного питания анода и частотно-избирательной цепью, выполненной на колебательном контуре. Она успешно использовалась и продолжает использоваться в лабораториях, ювелирных мастерских, на промышленных предприятиях, а также в любительской практике. К примеру, во время второй мировой войны на таких установках проводили поверхностную закалку катков танка Т-34.

Недостатки трёх точки:

Низкий кпд (менее 40 % при применении лампы).

Сильное отклонение частоты в момент нагрева заготовок из магнитных материалов выше точки Кюри (≈700С) (изменяется μ), что изменяет глубину скин-слоя и непредсказуемо изменяет режим термообработки. При термообработке ответственных деталей это может быть недопустимо. Также мощные твч-установки должны работать в узком диапазоне разрешённых Россвязьохранкультурой частот, поскольку при плохом экранировании являются фактически радиопередатчиками и могут оказывать помехи телерадиовещанию, береговым и спасательным службам.

При смене заготовок (например, более мелкой на более крупную) изменяется индуктивность системы индуктор-заготовка, что также приводит к изменению частоты и глубины скин-слоя.

При смене одновитковых индукторов на многовитковые, на более крупные или более малогабаритные частота также изменяется.

Под руководством Бабата, Лозинского и других учёных были разработаны двух- и трёхконтурные схемы генераторов, имеющих более высокий кпд (до 70 %), а также лучше удерживающие рабочую частоту. Принцип их действия состоит в следующем. За счёт применения связанных контуров и ослабления связи между ними, изменение индуктивности рабочего контура не влечёт сильного изменения частоты частотозадающего контура. По такому же принципу конструируются радиопередатчики.

Современные твч-генераторы — это инверторы на IGBT-сборках или мощных MOSFET-транзисторах, обычно выполненные по схеме мост или полумост. Работают на частотах до 500 кГц. Затворы транзисторов открываются с помощью микроконтроллерной системы управления. Система управления в зависимости от поставленной задачи позволяет автоматически удерживать

А) постоянную частоту
б) постоянную мощность, выделяемую в заготовке
в) максимально высокий КПД.

Например, при нагреве магнитного материала выше точки Кюри толщина скин-слоя резко увеличивается, плотность тока падает, и заготовка начинает греться хуже. Также пропадают магнитные свойства материала и прекращается процесс перемагничивания — заготовка начинает греться хуже, сопротивление нагрузки скачкообразно уменьшается — это может привести к «разносу» генератора и выходу его из строя. Система управления отслеживает переход через точку Кюри и автоматически повышает частоту при скачкообразном уменьшении нагрузки (либо уменьшает мощность).

Замечания.

Индуктор по возможности необходимо располагать как можно ближе к заготовке. Это не только увеличивает плотность электромагнитного поля вблизи заготовки (пропорционально квадрату расстояния), но и увеличивает коэффициент мощности Cos(φ).

Увеличение частоты резко уменьшает коэффициент мощности (пропорционально кубу частоты).

При нагреве магнитных материалов дополнительное тепло также выделяется за счет перемагничивания, их нагрев до точки Кюри идет намного эффективнее.

При расчёте индуктора необходимо учитывать индуктивность подводящих к индуктору шин, которая может быть намного больше индуктивности самого индуктора (если индуктор выполнен в виде одного витка небольшого диаметра или даже части витка — дуги).

Имеются два случая резонанса в колебательных контурах: резонанс напряжений и резонанс токов.
Параллельный колебательный контур – резонанс токов.
В этом случае на катушке и на конденсаторе напряжение такое же, как у генератора. При резонансе, сопротивление контура между точками разветвления становится максимальным, а ток (I общ) через сопротивление нагрузки Rн будет минимальным (ток внутри контура I-1л и I-2с больше чем ток генератора).

В идеальном случае полное сопротивление контура равно бесконечности — схема не потребляет тока от источника. При изменение частоты генератора в любую сторону от резонансной частоты полное сопротивление контура уменьшается и линейный ток (I общ) возрастает.

Последовательный колебательный контур – резонанс напряжений.

Главной чертой последовательного резонансного контура является то, что его полное сопротивление минимально при резонансе. (ZL + ZC – минимум). При настройке частоты на величину, превышающую или лежащую ниже резонансной частоты, полное сопротивление возрастает.
Вывод:
В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0, а напряжение максимально.
В последовательном контуре наоборот — напряжение стремится к нулю, а ток максимален.

Статья взята с сайта http://dic.academic.ru/ и переработана в более понятный для читателя текст, компанией ООО «Проминдуктор».

Сегодня при организации нагрева воды большое распространение получил индукционный водонагреватель. Эта востребованность обеспечена тем, что прибор является полностью экологически безопасным, не сушит и не пережигает воздух. Использование такого прибора может быть реализовано для проточного нагревания воды или в качестве нагревательного котла. Купить индукционный водонагреватель можно как в магазине, так и изготовить своими руками. Стоит отметить, что по техническим характеристикам он не уступит покупаемой модели, правда, будет выглядеть не так привлекательно, но стоит при этом намного меньше.

Применение такого прибора в домашних условиях позволяет получить максимальную производительность и надежность в эксплуатации. При этом агрегат не нужно сопровождать особой документацией и разрешением для установки, например, как газовый бойлер. Применяя индукционный нагреватель в роли традиционного отопительного котла, в некоторых случаях не потребуется использование насоса. Движение теплоносителя достигается путем процессов конвекции : вода при большом нагревании превращается в пар.

Стоит отметить, что у индукционного водонагревателя есть масса преимуществ, которые выделяют его среди конкурентов.

  1. Стоимость такого устройство незначительная.
  2. Есть возможность собрать нагреватель самостоятельно.
  3. Не издает постороннего шума. Катушка в процессе работы достаточно сильно вибрирует, но она практически не ощутима.
  4. Из-за постоянной вибрации грязь и накипь не успевает прикрепляться к функциональным элементам, поэтому прибор не нуждается в регулярной чистке.
  5. В своем составе имеет тепловой генератор, который очень легко делается герметичным. Вода, выступающая теплоносителем, помещена в нагревательный элемент, благодаря чему энергия передается через магнитное поле. Здесь не требуется использование контактов, а соответственно сальников и различных уплотнительных резинок, которые имеют особенность быстро выходить из строя.
  6. Редко ломается, так как за нагрев воды отвечает простая трубка, в которой просто нечему сломаться или перегореть.

Выбирая индукционный водонагреватель, хозяин получает прибор с минимальным эксплуатационным обслуживанием, так как он состоит из небольшого числа составляющих. А они, в свою очередь, очень редко выходят из строя.

Принцип работы индукционного котла

Но и без недостатков нельзя обойтись. Как и в любом виде техники, они есть.

  1. Высокое потребление электроэнергии , которое выльется большими счетами за свет;
  2. Устройство очень сильно нагревается, причем горячим становится все вокруг, поэтому не стоит прикасаться к прибору во время его работы.
  3. Индукционный водонагреватель имеет сильную теплоотдачу, поэтому необходима установка датчика температуры , чтобы предотвратить перегрев прибора, и, соответственно, взрыв.

Виды индукционных водонагревателей

Все приборы подобного типа, которые могут быть изготовлены своими руками, можно разделить на две группы:

  1. Вихревые нагреватели индукторного типа , которые чаще всего используются в домах для выполнения функций отопления. Именно их процесс изготовления будет рассмотрен ниже.
  2. Обогреватели, конструкция которых подразумевает применение разных видов электронных узлов и деталей.

При создании вихревого индукционного нагревателя (или сокращенно ВИН) своими руками, следует предусмотреть следующие конструкционные узлы:

  • элемент, отвечающий за преобразование электроэнергии в ток высокочастотного типа;
  • индуктор (чаще всего выполняется в виде цилиндрическом элементе из медной проволоки), что при использовании выполняет функцию трансформатора, отвечающего за образование поля магнитного характера;
  • элемент, который будет играть роль нагревательного, располагается внутри самого индуктора.

Работа ВИН выглядит следующим образом.

  1. Высокочастотный ток из преобразователя передается на индуктор.
  2. В индукторе образуется магнитное поле , что в свою очередь создает потоки вихревого характера.
  3. Теплообменник под действием вихревых потоков достаточно быстро достигает высокой температуры и, соответственно, нагревает теплоноситель, который распространяет тепло дальше.

Схема современного водонагревателя

Одним из самых главных компонентов является индукционная катушка, к изготовлению которой стоит отнестись с особой внимательностью. Медная проволока очень аккуратно наматывается на трубу из пластика, причем число мотков не должно быть меньше 100.

Из представленного описания можно сделать вывод, что изготовить индукционный водонагреватель самостоятельно не сложно.

Особенности изготовления

Индукционный нагреватель своими руками можно изготовить двумя способами. Вкратце стоит рассмотреть каждый из них.

Вариант 1

Наиболее простой прибор (при этом он будет иметь высокую мощность) можно изготовить на основе печатной схемы . Среди особенностей схемы, которая будет использоваться в приборе, следует выделить следующие моменты:

  • вся конструкция, по сути, представлена мультивибратором с организацией высокой мощности;
  • особое внимание стоит уделить сопротивлению, так как именно оно будет предотвращать перегрев транзисторов;
  • индуктор в таком приборе должен быть выполнен в виде спирали из 6-8 витков медной проволоки;
  • в качестве регулятора можно использовать соответствующий элемент из блока питания компьютера и не задумываться над его контракцией.

Вихревой индукционный нагреватель

Вариант 2

В основу изготовления такого прибора своими руками положено использование электронного трансформатора.

Суть такого способа изготовления индукционного водонагревателя состоит в следующем.

  1. Две трубы с использованием сварки стоит соединить так, чтобы визуально они походили на бублик. Этот элемент впоследствии будет играть роль как элемента для нагревания, так и проводника.
  2. На корпус потребуется намотать проволоку из меди.
  3. Чтобы обеспечить качественное и быстрое движение воды, в основной корпус приваривают 2 патрубка. В один из них вода будет поступать, а со второго выходить уже в саму систему.

Вот и все советы по тому, как собрать такой нагревательный прибор своими руками и обеспечить в доме качественное отопление и постоянное присутствие горячей воды.

Обновлено:

2016-09-12

Создать индукционный нагреватель своими руками просто. Это устройство, которое способно нагревать металл методом воздействия вихревым током Фуко. К достоинствам можно отнести следующее:

  • он герметичный и обеспечивает бесконтактную передачу данных;
  • бесшумный;
  • небольшая стоимость деталей;
  • экологически безопасный;
  • очень быстро нагревается;
  • на нем не появляется накипь вследствие вибрации индукционных действий;
  • долговечный.

Среди недостатков выделяют:

  • высокую стоимость потребляемого электричества;
  • электромагнитные поля отрицательно влияют на человека;
  • есть риск детонации отопительной системы по причине избытка давления.

Обратите внимание на схему нагревателя. Чтобы изготовить нагреватель, потребуется отрезок толстостенной трубы из пластика. Она послужит корпусом данного устройства. Затем нужно подготовить проволоку из стали, диаметр которой не составляет более 7 мм. Еще, если нужно будет подключить нагреватель к отопительной системе, то рекомендуется запастись переходниками. Также потребуется металлическая сетка. Она будет удерживать проволоку внутри корпуса. Обязательно потребуется проволока из стали для создания катушки индуктивности. Еще нужно найти высокочастотный инвертор, который имеется почти в любом гараже.

Теперь о самом процессе изготовления. Вначале проводятся предварительные действия для проволоки. Проволоку нужно нарезать отрезками, длина которых 5-6 см. Затем дно отрезка трубы накрывается сеткой, а внутрь насыпаются отрезки нарезанной проволоки. В верхней части трубу тоже потребуется накрыть сеткой. Проволоки требуется насыпать такое количество, чтобы до самого верха заполнилась вся труба.

Теперь, как показывает схема, делается катушка. Основа — это пластиковый корпус. На него следует намотать 90 медных витков.
Когда элемент будет сделан, потребуется его монтировать в отопительную систему. Потом можно подсоединить катушку к сети через инвертор. Считают, что такой нагреватель является достаточно простым и максимально бюджетным.
Не следует испытывать агрегат, если отсутствует подача жидкости либо антифриза. В ином случае труба расплавится. Перед запуском системы рекомендуется выполнить заземление для инвертора.

Сборка вихревого индукционного нагревателя

Итак, теперь разберем, как собрать самодельный индукционный нагреватель. Для выполнения сборки агрегата нужен дроссель. Данный элемент можно отыскать, если открыть блок питания компьютера. Затем наматывается провод из ферромагнитной стали, проволока 1,5 мм из меди. В зависимости от требуемых параметров может быть необходимо 10-30 витков. Потом подбираются полевые транзисторы. Они выбираются исходя из самого большого сопротивления открытого перехода. Диоды подбираются под обратное напряжение не менее 500 В, ток должен быть около 3-4 А. Еще потребуются стабилитроны, которые рассчитаны на 15-18 А. Их мощность должна составлять около 2-3 Вт. Резисторы — не более 0,5 Вт.

Затем схема собирается, и делается катушка. Это будет основой, на которой будет базироваться нагреватель. Катушка должна иметь 6-7 витков провода 1,5 мм из меди. Потом элемент включается в схему и подключается к сети. Агрегат может осуществлять нагрев болтов до желтого цвета.

Хоть схема и является простой, но в работе системой будет выделяться большое количество тепла, по этой причине желательно сделать установку радиаторов на транзисторы.

Теперь ясно, как собрать агрегат, осуществляющий индукционный нагрев металла.

Ознакомьтесь с видео о том, как самостоятельно сделать индукционный нагреватель (см. видео).

Нормы безопасности

При использовании и сборке своими руками нагревателя нужно соблюдать следующее:

  • необходима обязательная установка предохранительного клапана в целях уменьшения давления при выходе из строя насоса;
  • нужно заземлить индукционную обмотку: вывести провод на металлический контур, который находится в грунте;
  • не нужно включать систему без теплоносителя, иначе полимерные детали расплавятся;
  • открытые части из меди нужно изолировать в целях исключения ожогов либо удара током.

Вот теперь вам стало известно о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками. Надеемся, инструкция и схема вам очень помогли. Еще очень полезным для выполнения самодельного нагревателя может стать для вас приложенное видео. Желаем успехов в выполнении работ.

Рекомендуем также

Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора. Индукционный нагрев, основные принципы и технологии Бюджетный модуль индукционного нагрева

Схема индукционного нагревателя на 500 Ватт, который можно сделать своими руками! В интернете множество подобных схем, но интерес к ним пропадает, так как в основном они или не работают или работают но не так как хотелось бы. Данная схема индукционного нагревателя полностью рабочая, проверенная, а главное, не сложная, думаю вы оцените!

Компоненты и катушка:

Рабочая катушка содержит 5 витков, для намотки была использована медная трубка диаметром около 1 см, но можно и меньше. Такой диаметр был выбран не случайно, через трубку подаётся вода для охлаждения катушки и транзисторов.

Транзисторы ставил IRFP150 так как IRFP250 под рукой не оказалось. Конденсаторы плёночные 0,27 мкФ 160 вольт, но можно поставить 0,33 мкФ и выше, если первые найти не получится. Обратите внимание, что схему можно питать напряжением до 60 вольт, но в этом случае, рекомендуется ставить конденсаторы на напряжение 250 вольт. Если схема будет питаться напряжением до 30 вольт, то на 150 вполне хватит!

Стабилитроны можно ставить любые на 12-15 вольт от 1 Ватт, например 1N5349 и им подобные. Диоды можно использовать UF4007 и ему подобные. Резисторы 470 Ом от 2-х Ватт.

Немного фотографий:


За место радиаторов, были использованы медные пластины, которые припаиваются прямо к трубке, так как в данной конструкции используется водное охлаждение. На мой взгляд это самое эффективное охлаждение, потому что транзисторы греются хорошо и ни какие вентиляторы и супер радиаторы не спасут их от перегрева!


Охлаждающие пластины на плате расположены таким образом, что бы трубка катушки проходила через них. Пластины и трубку нужно припаять между собой, для этого я использовал газовую горелку и большой паяльник для пайки автомобильных радиаторов.


Конденсаторы расположены на двух стороннем текстолите, плата припаивается так же к трубке катушки на прямую, для лучшего охлаждения.


Дроссели намотаны на ферритовых кольцах, лично я достал их из компьютерного блока питания, провод использовался медных в изоляции.

Индукционный нагреватель получился достаточно мощным, латунь и алюминий плавит очень легко, железные детали тоже плавит, но немного медленнее. Так как я использовал транзисторы IRFP150 то по параметрам, схему можно питать напряжением до 30 вольт, поэтому мощность ограничивается только этим фактором. Так что всё таки советую использовать IRFP250.

На этом всё! Ниже оставлю видео работы индукционного нагревателя и список деталей, которые можно купить на AliExpress по очень низкой цене!

Купить детали на Алиэкспресс:

  • Купить Транзисторы IRFP250
  • Купить Диоды UF4007
  • Купить Конденсаторы 0,33uf-275v

Чтоб нагреть до красна или даже расплавить небольшой металлический предмет в домашних условиях, совсем не обязательно раскочегаривать печку и переводить топливо — современные технологии позволяют для этого задействовать токи высокой частоты (ТВЧ). И простейшей (и самый распространённой) схемой индукционного нагревателя металлов будет мультивибратор на полевых транзисторах. По крайней мере эти модули с китайских сайтов собирают как раз . Далее смотрите 2 модели, отличающиеся мощностью и, конечно, ценой.

ZVS50 — модуль индукционного нагрева начального уровня, питание модуля допустимо даже от батарей с напряжением до 12 вольт, то есть как от автономного питания, так и от сетевого БП. Цена на www.banggood.com примерно $8.

  • Входное напряжение: 5-12 В
  • Размеры платы: 5,5 х 4 х 2 см
  • Размер катушки: длина 2.8, диаметр 2 см

ZVS1000 — модуль индукционного нагрева металлов токами высокой частоты, с мощностью до 1000w. Средняя цена $35.

Данный блок индукционного нагрева использует источник питания постоянного тока 12-48 В, максимальный ток 20 А, максимальная мощность 1000 Ватт. Может быть использован для обработки мелких деталей: закалка, отжиг и другая термической обработка. Также может быть использован с тиглем, чтоб плавить золото, серебро, медь, алюминий и другие металлы. Быстрый и равномерный нагрев, что очень удобно для ювелиров.

  • Внутренний диаметр катушки: 40 мм
  • Высота катушки: 50 мм
  • При 48 В без нагрузки ток 5 А

Чем выше напряжение, тем больше ток нагрева, а значит и мощность передаваемая в металл. Катушка может принять внутрь 40 мм тигель. Использовать устройство надо с блоками питания соответствующей мощности и поставить на радиатор кулер охлаждения.

Размер объекта, что нагревается внутри индукционной катушки не может превышать 1/4 объема, иначе может произойти перегрузка и сгорание схемы. Хотя эта схема может временно выдержать 30 А — для долгосрочной работы ток не должен превышать 20 А для безопасной работы.

Из товаров предоставленных на обзор, выбор пал на этот индукционный нагреватель. Зачем он мне..?

Вихревой индукционный нагреватель. Пару слов теории.
«В работе индукционного нагревателя используется энергия электромагнитного поля, которую нагреваемый объект поглощает и преобразует в тепловую. Для генерирования магнитного поля используется индуктор, т. е. многовитковая цилиндрическая катушка. Проходя через этот индуктор, переменный электрический ток создает вокруг катушки переменное магнитное поле.
Если внутрь индуктора поместить нагреваемый объект, его будет пронизывать поток вектора магнитной индукции, который постоянно меняется во времени. При этом возникает электрическое поле, линии которого располагаются перпендикулярно направлению магнитного потока и движутся по замкнутому кругу. Благодаря этим вихревым потокам электрическая энергия трансформируется в тепловую и объект нагревается.
Таким образом, электрическая энергия индуктора передается объекту без использования контактов, как это происходит в печах сопротивления. В результате тепловая энергия расходуется более эффективно, а скорость нагрева заметно повышается.»
«Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является как бы вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.
На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки (скин-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое плотность тока увеличивается в несколько раз относительно плотности тока в заготовке, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла от общего тепло­выделе­ния. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относи­тель­ной магнитной проницаемости материала заготовки.
Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.
Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием — этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.»
В нашем случае индуктором является не медная трубка, а кусок медного провода скрученный в спираль.
Для себя, я лично наметил только одно полезное применение такому мисиписечному нагревателю. Разогрев, а потом по возможности закалка переточенных кончиков всяких разных отверточек, шильцев и ковырялок…
Заявленные ТТХ:
— Питание модуля: 5-12V
— Размеры: 5,5 х 4 х 2 см (L * W * H)
— Размер катушки: длина: 7.5cм, диаметр: 2,8 см
— Диаметр провода индуктора:
Комплект:
— модуль: 1 шт.
— катушка: 1шт.
Больше нам о нем пока ничего не известно. Ну что ж, проверим на что он способен и соответствует ли моим ожиданиям…
Приехал модуль в таком виде.


Размеры, чуть больше спичечного коробка, не считая дросселей.
Ширина платки — 37 мм.
Длина платки 55 мм.
Высота от низа кондеров до верха дросселей — 45 мм.


Размеры и диаметр катушки.
Длина катушки — 35 мм.
Диаметр — 22 мм.
Диаметр провода — 2 мм.
Длина катушки с выводами -70 мм.
Вес конструкции в сборе 114 грамм.


На платке есть надписи с рекомендуемым напряжением питания, его полярностью на разъеме.


С обратной стороны платки имеется разъем для подключения катушки.


Снизу кондеры.


Распаиваем модуль.
Сама платка сделана очень неплохо. Снизу шелкография, изображение скорпионов. Наверное какой-то фирменный знак производителя печатных плат. Надписи на транзисторах сточены напильником. :0)


Рисуем схему.
Схема оказалась самой распространенной в интернете. Хотя на данной плате стерта маркировка транзисторов и не удалось расшифровать маркировку стабилитронов, погуглив подобную схему легко найти в интернете. Хотя вполне возможно, что детали стоят несколько другие, но не суть важно. Легко найти аналог на замену при неисправности.


Используемые конденсаторы.


Теперь все собираем, прикручиваем катушку и подаем питание. Загорается синий светодиодик.


Токи на холостом ходу.


Токи под нагрузкой. В качестве «нагрузки» использовал трехгранный надфиль.


Частота генератора на холостом ходу 214 кГц, под нагрузкой падает до 210 кГц.


Маленькое видео нагрева кончика трехгранного надфиля.


Индукционный нагреватель работает, но очень много кушает на холостом ходу.
Транзисторы распаянные на плате довольно прилично греются, плата плоховато рассеивает тепло. Если платку доработать, поставить транзисторы по мощнее да вынести их на радиаторы, может получиться вполне себе нагреватель. Чем я и займусь в ближайшем будущем.
Посоветовал бы я купить? Наверное да, но не как рабочее законченное изделие, а скорее как ознакомительную версию с возможностью небольшого допила. Ну и если деньги лишние. :0)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +37 Добавить в избранное Обзор понравился +55 +103

Индукционный нагрев (Induction Heating) — метод бесконтактного нагрева токами высокой частоты (англ. RFH — radio-frequency heating, нагрев волнами радиочастотного диапазона) электропроводящих материалов.

Описание метода.

Индукционный нагрев — это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно — это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля). Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку под действием джоулева тепла (см. закон Джоуля-Ленца).

Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху.

На высокой частоте вихревые токи вытесняются образованным ими же магнитным полем в тонкие поверхностные слои заготовки Δ (Поверхностный-эффект), в результате чего их плотность резко возрастает, и заготовка разогревается. Нижерасположенные слои металла прогреваются за счёт теплопроводности. Важен не ток, а большая плотность тока. В скин-слое Δ плотность тока уменьшается в e раз относительно плотности тока на поверхности заготовки, при этом в скин-слое выделяется 86,4 % тепла (от общего тепловыделения. Глубина скин-слоя зависит от частоты излучения: чем выше частота, тем тоньше скин-слой. Также она зависит от относительной магнитной проницаемости μ материала заготовки.

Для железа, кобальта, никеля и магнитных сплавов при температуре ниже точки Кюри μ имеет величину от нескольких сотен до десятков тысяч. Для остальных материалов (расплавы, цветные металлы, жидкие легкоплавкие эвтектики, графит, электролиты, электропроводящая керамика и т. д.) μ примерно равна единице.

Например, при частоте 2 МГц глубина скин-слоя для меди около 0,25 мм, для железа ≈ 0,001 мм.

Индуктор сильно нагревается во время работы, так как сам поглощает собственное излучение. К тому же он поглощает тепловое излучение от раскалённой заготовки. Делают индукторы из медных трубок, охлаждаемых водой. Вода подаётся отсасыванием — этим обеспечивается безопасность в случае прожога или иной разгерметизации индуктора.

Применение:
Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла.
Получение опытных образцов сплавов.
Гибка и термообработка деталей машин.
Ювелирное дело.
Обработка мелких деталей, которые могут повредиться при газопламенном или дуговом нагреве.
Поверхностная закалка.
Закалка и термообработка деталей сложной формы.
Обеззараживание медицинского инструмента.

Преимущества.

Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной (или восстановительной) среде, в непроводящей жидкости, в вакууме.

Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева — эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал — металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, жидкие металлы и т. п.

За счёт возникающих МГД усилий происходит интенсивное перемешивание жидкого металла, вплоть до удержания его в подвешенном состоянии в воздухе или защитном газе — так получают сверхчистые сплавы в небольших количествах (левитационная плавка, плавка в электромагнитном тигле).

Поскольку разогрев ведётся посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

Удобство эксплуатации за счёт небольшого размера индуктора.

Индуктор можно изготовить особой формы — это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации, не приводя к их короблению или локальному непрогреву.

Легко провести местный и избирательный нагрев.

Так как наиболее интенсивно разогрев идет в тонких верхних слоях заготовки, а нижележащие слои прогреваются более мягко за счёт теплопроводности, метод является идеальным для проведения поверхностной закалки деталей (сердцевина при этом остаётся вязкой).

Лёгкая автоматизация оборудования — циклов нагрева и охлаждения, регулировка и удерживание температуры, подача и съём заготовок.

Установки индукционного нагрева:

На установках с рабочей частотой до 300 кГц используют инверторы на IGBT-сборках или MOSFET-транзисторах. Такие установки предназначены для разогрева крупных деталей. Для разогрева мелких деталей используются высокие частоты (до 5 МГц, диапазон средних и коротких волн), установки высокой частоты строятся на электронных лампах.

Также для разогрева мелких деталей строятся установки повышенной частоты на MOSFET-транзисторах на рабочие частоты до 1,7 МГц. Управление транзисторами и их защита на повышенных частотах представляет определённые трудности, поэтому установки повышенной частоты пока ещё достаточно дороги.

Индуктор для нагрева мелких деталей имеет небольшие размеры и небольшую индуктивность, что приводит к уменьшению добротности рабочего колебательного контура на низких частотах и снижению КПД, а также представляет опасность для задающего генератора (добротность колебательного контура пропорциональна L/C, колебательный контур с низкой добротностью слишком хорошо «накачивается» энергией, образует короткое замыкание по индуктору и выводит из строя задающий генератор). Для повышения добротности колебательного контура используют два пути:
— повышение рабочей частоты, что приводит к усложнению и удорожанию установки;
— применение ферромагнитных вставок в индукторе; обклеивание индуктора панельками из ферромагнитного материала.

Так как наиболее эффективно индуктор работает на высоких частотах, промышленное применение индукционный нагрев получил после разработки и начала производства мощных генераторных ламп. До первой мировой войны индукционный нагрев имел ограниченное применение. В качестве генераторов тогда использовали машинные генераторы повышенной частоты (работы В. П. Вологдина) или искровые разрядные установки.

Схема генератора может быть в принципе любой (мультивибратор, RC-генератор, генератор с независимым возбуждением, различные релаксационные генераторы), работающей на нагрузку в виде катушки-индуктора и обладающей достаточной мощностью. Необходимо также, чтобы частота колебаний была достаточно высока.

Например, чтобы «перерезать» за несколько секунд стальную проволоку диаметром 4 мм, необходима колебательная мощность не менее 2 кВт при частоте не менее 300 кГц.

Выбирают схему по следующим критериям: надёжность; стабильность колебаний; стабильность выделяемой в заготовке мощности; простота изготовления; удобство настройки; минимальное количество деталей для уменьшения стоимости; применение деталей, в сумме дающих уменьшение массы и габаритов, и др.

На протяжении многих десятилетий в качестве генератора высокочастотных колебаний применялась индуктивная трёхточка (генератор Хартли, генератор с автотрансформаторной обратной связью, схема на индуктивном делителе контурного напряжения). Это самовозбуждающаяся схема параллельного питания анода и частотно-избирательной цепью, выполненной на колебательном контуре. Она успешно использовалась и продолжает использоваться в лабораториях, ювелирных мастерских, на промышленных предприятиях, а также в любительской практике. К примеру, во время второй мировой войны на таких установках проводили поверхностную закалку катков танка Т-34.

Недостатки трёх точки:

Низкий кпд (менее 40 % при применении лампы).

Сильное отклонение частоты в момент нагрева заготовок из магнитных материалов выше точки Кюри (≈700С) (изменяется μ), что изменяет глубину скин-слоя и непредсказуемо изменяет режим термообработки. При термообработке ответственных деталей это может быть недопустимо. Также мощные твч-установки должны работать в узком диапазоне разрешённых Россвязьохранкультурой частот, поскольку при плохом экранировании являются фактически радиопередатчиками и могут оказывать помехи телерадиовещанию, береговым и спасательным службам.

При смене заготовок (например, более мелкой на более крупную) изменяется индуктивность системы индуктор-заготовка, что также приводит к изменению частоты и глубины скин-слоя.

При смене одновитковых индукторов на многовитковые, на более крупные или более малогабаритные частота также изменяется.

Под руководством Бабата, Лозинского и других учёных были разработаны двух- и трёхконтурные схемы генераторов, имеющих более высокий кпд (до 70 %), а также лучше удерживающие рабочую частоту. Принцип их действия состоит в следующем. За счёт применения связанных контуров и ослабления связи между ними, изменение индуктивности рабочего контура не влечёт сильного изменения частоты частотозадающего контура. По такому же принципу конструируются радиопередатчики.

Современные твч-генераторы — это инверторы на IGBT-сборках или мощных MOSFET-транзисторах, обычно выполненные по схеме мост или полумост. Работают на частотах до 500 кГц. Затворы транзисторов открываются с помощью микроконтроллерной системы управления. Система управления в зависимости от поставленной задачи позволяет автоматически удерживать

А) постоянную частоту
б) постоянную мощность, выделяемую в заготовке
в) максимально высокий КПД.

Например, при нагреве магнитного материала выше точки Кюри толщина скин-слоя резко увеличивается, плотность тока падает, и заготовка начинает греться хуже. Также пропадают магнитные свойства материала и прекращается процесс перемагничивания — заготовка начинает греться хуже, сопротивление нагрузки скачкообразно уменьшается — это может привести к «разносу» генератора и выходу его из строя. Система управления отслеживает переход через точку Кюри и автоматически повышает частоту при скачкообразном уменьшении нагрузки (либо уменьшает мощность).

Замечания.

Индуктор по возможности необходимо располагать как можно ближе к заготовке. Это не только увеличивает плотность электромагнитного поля вблизи заготовки (пропорционально квадрату расстояния), но и увеличивает коэффициент мощности Cos(φ).

Увеличение частоты резко уменьшает коэффициент мощности (пропорционально кубу частоты).

При нагреве магнитных материалов дополнительное тепло также выделяется за счет перемагничивания, их нагрев до точки Кюри идет намного эффективнее.

При расчёте индуктора необходимо учитывать индуктивность подводящих к индуктору шин, которая может быть намного больше индуктивности самого индуктора (если индуктор выполнен в виде одного витка небольшого диаметра или даже части витка — дуги).

Имеются два случая резонанса в колебательных контурах: резонанс напряжений и резонанс токов.
Параллельный колебательный контур – резонанс токов.
В этом случае на катушке и на конденсаторе напряжение такое же, как у генератора. При резонансе, сопротивление контура между точками разветвления становится максимальным, а ток (I общ) через сопротивление нагрузки Rн будет минимальным (ток внутри контура I-1л и I-2с больше чем ток генератора).

В идеальном случае полное сопротивление контура равно бесконечности — схема не потребляет тока от источника. При изменение частоты генератора в любую сторону от резонансной частоты полное сопротивление контура уменьшается и линейный ток (I общ) возрастает.

Последовательный колебательный контур – резонанс напряжений.

Главной чертой последовательного резонансного контура является то, что его полное сопротивление минимально при резонансе. (ZL + ZC – минимум). При настройке частоты на величину, превышающую или лежащую ниже резонансной частоты, полное сопротивление возрастает.
Вывод:
В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0, а напряжение максимально.
В последовательном контуре наоборот — напряжение стремится к нулю, а ток максимален.

Статья взята с сайта http://dic.academic.ru/ и переработана в более понятный для читателя текст, компанией ООО «Проминдуктор».

У вас возникли проблемы с поиском определенного видеоролика? Тогда эта страничка поможет вам отыскать так необходимый вам ролик. Мы с легкостью обработаем ваши запросы и выдадим вам все результаты. Неважно чем вы интересуетесь и что вы ищете, мы запросто отыщем необходимый ролик, какой бы направленности он не был бы.

Если же у вас интересует современные новости, то мы готовы предложить вам самые актуальные на данный момент новостные сводки во всех направлениях. Результаты футбольных матчей, политические события или же мировые, глобальные проблемы. Вы всегда будете в курсе всех событий, если будете пользоваться нашим замечательным поиском. Информированность предоставляемых нами видеороликов и их качество зависит не от нас, а от тех, кто их залил в интернет просторы. Мы всего лишь снабжаем вас тем, что вы ищете и требуете. В любом случае, пользуясь нашим поиском, вы будете знать все новости в мире.

Впрочем, мировая экономика это тоже довольно интересная тема, которая волнует очень многих. От экономического состояния различных стран зависит довольно многое. Например, импорт и экспорт, каких либо продуктов питания или же техники. Тот же уровень жизни напрямую зависит от состояния страны, как и зарплаты и прочее. Чем же может быть полезна такая информация? Она поможет вам не только адаптироваться к последствиям, но и может предостеречь от поездки в ту или же иную страну. Если вы отъявленный путешественник, то обязательно воспользуйтесь нашим поиском.

Нынче очень сложно разобраться в политических интригах и для понимания ситуации нужно найти и сравнить очень много различной информации. А потому мы запросто найдем для вас различные выступления депутатов ГОСДУМЫ и их заявления за все прошедшие года. Вы сможете с легкостью разобраться в политике и в ситуации на политической арене. Политика различных стран станет вам ясна и вы запросто сможете подготовить себя к грядущим переменам или же адаптироваться уже в наших реалиях.

Впрочем вы можете найти тут не только различные новости всего мира. Вы также запросто сможете подыскать себе киноленту, которую будет приятно посмотреть вечером с бутылкой пива или же попкорна. В нашей поисковой базе существуют фильмы на любой вкус и цвет, вы без особых проблем сможете найти для себя интересную картину. Мы запросто найдем для вас даже самые старые и трудно находимые произведения, как и известную всем классику — например Звездные войны: Империя наносит ответный удар.

Если же вы просто хотите немного отдохнуть и находитесь в поиске смешных роликов, то мы можем утолить и тут вашу жажду. Мы найдем для вас миллион различных развлекательных видеороликов со всей планеты. Короткие приколы запросто поднимут вам настроение и еще целый день будут вас веселить. Пользуясь удобной системой поиска, вы сможете найти именно то, что рассмешит вас.

Как вы уже поняли, мы трудимся не покладая рук, что бы вы всегда получали именно то, что вам необходимо. Мы создали этот замечательный поиск специально для вас, что бы вам удалось найти необходимую информацию в виде видеоролика и посмотреть её на удобном плеере.

Отопление из сварочного инвертора

Использование индукционных катушек вместо традиционных ТЭН в отопительном оборудовании позволило значительно увеличить КПД агрегатов при меньшем потреблении электроэнергии. Индукционные нагреватели появились в продаже относительно недавно, к тому же по достаточно высоким ценам. Поэтому народные умельцы не оставили эту тему без внимания и придумали, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

  • высокий показатель КПД;
  • агрегат работает практически бесшумно;
  • индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
  • нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
  • оборудование не требует постоянного обслуживания;
  • благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
  • из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукторного типа содержит следующие элементы.

  1. Генератор тока. Благодаря данному модулю переменный ток бытовой электросети преобразуется в высокочастотный.
  2. Индуктор. Изготавливается из медной проволоки, скрученной в виде катушки, для образования магнитного поля.
  3. Нагревательный элемент. Представляет собой металлическую трубу, размещенную внутри индуктора.

Все перечисленные элементы, взаимодействуя между собой, работают по следующему принципу. Выработанный генератором высокочастотный ток поступает на катушку индуктора, изготовленную из медного проводника. Ток высокой частоты преобразуется индуктором в электромагнитное поле. Далее, металлическая труба, находящаяся внутри индуктора, разогревается благодаря воздействию на нее вихревых потоков, возникающих в катушке. Теплоноситель (вода), проходящий через нагреватель, забирает тепловую энергию и переносит ее в отопительную систему. Также теплоноситель выступает в роли охладителя нагревательного элемента, что продляет “жизнь” отопительному котлу.

Ниже предоставлена электрическая схема индукционного нагревателя.

На следующем фото показано, как работает индукционный нагреватель металла.

Важно! Если прикоснуться разогреваемой деталью к двум виткам индуктора, то произойдет межвитковое замыкание, от которого мгновенно выгорят транзисторы.

Сборка и монтаж системы

Подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для подсоединения сварочных кабелей, нельзя. Если это сделать, то агрегат просто выйдет из строя. Чтобы приспособить инвертор под работу с индукционным нагревателем, потребуется достаточно сложная переделка аппарата, требующая, в первую очередь, знаний в радиоэлектронике.

В двух словах, эта переделка выглядит так: катушку, а именно ее первичную обмотку, требуется подсоединить после преобразователя высокой частоты инвертора вместо встроенной индукционной катушки последнего. Кроме этого, потребуется удалить диодный мост и спаять конденсаторный блок.

Как происходит переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель, можно узнать из этого видео.

Индукционная печь для металла

Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, потребуются следующие материалы.

  1. Инверторный сварочный аппарат. Хорошо, если в агрегате будет реализована функция плавной регулировки тока.
  2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной, чтобы сделать 7 витков вокруг заготовки 4-5 см в диаметре. Кроме этого, после витков должны остаться свободные концы трубки длиной около 25 см.

Для сборки печи выполните следующие действия.

  1. Подберите какую-либо деталь диаметром 4-5 см, которая будет служить шаблоном для наматывания катушки из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая труба.
  2. Возьмите медную трубку и заклепайте один ее конец молотком.
  3. Плотно заполните трубку сухим песком и заклепайте второй ее конец. Песок не даст трубке сломаться при скручивании.
  4. Сделайте 7 витков трубки вокруг шаблона, после чего спилите ее концы и высыпьте песок.
  5. Подсоедините получившуюся катушку к переделанному инвертору.

Индукционный нагреватель для воды

Для сборки отопительного котла потребуются следующие конструктивные элементы.

  1. Инвертор. Аппарат выбирается такой мощности, какая нужна для отопительного котла.
  2. Толстостенная труба (пластиковая), можно марки PN Ее длина должна быть 40-50 см. Сквозь нее будет проходить теплоноситель (вода). Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше 5 см. В таком случае наружный диаметр будет равняться 7,5 см. Если внутренний диаметр будет меньше, то и производительность котла буде невысокой.
  3. Стальная проволока. Также можно взять пруток из металла диаметром 6-7 мм. Из проволоки или прутка нарезаются небольшие куски (4-5 мм). Эти отрезки будут выполнять роль теплообменника (сердечника) индуктора. Вместо стальных отрезков можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной шнек.
  4. Палочки или стержни из текстолита, на которые будет наматываться индукционная катушка. Применение текстолита убережет трубу от нагретой катушки, поскольку данный материал устойчив к высоким температурам.
  5. Изолированный кабель сечением 1,5 мм 2 и длиной 10-10,5 метров. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолоконной или асбестовой.

Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника изделиями из металла, о которых говорилось выше. На конце трубы, служащей корпусом, припаяйте переходники, подходящие по диаметру к трубам отопительного контура.

При необходимости, к переходникам можно припаять уголки. Также следует припаять муфты-американки. Благодаря им нагреватель будет легко демонтировать, для проведения ремонта или профилактического осмотра.

На следующем этапе на корпус теплообменника необходимо наклеить текстолитовые полоски, на которые будет наматываться катушка. Также следует сделать из того же текстолита пару стоек высотой 12-15 мм. На них будут расположены контакты для подключения нагревателя к переделанному инвертору.

Поверх полосок из текстолита намотайте катушку. Между витками должно быть расстояние не менее 3 мм. Намотка должна состоять из 90 витков проводника. Концы кабеля необходимо закрепить на ранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в кожух, который в целях безопасности будет выполнять роль изоляции. Для кожуха подойдет пластиковая труба диаметром большим, чем катушка. В защитном кожухе необходимо сделать 2 отверстия для вывода электрического кабеля. В торцы трубы можно установить заглушки, после чего в них следует проделать отверстия под патрубки. Через последние котел будет подсоединяться к отопительной магистрали.

Важно! Испытывать нагреватель можно лишь после заполнение его водой. Если включить его “на сухую”, то пластиковая труба расплавится, и придется собирать нагреватель заново.

Далее, котел врезается в систему отопления по схеме, приведенной ниже.

Схема подключения состоит из следующих элементов.

  1. Источник высокочастотного тока. В данном случае – это видоизмененный инвертор.
  2. Индукционный нагреватель.
  3. Элементы безопасности. В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
  4. Шаровые краны. Используются для слива или заправки системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
  5. Циркуляционный насос. Благодаря ему вода сможет двигаться по отопительной системе.
  6. Фильтр. Применяется для очистки теплоносителя от механических загрязнений. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
  7. Расширительный бачок мембранного типа. Применяется для компенсации теплового расширения воды.
  8. Радиатор отопления. Для индукционного отопления лучше использовать либо алюминиевые радиаторы, либо биметаллические, поскольку они при небольших габаритах имеют высокую теплоотдачу.
  9. Шланг, через который можно заполнять систему либо сливать из нее теплоноситель.

Как видно из вышеописанного метода, самостоятельно изготовить индукционный нагреватель вполне возможно. Но лучше покупного он не будет. Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в электротехнике, следует задуматься, насколько будет безопасной эксплуатация такого аппарата, поскольку он не оборудован ни специальными датчиками, ни блоком контроля. Поэтому рекомендуется отдать предпочтение готовому оборудованию, изготовленному в заводских условиях.

Принцип нагрева металла вихревыми токами, индуцируемыми внешним электромагнитным полем, известен достаточно давно. Плавильные индукционные тигельные печи используются в металлургии с начала прошлого века. Индукционный нагрев применяется при закалке инструмента и пайке массивных деталей.

Идея использовать индукционный нагрев в системах отопления начала реализовываться в конце прошлого века. Наряду с промышленными установками, стали появляться самодельные устройства, в том числе такие, как индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Принцип работы в системе водяного отопления

Источником рабочего электромагнитного поля индукционного нагревателя служит индуктор, представляющий собой катушку из проводникового материала. Индуктор индукционного нагревателя подключен к источнику переменного тока высокой частоты. Внутрь катушки, где поле наиболее интенсивно, помещается металлический предмет, служащий магнитным сердечником.

Под воздействием поля индуктора в толще стального сердечника происходит намагничивание зерен структуры металла (доменов). Вектор магнитной индукции каждого домена изменяет своё направление с частотой внешнего поля. В результате индуцируются так называемые вихревые токи, быстро разогревающие металл сердечника.

Теперь представим, что роль сердечника играет стальная труба отопления, по которой движется теплоноситель. Получая энергию в результате индукционного нагрева, труба отдает тепло циркулирующей жидкости. Так происходит разогрев системы водяного отопления.

Источник напряжения высокой частоты

Создание своими руками высокочастотного блока питания для индукционного нагревателя хоть и не относится к разряду невыполнимых задач, все же под силу далеко не каждому. И здесь на помощь может прийти готовое устройство, обычный бытовой сварочный инвертор.

Из сведений об устройстве сварочного инвертора известно, что в нем происходит формирование переменного напряжения с частотой до нескольких десятков килогерц.

То есть, сварочный инвертор представляет собой готовый мощный источник тока высокой частоты, который можно использовать для питания индуктора. Многочисленные примеры реализации этой идеи подтверждают возможность создания установки для индукционного нагрева металла из сварочного инвертора.

Подключение к индуктору

Вначале следует сказать о конструкции самого индуктора. Его рекомендуется сделать в виде цилиндрической катушки, намотанной в один ряд медным проводом. Витки должны быть изолированы друг от друга.

Рекомендуемое число витков – от 80 до 100. Сечение провода обычно составляет 2,5 – 4 мм2. В качестве сердечника можно использовать саму трубу отопления, но практические опыты показали, что вода при этом греется слабо. Поэтому была опробована другая конструкция сердечника.

Для более интенсивного нагрева теплоносителя в качестве сердечника предложено использовать отрезок пластиковой трубы, заполненный обрезками стальной проволоки, диаметром 5 – 6 мм.

При такой схеме происходит индукционный нагрев проволоки, обтекаемой теплоносителем. За счет увеличения площади теплообмена вода нагревается значительно интенсивней. Участок трубы с проволокой следует ограничить стальными сетками с обеих сторон, во избежание попадания обрезков в систему отопления.

Что касается собственно подключения сварочного инвертора, то рекомендации тех, кто сделал индукционный нагреватель своими руками, несколько неоднородны.

Так, часть советов сводится к изготовлению дополнительного промежуточного трансформатора, во вторичную обмотку которого включается индуктор с конденсатором.

Другая часть мастеров просто наматывают один виток медного провода на тороидальный высокочастотный трансформатор сварочного инвертора и напрямую к нему подключают индуктор.

В любом случае, не следует использовать выводы + и — сварочного инвертора, с которых осуществляется сварка. Напряжение на них выпрямленное, с наложенными высокочастотными пульсациями. Постоянная составляющая сварочного напряжения просто перегреет индуктор, не создавая рабочего поля.

Преимущества

Реальными преимуществами индукционных нагревателей являются:

  • надежная гальваническая развязка цепей нагревателя с системой отопления;
  • более мягкий режим работы индуктора по сравнению с обычными электрическими нагревателями.

Описывая нагреватели такого типа, сторонники этого вида отопления обычно приводят большой список других преимуществ, однако, некоторые из них явны вымышленные.

Так, ожидать экономию электроэнергии, применяя эти нагреватели, не стоит. Коэффициент полезного действия обычных электрических котлов близок к 100%, более эффективно использовать электроэнергию, потребляемую нагревателем, просто невозможно.

Заботясь об уюте и комфорте своего жилища, каждый владелец загородного дома или коттеджа задумывается о том, как правильно подойти к выбору оптимальной отопительной системы.

Современный рынок отопительного оборудования весьма насыщен всевозможными видами котлоагрегатов. Многие эксперты сегодня советуют выполнять монтаж газового котла, так как он является эффективным способом обогрева жилища.

В таком утверждении, конечно, никто не сомневается, но что делать в том случае, когда строение расположено далеко от газовых магистралей? В таком случае, оптимальным выходом будет установка электрического оборудования для обогрева дома.

Чтобы опередить скептиков, которые читая эти строки, задумываются о постоянном подорожании электроэнергии, мы предлагаем рассмотреть такой вид электрического обогрева помещения, как индукционное отопление. Поэтому, в нашей статье мы подробно остановимся на описании вихревого индукционного нагревателя, который без особых усилий можно выполнить своими руками, применяя при этом сварочный инвертор.

Из чего состоит и как работает

Нагреватель этого вида состоит из следующих конструктивных узлов:

  • индуктор изготовлен из определенного количества витков медной проволоки, которые, по сути, и образуют электромагнитное поле;
  • нагревательный компонент представлен в виде металлической трубы, которая расположена внутри индукторного элемента;
  • генератор, который преобразует обычную бытовую энергию в высокочастотный ток.

Взаимодействие этих конструктивных элементов и представляет собой принцип действия индукционного нагревателя, который заключается в следующих важных моментах:

  • генератор вырабатывает высокочастотный ток и передает его на катушку из медной проволоки;
  • индуктор, приняв высокочастотный ток, преобразует его в электромагнитное поле;
  • нагревательный элемент, находящийся внутри индуктора, разогревается под воздействием вихревых потоков, которые возникают от перемены вектора электромагнитного поля;
  • теплоноситель, находящийся внутри нагревательного элемента, разогревается одновременно с ним, и передается непосредственно в отопительную систему.

Такой принцип действия индукционного нагревателя, соответственно, несет в себе и преимущества использования агрегата этого вида.

Преимущества

К основным достоинствам нагревателя этого вида смело можно отнести следующие важные моменты:

  • высокий коэффициент полезного действия;
  • не требует частого технического ухода;
  • благодаря вибрациям электромагнитного поля, не образуется накипь;
  • бесшумность работы;
  • высокий уровень безопасности;
  • герметичность агрегата препятствует появлению протечек;
  • функционирование нагревателя полностью автоматизировано.

Основным недостатком нагревателя этого вида по праву считают его высокую стоимость. Но этот недостаток вполне можно исправить, если его конструкцию выполнить самому.

Стоит также отметить, что сборка индукционного нагревателя своими руками осуществляется из весьма доступных деталей, при этом, их стоимость не слишком высокая.

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы смонтировать индукционный котел из сварочного инвертора самому, прежде всего, нужно приготовить все необходимые инструменты и материалы, к которым можно отнести следующее:

  • инвертор от агрегата для сварки, который значительно облегчит монтаж нагревателя;
  • пластиковая труба с толстыми стенками, которая будет корпусом собираемого устройства;
  • нержавеющая проволока из металла, которая станет нагреваемым элементом в электромагнитном поле;
  • металлическая сетка, роль которой будет заключаться в удержании внутри прибора кусков нержавеющей проволоки;
  • медная проволока для создания индуктора;
  • циркуляционный насос для беспрерывной подачи воды;
  • терморегулятор;
  • переходники и шаровые краны для подсоединения нагревателя к отоплению;
  • кусачки для обработки проволоки.

Основные этапы монтажных работ

Когда приготовлены все необходимые материалы для индукционного котла, то можно непосредственно переходить к его сборке.

При этом необходимо четко соблюдать всю последовательность работ, которая заключается в следующих этапах:

  1. В один из концов пластиковой трубы крепится металлическая сетка для предотвращения проваливания нагревательных кусочков проволоки.
  2. В этом же торце трубы крепится переходник для подсоединения к отопительной системе.
  3. Кусачками нарезается нержавеющая проволока длиной от 1 до 6 см.
  4. Нарезанные куски проволоки плотно укладываются в пластиковую трубу.

После того, когда включен инвертор, индуктор начинает образовывать магнитное поле, которое провоцирует появление вихревых потоков. Эти токи хорошо разогревают нарезанные куски проволоки, которые, в свою очередь, нагревают теплоноситель.

Таким образом, мы подробно рассказали о том, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками. Надеемся, что наша информация окажется вам полезной при сборке нагревателя своими руками.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как сделать индукционный нагреватель на базе сварочного инвертора своими руками:

Индукционный котел своими руками: устройство, схема, чертежи, монтаж

Индукционные отопительные котлы появились в продаже недавно и сразу составили конкуренцию привычным электрокотлам с ТЭНами. При схожих размерах и потребляемой мощности индукционные нагреватели способны значительно быстрее прогреть систему, кроме того, они могут работать в системах с низким качеством теплоносителя и реже требуют обслуживания. Применив знания в электротехнике и смекалку, можно сделать индукционный котел отопления своими руками.

Принцип действия

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Данная статья рассказывает о том, как сложить печи для дачи на дровах своими руками.
Об особенностях эксплуатации дровяного котла с водяным контуром можно узнать здесь
Об особенностях и преимуществах конструкции кирпичной печи с водяным контуром можно смотрите: https://gidpopechkam.ru/pechki/kirpichnaya-vodyanym-konturom.html

Устройство

Промышленный индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет теплообменник, вокруг которого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока создается переменное электромагнитное поле, в результате которого возникают вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подключена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с блока управления создается ток необходимой частоты. Современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, позволяющий не только создать оптимальный режим нагрева теплоносителя, но и отключить устройство в случае аварийной ситуации.

Внутри сердечника-теплообменника находится теплоноситель. Под воздействием вихревых токов он нагревается до высоких температур. За счет разницы между температурой теплоносителя на входе и на выходе, из котла циркуляция теплоносителя по системе происходит непрерывно, даже без подключения насоса. Поэтому индукционные котлы можно использовать в системах с принудительной и естественной циркуляцией.

Теплоносителем может быть как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом не имеет значения: постоянная вибрация системы, неощутимая человеком, делает невозможной осаждение накипи и других примесей на стенках теплового контура.

Внешняя оболочка — металлический корпус, оснащенный системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла может быть любой, как и способ его установки: благодаря отсутствию бака внутри котла его размеры обычно невелики, а масса не превышает 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже кратковременно включать в работу без заполнения системы теплоносителем! Может произойти перегрев котла и выход из строя его элементов!

Достоинства:

  • Высокий КПД. Большинство производителей называют цифры 95-98%;
  • Большой выбор моделей различной мощности на однофазное напряжение ~220 В или трехфазное ~380 В;
  • Быстрый прогрев системы отопления при запуске;
  • Могут работать с любым теплоносителем;
  • Контур, по которому внутри котла проходит теплоноситель, абсолютно герметичен, что исключает протечки и связанные с ними неисправности;
  • Длительная работа без образования накипи и отложений. Именно это явление со временем снижает эффективность котлов с ТЭНами и служит частой причиной их поломки из-за перегрева нагревательных элементов;
  • Срок службы, заявленный производителями — от 25 до 30 лет.

Не лишены нагреватели и недостатков, наиболее значимый из которых — высокая цена. Этот фактор обычно побуждает рачительного хозяина собрать самодельный индукционный котел из подручных материалов и приборов. Несмотря на сложность процессов, происходящих в котлах такого типа, возможно создать конструкцию, не отстающую по основным параметрам от котла промышленного изготовления, и сделать индукционный котел своими руками.

Котел с питанием от сварочного инвертора

Конструкция такого самодельного котла довольно проста. Наиболее сложный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и электротехники — высокочастотный преобразователь. Его функцию отлично выполняет сварочный инвертор современного типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

Кроме этого для монтажа потребуются:

  • медная проволока в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
  • изолированный провод с клеммами для подключения обмотки к инвертору;
  • обрезки проволоки из нержавейки диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
  • мелкая сетка из нержавейки;
  • отрезок водопроводной трубы из шитого полиэтилена или полипропилена для систем ГВС и отопления с диаметром 50 мм и толщиной стенки 8,4 мм, длина — 1 м;
  • переходники с трубы 50 мм на трубы, задействованные в существующей или проектируемой системе отопления, тройник для подключения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
  • полосы текстолита для крепления обмотки;
  • эпоксидный клей для изоляции обмотки;
  • корпус самодельного котла, его можно сделать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно установить инвертор и закрепить нагревательный элемент.

Последовательность сборки и монтажа элементов:

  1. На отрезок полипропиленовой трубы диаметром 50 мм с помощью эпоксидного клея крепят 4 полосы из текстолита шириной 8-10 мм, отступив от концов трубы по 70-100 мм. На них будет намотана обмотка. Для закрепления крайних витков обмотки в текстолите можно сделать пазы.
  2. Наматывают 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Витки должны располагаться примерно через 0,3-0,6 мм на равном расстоянии. Точное количество витков зависит от диаметра используемого провода и его удельного сопротивления, а также выходных параметров инвертора.
  3. При установке самодельного котла в жилом помещении рекомендуется выполнить тороидальную обмотку для снижения внешнего электромагнитного поля. Тороидальная обмотка состоит из одинакового количества встречно направленных витков, при этом электромагнитные потоки взаимно компенсируются и проходят только по внутреннему контуру.
  4. Внутрь трубы с одного ее конца вставляют сетку из нержавейки и плотно набивают ее с другой стороны отрезками нержавеющей проволоки — она будет нагреваться под воздействием вихревых токов. Нержавейку рекомендуется использовать для того, чтобы со временем не произошло коррозионное разрушение проволоки, но теоретически подойдет любой токопроводящий металл, в том числе проволока-катанка. Второй конец трубы также закрывают сеткой.
  5. На оба конца трубs напаивают полипропиленовые переходники на диаметр, используемый в системе отопления. На них устанавливают шаровые вентили, позволяющие перекрыть циркуляцию и снять теплообменник для ревизии.
  6. Со стороны верхнего выходного переходника устанавливают аварийный клапан для сброса давления.
    Обмазывают обмотку эпоксидным клеем для обеспечения качественной электроизоляции обмотки. Изготовление клея рекомендуется выполнять с небольшим отступлением от инструкции, добавив на 10-15% меньше отвердителя. Это сделает изоляцию менее хрупкой.
  7. Крепят к выводам обмотки провода в изоляции с помощью обжимных клемм. Второй конец провода должен быть оснащен клеммами для подключения к инвертору. Диаметр проводов должен выдерживать максимальный выходной ток инвертора.
  8. Устанавливают теплообменник в шкаф, закрепив его на кронштейны из термостойкого не проводящего ток материала. Можно использовать текстолит.
  9. Подключают нагреватель к системе и заполняют ее водой.
  10. В нижнюю часть шкафа ставят инвертор. Подключают к нему клеммы и включают его в сеть. Производят запуск котла и настройку режима.
Корпус шкафа из металла необходимо обязательно заземлить!

Из индукционной плитки

Индукционный котел можно сделать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают нагревательный элемент плитки и используют медный провод для намотки на сердечник, изготовленный указанным выше способом.

Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

  • Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
  • Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
  • Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

Более простой вариант использования индукционной плитки, исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы — установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

Нагреватель сухого типа

Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.

(PDF) Индукционный нагрев высокой мощности

> ЗАМЕНИТЕ ЭТУ СТРОКУ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫМ НОМЕРОМ ВАШЕГО БУМАГИ (НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДВОЙНОЙ ДЛЯ РЕДАКТИРОВАНИЯ) <

ССЫЛКИ

[1] Э.Р. Лейтвейт, «Влияние Майкла Фарадея на энергетику

, ”Энергетический журнал. 5, вып. 5, pp. 209 {219,

1991.

[2] Т. П. КИНН, «Характеристики лампового радиочастотного генератора

и приложение к проблеме индукционного нагрева», AIEE Trans.т. 63, pp.

1290–1303, 1944.

[3] W. C. Moreland, «Индукционный диапазон: его характеристики и проблемы разработки

», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 9, вып. 1, pp. 81–

85, январь 1973 г.

[4] В. Эстев, Э. Санчис-Килдерс, Дж. Джордан, Э. Дж. Деде, К. Кейзс, Э. Мазет,

Дж. А. Ферререс, «Повышение эффективности резонансных инверторов IGBT серии

с использованием модуляции плотности импульсов», IEEE Trans.Инд.

Электрон., Т. 58, нет. 3, pp. 979–987, март 2011 г.

[5] JM Espi Huerta, EJ Dede Garcia Santamaria, R. Garcia Gil, J.

Castello Moreno, «Конструкция резонансного инвертора L-LC для индукции.

нагрев на основе эквивалентного SRI, IEEE Trans. Ind. Electron., Vol.

54, нет. 6, стр. 3178–3187, декабрь 2007 г.

[6] Х. Фудзита, Н. Учида и К. Одзаки, «Новая индукционная система нагрева

с зонным контролем, использующая несколько инверторных блоков, применимых по взаимной

условия магнитной связи », IEEE Trans.Power Electron., Т. 26,

нет. 7, стр. 2009–2017, июль 2010 г.

[7] И. Йилмаз, М. Эрмис, И. Кадирчи, «Среднечастотная индукционная плавильная печь

как нагрузка на энергосистему», IEEE Trans . Ind. Appl.,

vol. 48, нет. 4. С. 1203–1214, июл. / Авг. 2012.

[8] С. Чуджуарджин, А. Сангсванг и К. Коомпай, «Улучшенный резонансный инвертор LLC

для приложений индукционного нагрева с асимметричным управлением

», IEEE Trans.Ind. Electron., Vol. 58, нет. 7, pp. 2915–2925, Jul.

2011.

[9] Н.А. Ахмед, «Высокочастотная схема преобразования переменного тока с мягкой коммутацией

с двухрежимной стратегией управления PWM / PDM для мощных IH

приложений », IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 58, нет. 4, стр. 1440–

1448, апрель 2011 г.

[10] Дж. И. Родригес и С. Б. Либ, «Нерезонансная и резонансная частота —

выбираемых мишеней для индукционного нагрева», IEEE Trans.Ind. Electron., Vol.

57, вып. 9, pp. 3095–3108, сентябрь 2010 г.

[11] Дж. И. Родригес и С. Б. Либ, «Многоуровневая топология инвертора для передачи мощности с индуктивно связанной мощностью

», IEEE Trans. Power Electron., Т.

21, вып. 6, pp. 1607–1617, Nov. 2006.

[12] Ф. П. Доусон и П. Джайн, «Сравнение систем инвертора с коммутацией нагрузки

для приложений индукционного нагрева и плавления», IEEE Trans.

Power Electron., т. 6, вып. 3, стр. 430–441, июль 1991 г.

[13] М. Камли, С. Ямамото и М. Абэ, «Полумостовой инвертор

50–150 кГц для приложений индукционного нагрева», IEEE Trans. Инд.

Электрон., Т. 43, № 1, стр. 163–172, февраль 1996 г.

[14] Э. Дж. Деде, Дж. В. Гонсалес, Дж. А. Линарес, Дж. Джордан, Д. Рамирес и П.

Руэда, «Генератор 25 кВт / 50 кГц для индукционного нагрева», IEEE Trans.

Ind. Electron., Vol. 38, № 3, стр. 203–209, июн.1991.

[15] Р. Л. Стейгервальд, «Сравнение топологий полумостового резонансного преобразователя

», IEEE Trans. Power Electron., Т. 3, вып. 2, pp. 174–182,

Apr 1988.

[16] Х. Фам, Х. Фудзита, К. Одзаки и Н. Учида, «Контроль фазового угла

высокочастотных резонансных токов в системе с несколькими инверторами для зоны

Контроль индукционного нагрева

», IEEE Пер. Power Electron., Т. 26, вып.

11, стр. 3357–3366, ноябрь.2011.

[17] Х. Н. Фам, Х. Фуджита, К. Одзаки и Н. Учида, «Метод оценки

Распределение тепла с использованием трехмерной матрицы сопротивления для индукционных систем с зонным контролем

», IEEE Trans . Power Electron., Т. 27, нет. 7, pp.

3374-3382, июль 2012 г.

[18] Х. Н. Фам, Х. Фуджита, К. Одзаки и Н. Учида, «Динамический анализ и

контроль резонансных токов в зоне управления. система индукционного нагрева

», IEEE Trans.Power Electron., Т. 28, вып. 3, стр. 1297–1307,

март 2013 г.

[19] Х. Фудзита и Х. Акаги, «Управление и характеристики модулированного последовательно-резонансного инвертора с плотностью импульсов

для процессов коронного разряда»,

IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 35, нет. 3, стр. 621–627, май / июн. 1999.

[20] Дж. Эгалон, С. Ко, П. Маусион, М. Сулей и О. Пато, «Многофазная система Multi-

для индукционного нагрева металлических дисков: моделирование и управление током RMS

», IEEE Trans.Ind. Appl., Vol. 48, нет. 5, pp. 1692–1699,

сентября / октября 2012 г.

[21] Н. Парк, Д. Ли и Д. Хён, «Схема управления мощностью с постоянной частотой коммутации

в инверторе класса D для применения с индукционным нагревом

», IEEETrans. Ind. Electron., Vol. 54, нет. 3, pp. 1252–1260,

Jun. 2007.

[22] Д. Наварро, О. Люсия, Л.А. Барраган, И. Урриса и О. Хименес, «Синтез высокого уровня

для ускорения FPGA. реализация

вычислительно требовательных алгоритмов управления для преобразователей мощности »,

IEEE Trans.Инд. Информатика, т. 9, № 3, стр. 1371–1379, август 2013 г.

[23] Ф. Дугьеро, М. Форзан, К. Поцца и Э. Сиени, «Трансляционно-связанная

Инновационная электромагнитная и тепловая инновационная модель для индукционная сварка

труб », IEEE Trans. Магн., Т. 48, нет. 2, стр. 483–486, февраль 2012 г.

[24] Ф. Карикки, Ф. Марадеи, Г. ДеДонато и Ф. Г. Каппони, «Генератор постоянного магнита Axial-flux

для генераторных установок индукционного нагрева», IEEE

Пер.Ind. Electron., Vol. 57, № 1, стр. 128–137, январь 2010 г.

[25] Р. Бенато, Ф. Дугьеро, М. Форзан и А. Паолуччи, «Эффект близости

и расчет магнитного поля в GIL и изолированные фазные шинопроводы »

IEEE Trans. Магн., Т. 38, № 2, стр.781–784, март 2002 г.

[26] А. Кандео, К. Дукасси, П. Боше и Ф. Дугиеро, «Мультифизическое моделирование

индукционного упрочнения зубчатых колес. для аэрокосмической промышленности

», IEEE Trans.Магн., Т. 47, № 5, стр. 918–921, май 2011 г.

[27] А. Алиферов, Ф. Дугьеро, М. Форзан, «Связанная магнитотермическая

Модель FEM прямого нагрева ферромагнитных гнутых трубок». IEEE

Пер. Магн., Т. 46, № 8, стр. 3217–3220, август 2010 г.

[28] Ф. Форест, С. Фаучер, Ж.-Й. Гаспар, Д. Монтлу, Ж.-Ж. Huselstein,

и C. Жубер, «Частотно-синхронизированные резонансные преобразователи для источника питания

многообмоточных катушек в индукционных кухонных приборах», IEEE

Trans.Ind. Electron., Vol. 54, нет. 1, pp. 441–452, Feb. 2007.

[29] Ф. Форест, Э. Лабуре, Ф. Коста и Ж.-Й. Гаспар, «Принцип системы

с несколькими нагрузками / одним преобразователем для маломощного индукционного нагрева»,

IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 15, нет. 2, pp. 223–230, Mar. 2000.

[30] О. Люсия, Л. А. Барраган, Дж. М. Бурдио, О. Хименес, Д. Наварро и И.

Урриса, «Универсальный испытательный стенд для силовой электроники. архитектура, примененная к домашнему индукционному нагреву

», IEEE Trans.Ind. Electron., Vol. 58, нет.

3, с. 998–1007, март 2011 г.

[31] Дж. М. Бурдио, Ф. Монтерде, Дж. Р. Гарсия, Л. А. Барраган и А.

Мартинес, «Последовательно-резонансный инвертор с двумя выходами для индукционного нагрева

кухонных приборов , ”IEEE Trans. Power Electron., Т. 20, нет. 4, pp.

815–822, июль 2005 г.

[32] О. Люсия, Дж. М. Бурдио, Л. А. Барраган, Дж. Асеро и И. Миллан, «Резонансный мультиинвертор серии

для нескольких индукционных нагревателей», IEEE Trans.

Power Electron., Т. 25, нет. 11, pp. 2860–2868, ноябрь 2010 г.

[33] О. Люсия, К. Карретеро, Дж. М. Бурдио, Дж. Асеро и Ф.

Алмазан, «Резонансный матричный преобразователь с несколькими выходами для кратных

индукционные нагреватели », IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 48, нет. 4. С. 1387–

1396, июл. / Авг. 2012.

[34] О. Люсия, Дж. М. Бурдио, И. Миллан, Дж. Асеро и Л. А. Барраган,

«Ориентированная на эффективность конструкция полумостового резонансного инвертора серии ZVS

с регулируемым рабочим циклом частоты», IEEE Trans.Мощность

Электрон., Т. 25, нет. 7, pp. 1671–1674, Jul. 2010.

[35] Х. Сарнаго, О. Люсия, А. Медиано и Дж. М. Бурдио, «Двухрежимный резонансный преобразователь класса D / DE

для повышения эффективности.

Бытовая система индукционного нагрева », IEEE Trans. Power Electron., Т.

28, корп. 3, стр. 1274–1285, март 2013 г.

[36] Х. Сарнаго, А. Медиано и О. Люсия, «Высокоэффективный электронный преобразователь переменного тока в переменный ток

, применяемый для домашнего индукционного нагрева», IEEE

Пер.Power Electron., Т. 27, нет. 8, pp. 3676–3684, август 2012 г.

[37] А. Фудзита, Х. Садаката, И. Хирота, Х. Омори и М. Накаока, «Последние

разработок высокочастотной последовательной резонансной нагрузки. инверторный тип

встраиваемые варочные панели для индукционного нагрева всех металлических приборов », в Proc.

IEEE Power Electron. Конференция по управлению движением, 2009, стр. 2537–2544.

[38] Н. А. Ахмед и М. Накаока, «Полумост с усилением краевого резонансного мягкого

импульсный высокочастотный инвертор PWM для индукционного нагрева потребителей

приборов», Proc.Inst. Избрать. Eng .–– Избран. Power Appl., Vol. 153, нет.

6, стр. 932–938, ноябрь 2006 г.

[39] Х. Кифунэ, Ю. Хатанака и М. Накаока, «Квазипоследовательно-резонансный тип

Инвертор с модуляцией фазового сдвига с мягким переключением», Proc. . Inst. Избрать. Eng .––

Elect. Power Appl., Vol. 150, нет. 6, pp. 725–732, Nov. 2003.

[40] К. Огура, Л. Гамаге, Т. Ахмед, М. Накаока, И. Хирота, Х. Ямасита,

и Х. Омори, «Перформанс» оценка частотно-резонансного высокочастотного преобразователя ZVS-PWM

с использованием транзисторных транзисторов IGBT для потребителя

индукционного варочного нагревателя », Тр.Inst. Избрать. Eng .–– Избран. Power Appl.,

об. 151, нет. 5, pp. 563–568, Sep. 2004.

[41] Х. Сугимура, С.-П. Мун, С.-К. Квон, Т. Мисима и М. Накаока,

«Высокочастотный резонансный матричный преобразователь с использованием однокристальных обратных переключателей

, блокирующих двунаправленные переключатели на базе IGBT для индукционного нагрева», в

Proc. IEEE PESC, 2008, стр. 3960–3966.

[42] С. Ван, К. Идзаки, И. Хирота, Х. Ямасита, Х. Омори и М. Накаока,

«Устройство для приготовления пищи с индукционным нагревом, использующее новый квазирезонансный преобразователь

ZVSPWM с коэффициентом мощности исправление », IEEE Trans.Инд.

Заявление, т. 34, нет. 4. С. 705–712, июл. / Авг. 1998.

схема% 20диаграмма% 20для% 20сварки% 20Просмотр данных по индукции и примечания к применению

Схема платы питания жк-дисплея

Аннотация: Схема жесткого диска samsung СХЕМА ОСНОВНОЙ ПЛАТЫ ICh5-M hdd схема Схема последовательности включения питания Схема samsung схема зарядного устройства Схема ddr
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF 47ент схема платы питания lcd схема samsung hdd ГЛАВНАЯ ПЛАТА ИЧ5-М схема жесткого диска последовательность мощности схематический принципиальная схема samsung принципиальная схема зарядного устройства схема ddr
Принципиальная схема
S

Реферат: 911p «Схема» Схема samsung 943
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема платы питания жк-дисплея

Реферат: ICh5-M принципиальная схема lcd samsung samsung dmb samsung ddr принципиальная схема зарядного устройства samsung hdd схема схема датчика ac ddr схема
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
СХЕМА VGA плата

Аннотация: Схема телевизора samsung Схема главной платы телевизора Схема телевизора samsung Схема телевизора samsung
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
SAMSUNG 834

Аннотация: b527 EXF-0023-05 конфиденциальная информация samsung SHORT13 SAMSUNG 840 схема samsung 822
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема
samsung

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема клавиатуры и тачпада

Аннотация: Схема сенсорной панели Схема Схема платы модема ЖК-схема платы питания RB5C478 RJ11 4-контактный разъем печатной платы 4.Резистор 7кОм ВА41-00037А К935У
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF S630 / S670 W48S87-72HTR схема клавиатуры и тачпада схема тачпада Схематические диаграммы схематическая плата модема схема платы питания lcd RB5C478 4-контактный разъем для печатной платы RJ11 4,7 кОм резистор BA41-00037A K935U
Принципиальные схемы

Реферат: SHEET30 Samsung P40 samsung 943 «Принципиальные схемы» принципиальной платы
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
условные обозначения

Аннотация: Навигатор проекта ispLEVER с использованием иерархии в схеме интерфейса VHDL Design lpc
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
2008 — КОД VHDL К ИНТЕРФЕЙСУ ШИНЫ LPC

Аннотация: условные обозначения FD1S3IX LCMXO256C TQFP100 простой проект vhdl
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема
samsung

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
самсунг

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема карты PCI

Аннотация: s850 pc card memory schematic s820 schematic s820
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF S820 / S850 схема карты pci s850 схема памяти карты ПК схема s820 s820
6143

Аннотация: Схема телефонного интерфейса Схема входа SPDIF Схема подключения монитора аудиоустройства Электронная схема WM8350 Eh21
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF 6143-EV1-REV3 WM8350 6143 схема телефонного интерфейса ввод spdif схематический принципиальная схема аудиоустройства схема монитора электронная схема Eh21
2005 — Полный отчет по счетчику объекта

Аннотация: решетчатая логика Полный отчет по счетчику объектов с использованием семисегментного дисплея LC4256V Руководство по проектированию ABEL Руководство по проектированию ABEL-HDL Справочное руководство по ABEL-HDL
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
Схема
Samsung LED

Аннотация: samsung p28 Схема платы ЖК-дисплея Samsung 546 СХЕМА VGA-платы Схема платы ЖК-контроллера Samsung Схема ЖК-дисплея samsung GFX 49 схемы ЖК-дисплея samsung северный мост
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF
схема

Аннотация: принципиальная электронная схема D-10 D-12 D-16 D-18 конструкция LXD9784
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF LXD9784 схематический схемы электронная схема D-10 D-12 D-16 D-18 дизайн
Поворотные переключатели

Аннотация: Ползунковые переключатели EG1218 EG1206A EG1206 EG1205A EG1205 EG1201A EG1201 EG-2215
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF 500 В постоянного тока EG4319 EG4319A Поворотные переключатели Ползунковые переключатели EG1218 EG1206A EG1206 EG1205A EG1205 EG1201A EG1201 EG-2215
2008 — WM8741

Аннотация: WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 wolfson microelectronics wm8741 схема WM8741-6060-DS28EV2-REV1 DS28 Eh21
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 WM8741 WM8741-6060-DS28-EV2-REVдля WM8741 WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 wolfson microelectronics wm8741 схематический WM8741-6060-DS28EV2-REV1 DS28 Eh21
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF EG1206A EG1206 EG4319 EG4319A
2009-6220-EV1-REV1

Аннотация: Принципиальная схема аудиоустройства Eh21 6220e WM8993
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF 6220-EV1-REV1 WM8993 2009бл 6220-EV1-REV1 WM8993 принципиальная схема аудиоустройства Eh21 6220e
Поворотные переключатели

Аннотация: eg1271a EG2210A EG2201B EG2201A EG2201 EG1271 EG1206A EG1206 TACT SWITCH лист данных
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF EG1206A EG1206 EG4319 EG4319A Поворотные переключатели eg1271a EG2210A EG2201B EG2201A EG2201 EG1271 EG1206A EG1206 Техническое описание TACT SWITCH
1997 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF EPE6087A EPE6165S EPE6173S EPE6046S EPE6062S EPE6065S EPE6141S EPE6172AS EPE6174 EPE6177
dffeas

Аннотация: техническое описание конечного автомата Verilog code обработка изображений, фильтрация, серия RTL, принципиальная схема ИБП QII51013-7 Станок управляет картой Карно, схематической диаграммой счетчика FLIPFLOP SCHEMATIC
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF QII51013-7 dffeas таблица конечного автомата код Verilog обработка изображений, фильтрация серия RTL принципиальная схема ИБП Органы управления станком карта Карно СХЕМА FLIPFLOP принципиальная схема счетчика
2009 — RTL серии

Аннотация: принципиальная схема TTL OR Gates UG685
Текст: Нет текста в файле


Оригинал
PDF UG685 серия RTL схематический схема TTL OR Gates UG685

DHI-15 PKW Инверторный индукционный нагреватель

Описание индукционного нагревателя DHI-15 PKW:

  • Равномерное и стабильное нагревание.Объект нагревается равномерно, без локальных горячих точек, вызванных методами пламенного нагрева. Датчики гарантируют, что деталь не будет перегреваться после достижения заданной температуры.
  • Более безопасная и комфортная рабочая среда для оператора. Оператор не подвергается воздействию открытого пламени, горячих газов и риска возгорания и взрыва, как при нагревании пламенем.
  • Снижение затрат на обучение операторов, снижение затрат на заработную плату. Операторы не нуждаются в частом регулярном обучении и сертификации, как в случае с системами на основе автогенного газа и сжиженного нефтяного газа.
  • Низкая стоимость расходных материалов. Отсутствие операционных затрат, связанных с покупкой и арендой газовых баллонов.
  • Детали можно нагревать до 800 ° C и выше.
  • Высокоэффективная система отопления.

Использование индукционного нагревателя DHI-15 PKW:
Система DHI-15 PKW нагревает болт M12 или гайку до температуры выше 800 ° C всего за 15 секунд. Время подготовки и настройки для системы индукционного нагрева намного быстрее по сравнению с системой автономной горелки.Просто подключите DHI-15 PKW к розетке 230 В, установите катушку соответствующего типа на деталь, которую вы хотите нагреть, затем нажмите кнопку ВКЛ / ВЫКЛ, чтобы начать процесс индукции. Процесс нагрева выполняется за секунды, даже для деталей, требующих высокой температуры. Индукционные катушки можно легко заменить на большие или меньшие. То же самое относится к нагревательной катушке, которая должна быть намотана вокруг детали. Набор катушек различного диаметра можно заказать в качестве опций вместе с индукционным нагревателем.

  • Автомобильная, железнодорожная и судостроительная промышленность, машиностроение, автомастерские, сборочные цеха, сантехники и теплотехники, комнаты для домашних хобби и т. Д.
  • Производство, ремонт, ремонт, обслуживание.
  • Детали, требующие нагрева, такие как болты, стержни и профильная сталь, металлические листы, подшипники, корпуса, приводные валы, подвески, гайки, трубы, шестерни, пружинные основания, валы, лямбда-зонды, детали и компоненты машин и транспортных средств, выхлопные трубы, шкивы ящики, втулки и т. д.
  • Нагрев инструментов и деталей перед закалкой, склейкой, пайкой.
  • Размораживание.
  • Те же области применения, что и газовые горелки и газовые горелки.

Технические данные:

  • Напряжение сети U1 / I1max 230 В, 50/60 Гц
  • Потребляемая мощность P1max 1,5 кВА
  • Рабочая частота 25-60 кГц, автомат. наставени
  • PF (коэффициент мощности) 0,99 (PFC)
  • Непрерывный нагрев / коэффициент нагрузки 100% *
  • Катушки постоянной индуктивности Ano
  • Гибкие индукторы Ano
  • Проверка индуктора Ano
  • Защита от короткого замыкания Ano
  • Защита от обрыва цепи Ano
  • Управление вентилятором Ano
  • Масса 4,5 кг
  • Размер (ДxШxВ) 200x140x75 мм

Преимущества индукционного нагревателя DHI-15:

  • Мобильность — весит всего 4 штуки.5 кг при компактных размерах, сопоставимых с небольшим сварочным аппаратом.
  • Мощность 1,5 кВт, высокий коэффициент загрузки.
  • Простота обращения и доступа — соединительный кабель катушки длиной 70 см с небольшой ручкой для переноски.
  • Гибкость и простота эксплуатации — его можно подключить к электросети в любом месте с помощью одного подключения 230 В, простая и быстрая подготовка.
  • Универсальные нагревательные элементы для любого применения — для фасонных, плоских, круглых, позиционируемых или стандартных деталей.
  • Современный и доступный способ обогрева цехов.

Аппарат DHI-15 PKW:

  • Технология надежных транзисторов IGBT
  • Защита от короткого замыкания и обрыва
  • Автоматическая настройка на резонансную частоту
  • Частота: 25 кГц — 60 кГц
  • Очень удобный и экономичный
  • Процессорная система управления
  • Аварийный сигнал перегрузки
  • Соединительный кабель 70 см
  • Управляемое вентиляторное охлаждение

Самодельный индукционный нагреватель Схема DIY

Схема индукционного нагревателя

Как работают эти индукционные нагреватели? Мы рассмотрим схему и шаг за шагом объясним, как создается колебательный сигнал, как индуцируется ток и как нагревается металл.Наконец, мы используем эту схему и устанавливаем самодельную версию и смотрим, работает ли она на нагрев некоторых металлов. Так что посмотрим …

ЧАСТЬ 1 — Коммерческий модуль

Во-первых, чтобы узнать и сопоставить сигналы, я купил один из этих коммерческих модулей индукционного нагревателя. Этот рекламируется как 1000Вт mdoule. Мы можем видеть несколько огромных конденсаторов, несколько катушек и еще несколько компонентов, а на выходе — огромную катушку из толстой медной проволоки. Эта выходная катушка создаст мощное колебательное магнитное поле, которое будет нагревать металлы, и мы увидим, как это сделать.Я делаю еще одну катушку из медного провода и помещаю ее рядом с катушкой индукционного нагревателя, и, как вы можете видеть на осциллографе, у нас есть колебательный сигнал около 100 МГц.

Чтобы понять, как этот модуль нагревает металлы, нам нужно понять 3 вещи. Во-первых, как магнитные поля могут индуцировать токи внутри металлов и обратный процесс, как токопроводящие провода будут создавать магнитные поля. Затем нам нужно увидеть, как резонанс этих катушек и конденсаторов будет создавать высокочастотные сигналы и, наконец, как ток будет нагревать металлы.Как вы можете видеть ниже, после включения модуля эти высокочастотные и мощные колебания нагревают металл до ярко-красного цвета всего за несколько секунд.

ЧАСТЬ 2 — Закон Фарадея

Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, предсказывающий, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая явление электродвижущей силы, называемое электромагнитной индукцией. Это основной принцип работы трансформаторов, индукторов и многих типов электродвигателей, генераторов и соленоидов.Таким образом, движущийся магнит будет создавать изменения магнитного потока внутри катушки, и тем самым мы можем индуцировать ток внутри катушки. Но что еще может создать магнитное поле?


Что ж, еще один компонент, помимо amgnet, который также создает магнитные поля, — это катушка. Да, катушка может производить обратный процесс индукции тока. Если мы подаем ток через катушку, будет создано магнитное поле, поэтому нам не нужны магниты. Катушка могла создавать магнитное поле и наводить ток во второй катушке, как трансформаторы.Итак, теперь мы знаем, как индуцировать ток, и этот ток будет нагревать наш металл. Ниже вы можете увидеть, как я передаю сигнал от одной катушки к другой.

ЧАСТЬ 3 — Частота резонанса

В этом примере мы будем использовать параллельно катушку и конденсатор. Это называется резервуаром LC, и если мы ударим по нему электроникой, он будет резонировать на своей резонансной частоте. Итак, если я приложу небольшой импульс напряжения, и они отключат соединение, это создаст быстро колеблющийся сигнал.Я подключаю конденсатор и катушку параллельно и очень быстро прикасаюсь к одному кабелю с напряжением 12 В к этому резервуару LC. Посмотрите ниже, что происходит. После прикосновения к резервуару LC я получаю на осциллографе первый осциллирующий сигнал, который медленно затухает. Итак, теперь мы получаем наши высокочастотные и мощные колебания, которые позже индуцируют ток внутри металла. Но наша схема работает немного иначе. Для этого давайте взглянем на схему базового и простого модуля индукционного нагревателя.


ЧАСТЬ 4 — Схема

В этом примере мы будем использовать параллельно катушку и конденсатор.Это называется резервуаром LC, и если мы ударим по нему электроникой, он будет резонировать на своей резонансной частоте. Итак, если я приложу небольшой импульс напряжения, и они отключат соединение, это создаст быстро колеблющийся сигнал. Я подключаю конденсатор и катушку параллельно и очень быстро прикасаюсь к одному кабелю с напряжением 12 В к этому резервуару LC. Посмотрите ниже, что происходит. После прикосновения к резервуару LC я получаю на осциллографе первый осциллирующий сигнал, который медленно затухает. Итак, теперь мы получаем наши высокочастотные и мощные колебания, которые позже индуцируют ток внутри металла.Но наша схема работает немного иначе. Для этого давайте взглянем на схему базового и простого модуля индукционного нагревателя.


Итак, как вы можете видеть на схеме выше, у нас на выходе 3 катушки. Пока не обращайте внимания на катушку L3, потому что это будет выходная катушка, которая будет создавать магнитное поле. У нас есть 2 катушки, L1 и L2, и один конденсатор, C1. У нас будет резонанс, как и раньше, но на этот раз он будет другим и никогда не прекратится. Как вы можете видеть, у нас также есть два диода, D1 и D2, которые подключены к затвору двух транзисторов, T1 и T2.Когда сигнал сначала колеблется на C1, на одной стороне C1 будет положительное напряжение, а на другой стороне C1 — отрицательное напряжение. Таким образом, один диод будет пропускать ток, а другой — нет. Таким образом, один транзистор будет включен, а другой выключен. Но буквально через мгновение из-за этого процесса полярность на C1 изменится, и это активирует второй транзистор и выключит другой. И этот процесс будет повторяться снова и снова, и это изменит поток тока внутри катушки L3, потому что, как вы можете видеть, один enf этой катушки подключен к 15 В, а другой конец будет подключен к отрицательному или положительному, и тем самым будет создаваться колебательный ток.Это создаст колеблющееся магнитное поле.


Помогите мне, поделившись этим постом

квадратных труб HF индукционный сварочный аппарат котировки в реальном времени, цены последней продажи -Okorder.com

Описание продукта:

Краткие сведения

  • Тип: Другой

  • Место происхождения: Хэбэй, Китай (материк)

  • Фирменное наименование: CNBM Group

  • Номер модели: GGP600-0.2-H

  • Напряжение: 1300A

  • Ток: 450V

  • Вес: 2t-3t

  • Применение: сварка трубы квадратного сечения

  • Сертификация: ISO

    после продажи 93
    0 Предоставлено: инженеры для обслуживания оборудования за рубежом

  • Частота: 150 ~ 200 кГц

  • КПД: более 85%

  • Труба: 200×200 мм ~ 300×300 мм

  • Толщина: 6.0 ~ 12,0 мм

  • Сварка: индукционная сварка или контактная сварка

  • Скорость: индукционная сварка ≥15 м / мин Контактная сварка ≥18 м / мин

  • цвет: согласно требованиям заказчика

  • способ охлаждения: вода вода или воздух вода

  • Обслуживание: простое и недорогое

  • Доска: самодельная

Упаковка и доставка

Детали упаковки: 1.Стандартная экспортная деревянная упаковка. 2. Фумигированные мореходные деревянные ящики 3. Верхние / нижние уголки спинки для подъема 4. Отметьте как требование заказчика 5. Следуйте стандарту упаковки заказчика 6.20GP или контейнер 40GP (для справки)
Сведения о доставке: 20 дней

Технические характеристики

ISO9001
Высокая эффективность и энергосбережение
Известный в Китае бренд
Полная цифровая система управления
HMI и система диагностики неисправностей

Сварочный аппарат с индукционным нагревом с квадратной трубкой

1.Область применения

Сварка стальных труб, сварка железных труб, сварка нержавеющих труб, сварка алюминиевых труб, сварка медных труб, сварка двутавровых балок и сварка специальных труб.

2. Функциональная структура

Твердотельное высокочастотное оборудование, в основном используемое для высокочастотных сварных стальных трубопроводов, это типичная структура переменной частоты AC-DC-AC. Выпрямитель использует 3-фазную мостовую схему тиристорного выпрямителя с фазовым регулированием, на стороне постоянного тока используется индуктор, конденсатор для создания LC-фильтра, который соответствует рабочим требованиям инвертора типа напряжения.Инвертор типа напряжения использует параллельную структуру модуляции для увеличения мощности источника питания, каждый модуль инвертора представляет собой однофазную мостовую схему на полевых МОП-транзисторах, соединенную с последовательным резонансным резервуарным контуром с помощью согласующего трансформатора ВЧ. С одной стороны, согласующий трансформатор реализует комбинацию мощности и согласование импеданса; с другой стороны, реализует электрическую изоляцию нагрузки и источника питания. Чтобы обеспечить эффективную и быструю защиту от перегрузки по току инвертора типа напряжения, наша компания вводит специальную и стабильную схему защиты от перегрузки по току, которая гарантирует безопасную и стабильную работу инвертора.

Полный комплект твердотельного высокочастотного сварочного аппарата состоит из шкафа выпрямления распределительного устройства, шкафа вывода инвертора, соединительного оптического волокна, циркуляционной системы водяного охлаждения, центральной консоли оператора, устройства механической регулировки, контактной сварочной пластины полюса и контактного штифта (контактная сварка) и и т. д.

3.Структура схемы сварочного аппарата с высокочастотным индукционным нагревом с квадратной трубкой

4.Оборудование, составляющее

Весь набор твердотельных датчиков H.Сварочный аппарат F. состоит из шкафа выпрямления распределительного устройства, шкафа вывода инвертора, соединительного оптического волокна, циркуляционной системы водяного охлаждения, центральной консоли оператора, устройства механической регулировки, контактной пластины полюса и контактного штифта (контактная сварка) и т. Д.

Шкаф выпрямительного устройства КРУ

Разработанный с интеграцией шкафа КРУ и выпрямительной части, помимо выполнения функций шкафа КРУ, он также имеет выпрямительные функции управления твердотельным преобразователем H.F. Сварщики.

Установлен линейный выключатель, линейный измеритель тока, измеритель напряжения (переключаемый) и лампа индикации линейного напряжения.

Установлен трехфазный полностью управляемый тиристорный выпрямительный мост для регулировки мощности высокочастотного сварочного аппарата.

Установлены реактор плоской волны, конденсатор плоской волны и фильтр для улучшения коэффициента плоской волны.

Выходной шкаф инвертора

Инверторная часть состоит из однофазного инверторного моста MOSFET, подключенного параллельно.Мощность однофазного моста 120кВт; инверторный мост использует метод строительных блоков для реализации наложения мощности. Каждый элемент перемычки выполнен в форме выдвижного ящика, который очень легко установить и отремонтировать.

Согласующий трансформатор адаптирован для комбинации мощности, также он принимает метод вывода посредством вторичного резонанса и несварочного трансформатора, резонансный конденсатор контура резервуара (низкое напряжение) резонирует напрямую с датчиком, а пластина выходного полюса обеспечивает требуемую передачу энергии для сварки труб.

Приняли герметичный корпус оборудования, установлен с кондиционером.

Циркуляционная система охлаждения мягкой воды

Циркуляционная мягкая вода используется в качестве охлаждающей воды с индикатором температуры и уровня воды и защитой.

Центральная консоль управления

Реализует дистанционное управление и регулировку мощности твердотельного высокочастотного сварочного аппарата, установленный с ЖК-дисплеем, который показывает напряжение якоря, индикацию напряжения возбуждения, а также напряжение постоянного и постоянного тока, индикацию постоянного тока H.F. Сварщики.

Устройство механической регулировки

Применяется для установки шкафа вывода инвертора и регулировки положения индуктора. 2D и 3D регулируемые.

A Источник питания для индукционного нагрева 25 кВт, 25 кГц для системы MOVPE с использованием резонансного инвертора L-LC

Топология резонансного инвертора L-LC (RI) для приложений индукционного нагрева (IH) использует большинство достоинств традиционной серии и параллельные резонансные схемы при снятии их ограничений.В этой статье пересматривается анализ переменного тока на основной частоте L-LC RI, и предлагается новая рабочая точка с улучшенным коэффициентом усиления по току и почти синфазной работой по сравнению с традиционной рабочей точкой. Также описан приблизительный анализ схемы с источником прямоугольного напряжения, в котором подчеркивается влияние вспомогательной катушки индуктивности на форму волны тока источника. Анализ также приводит к оптимальному выбору вспомогательной индуктивности. Приведены требования к системе парофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (MOVPE), в которой графитовый токоприемник должен быть нагрет до 1200 ° C, требующий источника питания IH 25 кВт, 25 кГц, конфигурация разработанной системы IH и результаты экспериментов. .

1. Введение

Индукционный нагрев (IH) [1] обычно используется для термической обработки металлов (закалка, отпуск и отжиг), нагрева перед деформацией (ковка, обжимка, осадка, гибка и прошивка), пайка и пайка, термоусадка, покрытие, плавление, выращивание кристаллов, герметизация крышек, спекание, осаждение из паров углерода, эпитаксиальное осаждение и генерация плазмы. IH — бесконтактный метод. Тепло выделяется только в части, а не в окружающей среде, за исключением излучения.Местоположение нагрева может быть определено в определенной области на металлическом компоненте, что позволяет получить точные и стабильные результаты. Поскольку нагрев происходит в самом объекте, IH считается более эффективным, чем альтернативные методы.

Система IH включает в себя базовый индукционный источник питания, который обеспечивает требуемую выходную мощность при требуемой частоте питания, в комплекте с соответствующими компонентами, узел индукционной катушки, метод обработки материалов и некоторый метод охлаждения. Как правило, полумостовые или полумостовые резонансные инверторы (RI) чаще всего используются в качестве источников питания для IH.Эквивалентная модель катушки IH с обрабатываемой деталью может быть представлена ​​в упрощенной форме эквивалентной индуктивностью () и сопротивлением (), как показано на рисунке 1. Если катушка IH питается напрямую от источника питания, отношение полной мощности к реальной будет большим. Следовательно, катушка IH должным образом компенсируется конденсаторами и дополнительными катушками индуктивности в подходящей конфигурации, так что от источника потребляется минимальная реактивная мощность. Кроме того, чтобы согласовать требования к напряжению-току нагрузки с доступным источником, требуется соответствующая сеть.Согласование обычно достигается с помощью изолирующего трансформатора с подходящей степенью передачи.


Основываясь на соединении компенсирующего конденсатора с катушкой IH, наиболее часто используются следующие две топологии RI. (1) Последовательный резонансный инвертор (SRI): компенсирующий конденсатор подключается последовательно с катушкой IH, и он питается от источника напряжения [2–6]. (2) Параллельный резонансный инвертор (PRI): компенсирующий конденсатор размещен параллельно катушке IH, и он питается от источника тока [7–11].

Анализ этих схем был проведен очень подробно, и сравнительная оценка также представлена ​​в литературе [12, 13].

Для приложений IH была предложена топология L-LC RI [14–21], которая использует большинство достоинств SRI и PRI, устраняя при этом их ограничения. Он работает с источником входного постоянного напряжения, тем самым устраняя громоздкую индуктивность, сглаживающую входной ток. Он обеспечивает высокий коэффициент усиления по току, что, в свою очередь, снижает номинальный ток вторичной обмотки согласующего трансформатора и фидера к катушке.

Эпитаксия из паровой фазы металлоорганических соединений (MOVPE) [22] — это строго контролируемый метод осаждения полупроводниковых эпитаксиальных слоев и гетероструктур, необходимых для разработки нескольких оптоэлектронных и электронных устройств. Процесс MOVPE включает парофазную реакцию между металлоорганическим соединением и газообразным гидридом, которые транспортируются к нагретому (около 1200 ° C) приемнику графита, что приводит к росту желаемого материала. IH — один из предпочтительных методов бесконтактного нагрева токоприемника.

Целью статьи является исследование характеристик L-LC RI для приложения, требующего источника питания IH 25 кВт, 25 кГц для нагрева графитового приемника до 1200 ° C в системе MOVPE для выращивания нитридных полупроводников, разрабатываемой в нашем институте. . Раздел 2 описывает анализ переменного тока L-LC CN и исследует различные характеристики, когда преобразователь работает на резонансной частоте. Предлагаемая рабочая точка отличается от ранее предложенной рабочей точки, которая обеспечивает повышенное усиление по току с меньшей вспомогательной индуктивностью и приводит к работе, близкой к синфазной.В разделе 3 описывается работа компенсирующей сети с высоким L-LC (CN) с источником прямоугольного напряжения, что приводит к оптимальному выбору вспомогательной катушки индуктивности. Требования, описание и конструкция практической системы обсуждаются в разделе 4. Экспериментальные результаты представлены в разделе 5.

2. Анализ L-LC CN

На рисунке 2 показан L-LC RI. Источником входного постоянного тока может быть нерегулируемый источник (полученный с однофазным или трехфазным диодным выпрямителем и фильтром) или может быть источник регулируемого напряжения (полученный с однофазным или трехфазным диодным / тиристорным выпрямителем и фильтром или другим передним выходом). концевой импульсный регулятор).В первом случае регулирование мощности, подаваемой на обрабатываемую деталь, должно выполняться на этапе RI с использованием изменения частоты [23, 24], широтно-импульсной модуляции с фиксированной частотой (PWM) [25–27] или модуляции плотности импульсов (PDM). ) [28, 29]. В последнем случае управление выходной мощностью может осуществляться путем изменения, что обеспечивает легкое управление выходной мощностью в широком диапазоне. Однако два каскадных преобразователя имеют тенденцию к снижению общей эффективности.


Следующий анализ, основанный на приближении основной частоты, исследует важные характеристики топологии L-LC.В эквивалентной схеме L-LC CN, показанной на рисунке 3, предполагается, что источником входного напряжения является источник синусоидального напряжения, действующее значение которого равно действующему значению основной составляющей прямоугольного возбуждения. Для анализа сделаны следующие определения.


Угловая резонансная частота:

Нормализованная рабочая частота: где — угловая рабочая частота, а — рабочая частота или частота переключения.

Характеристическое сопротивление:

Цепь:

Коэффициент индуктивности:

Выражение для нормализованного тока в катушке и нормализованного тока источника (или тока в катушке индуктивности) может быть соответственно получено как

Затем исследуются основные характеристики преобразователя, работающего в предлагаемой рабочей точке,, в результате чего получены следующие наблюдения:

Для ,

Также видно, что ток источника at является индуктивным для всех значений, а фазовый угол является функцией и.Если, ток источника всегда синфазен с напряжением.

На рис. 4 (а) показан график зависимости от для различных значений. Когда преобразователь работает при, очевидно, что он относительно нечувствителен, особенно при высоких значениях, — типичных рабочих условиях в приложении IH.

На рисунке 4 (b) показан график зависимости от. Ток источника отстает от приложенного прямоугольного напряжения. Хотя этот запаздывающий ток полезен для переключения при нулевом напряжении (ZVS) полупроводниковых переключателей, можно ожидать, что более высокое значение приведет к более высокому току источника, вызывая большие потери проводимости в переключателях.Из графиков на рис. 4 (b) видно, что он мал для работы при, особенно для работы при высоком. Следовательно, ток источника и потери проводимости в переключателях будут меньше в этой рабочей точке.

Текущее усиление CN, определяется выражением который может быть дополнительно упрощен как На рис. 5 показан график зависимости от для и различных значений. Максимальный коэффициент усиления по току (равный) наблюдается для работы в предложенной рабочей точке.


Характеристики и конструкция L-LC RI для приложений IH, работающих в, широко описаны в литературе [15–21]. В этой рабочей точке Для, что меньше теоретического максимального значения, заданного формулой (12) в предлагаемой рабочей точке. Таким образом, как также показано на рисунке 5, предлагаемая рабочая точка L-LC RI приводит к усилению по току. Далее, выражение для в обычной рабочей точке может быть записано как Графики (14) в зависимости от показаны на рисунке 4 (b) для и.Можно видеть, что фазовый угол меньше в предлагаемой рабочей точке, чем в обычной рабочей точке, что приводит к меньшим потерям проводимости в переключателях.

3. Поведение L-LC CN с источником прямоугольного напряжения

Анализ, основанный на приближении основной частоты, представленный в Разделе 2, предполагает, что преобразователь при работе с максимальным коэффициентом усиления по току и малым фазовым углом между напряжением источника и током что приводит к низкой нагрузке реактивной мощности и низким потерям проводимости в полупроводниковых устройствах прямоугольного инвертора.Анализ, представленный в разделе 2, предполагает наличие источника синусоидального напряжения на входе. На практике входное напряжение представляет собой прямоугольную волну, генерируемую рабочими переключателями, показанными на Рисунке 2, при 50-процентном рабочем цикле. В этом разделе рассматривается поведение резонансного инвертора L-LC при работе с источником прямоугольного напряжения. Эквивалентная схема для L-LC RI для анализа с источником прямоугольного напряжения показана на рисунке 6 (а). Напряжение источника можно определить как можно разложить на его основную составляющую и гармоники как Из (15) и (16) где — период переключения.Таким образом, эквивалентная схема на Рисунке 6 (a) может быть перерисована как на Рисунке 6 (b), где разложена на и.

Эквивалентный импеданс () резонансного контура, и при определяется выражением Кроме того, для высокорезонансного контура в приложениях IH его можно приблизить к нулю для всех рабочих точек, кроме. При таком предположении эквивалентная схема для рисунка 6 (b) может быть отключена для работы на частотах гармоник и на них, как показано на рисунках 6 (c) и 6 (d), соответственно.Предполагая, что эквивалентную схему в можно дополнительно упростить, как показано на рисунке 6 (c). При таком упрощении схема может быть проанализирована на основные частоты и частоты гармоник отдельно, чтобы определить ток отдельного источника, а затем быть добавлена ​​для определения результирующего тока источника. Выражение для может быть получено как На рисунке 7 (а) показаны расчетные формы сигналов для работы схемы в условиях низкого уровня. Легко заметить, что, будучи обратно пропорциональным, значительно больше, чем для низких значений.Следовательно, результат также почти синусоидальный. При этом условии прогнозы анализа переменного тока (раздел 2) достаточно точны. Однако в высоких условиях, как показано на рисунке 7 (b), амплитуда намного меньше, чем. Следовательно, он почти такой же, как и в значительной степени несинусоидальный. При этом условии прогнозы раздела 2 имеют тенденцию быть ошибочными. Поскольку анализ раздела 2 не учитывает гармоники, фактические пиковые и среднеквадратичные значения, рассчитанные по (19), значительно больше, чем предсказанные по (9).Это приведет к ухудшению текущего коэффициента усиления по сравнению с его значением, предсказанным (12). Однако амплитудой и среднеквадратичным значением можно управлять, выбирая надлежащее значение. На рисунке 7 (c) показана рассчитанная форма сигнала для различных значений when. Поскольку среднеквадратичное значение может быть уменьшено путем увеличения значения, снижение коэффициента усиления по току может быть в некоторой степени скорректировано путем выбора более высокого значения. На рис. 8 показаны графики зависимости коэффициента усиления по току от для различных значений.Для прямого сравнения также показан график текущего усиления, предсказанного (12). На рисунке также показано изменение коэффициента усиления по току в обычной рабочей точке, предсказанное формулой (13) для и. Замечено, что фактическое усиление тока в предлагаемой рабочей точке выше, чем в обычной рабочей точке.


Физический размер катушки индуктивности зависит от ее номинала, пикового тока и среднеквадратичного значения тока. Поскольку пиковое и среднеквадратичное значение уменьшается с увеличением, интуитивно понятно, что физический размер будет сначала уменьшаться по мере увеличения, достигать минимума, а затем увеличиваться с дальнейшим увеличением.Чтобы получить значение минимального размера, следующий термин определяется как его нормализованный индекс размера: На рис. 9 показаны графики (20) для различных значений. Видно, что для высокопроизводительных приложений обычно должно быть 5 раз.


4. Описание системы

MOVPE — это строго контролируемый метод осаждения полупроводниковых эпитаксиальных слоев и гетероструктур, необходимых для разработки нескольких оптоэлектронных и электронных устройств.Процесс MOVPE включает парофазную реакцию между металлоорганическим соединением и газообразным гидридом, которые транспортируются к нагретому (около 1200 ° C) приемнику графита, что приводит к росту желаемого материала. Для нагрева графитового токоприемника (диаметром 50 мм и длиной 20 мм) до 1200 ° C в кварцевом реакторе диаметром 80 мм требуется источник питания.

4.1. Рабочая катушка и резонансный конденсатор

Хотя рекомендуемые методы проектирования катушек предполагают, что катушка должна быть как можно ближе к токоприемнику, а длина катушки должна быть больше, чем у токоприемника [1], физические размеры токоприемника и реактора вынуждают внутреннюю диаметр бухты 100 мм.Кроме того, поскольку душевая лейка из нержавеющей стали с соплами для подачи газов в реактор прикреплена к одному концу реактора, максимальная длина змеевика также ограничена 50 мм. Катушка состоит из полого медного проводника. Число витков, диаметр проводника и толщина его стенки оптимизированы с учетом различных параметров, таких как сопротивление катушки, потери мощности, электрический КПД, требуемый расход охлаждающей воды и падение давления. Разработанная катушка имеет 4 витка полого медного проводника с внешним диаметром 3/8 дюйма и толщиной стенки SWG 19.Сопротивление катушки оценивается в 11,3 мОм, а индуктивность катушки составляет 2,70 мк Н. Рабочая частота 25 кГц была зафиксирована для обеспечения равномерного нагрева токоприемника (толщина скин-слоя графита составляет почти 17 мм при 25 кГц). . Эквивалентное сопротивление заготовки оценивается в 16,6 мОм. Катушка рассчитана на максимальное действующее значение 1000 А.

В качестве резонансного конденсатора использовалась батарея из 6 конденсаторов с кондуктивным охлаждением по 3 мк Ф каждый. Эти конденсаторы установлены на холодной пластине, которая, в свою очередь, охлаждается водой.Однако для получения резонансной частоты 25 кГц используется всего 5 конденсаторов. Конденсаторная батарея находится очень близко к катушке, чтобы сократить путь циркуляции.

4.2. Силовая цепь

Принципиальная принципиальная схема силовой цепи показана на рисунке 10, который в общих чертах можно разделить на три части: входной трехфазный диодный выпрямитель с фильтром, преобразователь постоянного тока в постоянный и L-LC RI. . В дополнение к этому, фактическая силовая цепь также состоит из прерывателей, фильтра электромагнитных помех и цепи ограничения пускового тока в выпрямительном каскаде.Однако для ясности они не показаны на рисунке 10.


Вход для источника питания — 415 В, 50 Гц, трехфазный переменный ток. Значения индуктивности фильтра () и конденсатора () во входной секции выпрямителя составляют 2,2 мГн и 3 мФ соответственно, что дает частоту отсечки 70 Гц.

В разделе 2 видно, что RI L-LC демонстрирует желаемое поведение только тогда, когда он работает на. Следовательно, изменение частоты переключения для управления выходной мощностью не допускается. Следовательно, могут использоваться методы управления с фиксированной частотой, такие как широтно-импульсная модуляция (ШИМ), или методы квантованного управления, такие как модуляция плотности импульсов.Однако операция мягкого переключения переключателей на этапе RI не может быть гарантирована во всем рабочем диапазоне, и методы квантованного управления, такие как PDM, приводят к дискретным выходным уровням, а также имеют ограниченный диапазон управления выходной мощностью. Если, с другой стороны, входное напряжение каскада RI контролируется, можно обеспечить контроль выходной мощности в более широком диапазоне и эксплуатационную гибкость. Недостатки этой схемы, а именно необходимость наличия промежуточного каскада преобразователя постоянного тока и снижение общей эффективности преобразования, принесены в жертву вышеупомянутым преимуществам.

Понижающий преобразователь постоянного тока выбран в качестве промежуточного каскада преобразователя постоянного тока. БТИЗ и диод составляют основную коммутационную ячейку. Пассивная демпферная цепь без потерь (состоящая из демпфирующей катушки индуктивности, конденсаторов, и диодов, и) используется для ограничения коммутационных потерь на этом этапе. Стоит отметить, что помимо тщательного выбора значений компонентов, описанного в [30], для эффективного демпфирования также важно уделять внимание нескольким практическим аспектам [31], таким как прямое восстановление демпфирующих диодов и паразитные индуктивности. действие.Катушка индуктивности, конденсаторы и резистор составляют высокочастотный фильтр нижних частот с демпфированием.

Два полумостовых модуля IGBT SKM100GB123D используются для реализации H-моста в секции инвертора, подающей прямоугольное напряжение на высокочастотный изолирующий трансформатор. Трансформатор с соотношением витков 1: 1 был разработан с использованием 7 пар сердечников EE80 с 7 витками первичной обмотки и 7 витками вторичной обмотки. В то время как первичная обмотка намотана из медной фольги, для вторичной обмотки с водяным охлаждением используется полый медный провод с высокой проводимостью, не содержащий кислорода.Результаты на Рисунке 9 показывают, что дополнительная резонансная катушка индуктивности должна быть примерно в 5 раз больше для высокопроизводительной работы. Поэтому в настоящей системе выбран. Индуктивность рассеяния трансформатора оценивается в 5 мкм Гн. Дополнительная индуктивность в 8,5 мкм Гн реализуется за счет пропускания вторичных витков вокруг вспомогательного сердечника с зазором (2 пары EE80) в соответствии с конфигурацией, предложенной в [32].

Конденсатор был включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора (не показан на рисунке 10), чтобы предотвратить насыщение трансформатора в случае несимметричного возбуждения.В таблице 1 приведены значения компонентов и номера деталей полупроводниковых устройств, используемых в системе.

3 F 3 9122 9325 9322 9322 901

Компонент Значение / Номер по каталогу

2,2 м вод. H
30 μ F
150 μ F
2.2
5 μ H
0,03 μ F
0,33 μ F
15 μ F
VUO 82
SKM100GAR123D
— и — SKM100GB12312 10025
4.3. Схема управления

Входное напряжение постоянного тока прямоугольного инвертора регулируется для регулирования температуры токоприемника. Блок-схема всей системы управления также показана на рисунке 10. Планируется, что датчик температуры типа термопары и модуль ПИД-регулятора процесса будут использоваться для программирования и управления температурой токоприемника. Выход модуля ПИД-регулятора действует как эталон для внутреннего контура управления для управления входным постоянным напряжением, подаваемым на прямоугольный инвертор, путем управления скважностью понижающего преобразователя.Дополнительный контур управления фазой используется для поддержания состояния настройки ступени RI против медленного дрейфа резонансной частоты в течение различных рабочих условий и времени. Этот контур определяет фазу выходного тока инвертора с помощью фазового детектора PD. Выход контроллера управляет генератором, управляемым напряжением (ГУН), который регулирует частоту переключения инвертора таким образом, что выходной ток инвертора немного отстает от напряжения.

5. Результаты

Фотография разработанного источника питания для индукционного нагрева, испытываемого в лаборатории на нагрев графитового токоприемника, представлена ​​на рисунке 11.На вставке показан графитовый токоприемник, нагретый до 1200 ° С на воздухе.


Выходное напряжение инвертора, (кривая 1, 200 В / дел.) И осциллограммы тока,, (кривая 2, 25 А / дел.) Показаны на Рисунке 12 (а). Характер формы волны тока соответствует прогнозируемой форме волны, показанной на рисунке 7. Формы сигналов напряжения коллектор-эмиттер (кривая 1, 200 В / дел) и затвор-эмиттер (кривая 2, 10 В / дел) IGBT в H-мостовом инверторе во время переходов включения и выключения показаны на рисунках 12 (b) и 12 (c), соответственно, демонстрируя мягкое переключение.На рисунке 12 (d) показаны формы сигналов (кривая 1, 200 В / дел) и напряжения на рабочей катушке (кривая 2, 200 В / дел), показывающие, что только основная составляющая входного прямоугольного напряжения была передана на рабочая катушка.

6. Заключение

В документе сообщается о различных проблемах при разработке источника питания IH для приложения MOVPE с использованием L-LC RI. Пересмотрен анализ основной частоты переменного тока L-LC RI, и показано, что преобразователь демонстрирует повышенное усиление по току и коэффициент мощности, близкий к единице, при работе на резонансной частоте.Дальнейший анализ схемы с источником прямоугольного напряжения подчеркивает влияние вспомогательной катушки индуктивности на форму волны тока источника, что приводит к оптимальному выбору значения вспомогательной катушки индуктивности. Представлены требования к системе MOVPE, требующей источника питания IH 25 кВт, 25 кГц для нагрева графитового токоприемника до 1200 ° C, конфигурация разработанной системы IH и экспериментальные результаты, тем самым демонстрируя пригодность L-LC RI, работающего на своем резонансная частота для этого приложения.

Замечательно звездный индукционный нагреватель для сварочного аппарата В продаже

Просмотрите Alibaba.com и изучите широкий спектр чудесного. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата . Когда у тебя есть право. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата , ваши процессы нагрева будут высокопроизводительными. Это поможет вам достичь ваших целей дома или в бизнесе. С разнообразной коллекцией. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата , вы гарантированно найдете наиболее подходящий в соответствии с вашими требованиями.

The. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата на Alibaba.com состоит из великолепных и прочных материалов и конструкций, которые способствуют повышению производительности и долговечности. Файл. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата отличается исключительной устойчивостью к высоким температурам, чтобы гарантировать, что на них не оказывает неблагоприятное воздействие выделяемое ими тепло. Они также отличаются удивительным механизмом контроля температуры, который позволяет вам достигать и поддерживать желаемое количество тепла.Соответственно, вы всегда получаете то, чего ожидаете от этой премиальной линейки. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата .

Большой плюс, который вы увидите в них. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата — это сверхэффективный, потому что они потребляют мало энергии, но их характеристики превосходны. Таким образом, они способствуют устойчивости и позволяют вам экономить на счетах за электроэнергию. Расход этих. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата record невероятно эффективен, гарантируя вам лучшую производительность и рентабельность.Их обслуживание несложно, потому что они. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата легко чистить, чтобы защитить его от загрязнений, которые могут нарушить их работу.

Примите правильное решение сегодня и улучшите свои процессы отопления. Просмотрите широкий спектр великолепных. Индукционный нагреватель для сварочного аппарата на Alibaba.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *