Индукционный нагреватель схема своими руками: Индукционный нагреватель своими руками — 3 варианта сборки

Содержание

особенности конструкции и пример рабочей схемы устройства

Сегодня для нагрева воды чаще всего используются нагреватели индукционного типа. Популярность этих устройств во многом вызвана их экологической безопасностью и невысокой стоимостью.

Собрав индукционный нагреватель своими руками, можно изготовить прибор для проточного нагрева воды и при этом сэкономить на покупке готового.

Преимущества и недостатки

Благодаря использованию этого устройства в быту можно добиться максимальной производительности и высокой надежности при эксплуатации. Для установки агрегата не нужно брать разрешение, в отличие от газового бойлера. Если устройство используется в отопительных котлах, то в определенных ситуациях вполне можно обойтись без насосной установки, так как движение теплоносителя будет осуществляться путем конвекции. Нагреватель индуктивного типа имеет ряд преимуществ:

  • Невысокая стоимость.
  • Индуктивный нагреватель своими руками собрать достаточно просто.
  • Во время работы устройство не производит шум.
  • Наличие постоянной вибрации делает необязательным регулярный уход.
  • Выходы из строя наблюдаются крайне редко.

Все это и сделало устройство весьма популярным. Однако сегодня не существует приборов, которые были бы полностью лишены недостатков. Среди минусов индукционных нагревателей стоит отметить несколько:

  • Потребляется много электрической энергии.
  • Во время работы выделяется большое количество тепла.
  • Для предотвращения перегрева и последующей поломки агрегата, необходимо устанавливать датчик температуры.

Однако плюсы этого устройства полностью нивелируют его недостатки. В домашних условия чаще всего собирают индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Особенности конструкции

Именно благодаря своей простоте, эти приборы и пользуются большой популярностью. В корпусе находится катушка, внутрь которого вставлен отрезок трубы, с помощью двух патрубков соединенный с системой отопления. Катушку можно присоединить непосредственно к сети электропитания или сделать это через преобразователь. Во втором случае увеличится частота колебаний тока в инверторе.

В состав преобразователя входит три элемента:

  • Выпрямитель тока.
  • Двухтранзисторный инвертор.
  • Схема управления полупроводниковыми приборами.

Принцип работы такого устройства во многом напоминает трансформатор. Главным же отличием является вторичная обмотка — она короткозамкнута и находится внутри первичной.

Рекомендации по изготовлению

Изготовить индукционный нагреватель своими руками, рабочая схема которого приведена ниже, будет очень просто. Работы по его изготовлению не займут много времени, как и не потребуется больших финансовых вложений. Приступая к изготовлению прибора, стоит уделить внимание нескольким моментам:

  • По своей конструкции прибор является мультивибратором высокой мощности.
  • Сопротивление позволяет избежать перегрева полупроводниковых приборов и его подбору следует уделить повышенное внимание.
  • Индуктор представляет собой спираль, состоящую из медной проволоки с требуемым количеством витков.

Так как транзисторы быстро выходят из строя от перегрева, устанавливать их необходимо на радиаторы особой конструкции. Использование сварочного инвертора позволит снизить стоимость самодельного устройства, но также можно применять и трехфазный трансформатор. Ниже приведена простейшая схема индукционного нагревателя металла. Своими руками такой прибор собрать можно достаточно быстро.

Он представляет собой трансформатор с двумя обмотками:

  • Первый контур необходим для преобразования электроэнергии в вихревые токи.
  • Вторая обмотка позволяет передавать преобразованную энергию теплоносителю.

В качестве корпуса можно использовать кусок пластиковой трубы, толщина стенок которой составляет не менее трех миллиметров. При этом его диаметр должен быть больше в сравнении с трубами отопления. Длина корпуса определяется в каждом конкретном случае индивидуально, но чаще всего достаточно около одного метра. Внутренний диаметр трубы находится в диапазоне от 50 до 80 мм. После этого трубу необходимо обмотать медной проволокой, а количество витков должно составлять около 90.

Для установки индукционного нагрева предстоит выполнить следующие действия:

  • Полимерная труба фиксируется.
  • Торцы сердечника необходимо обрезать, оставив при этом около 10 см в запасе для изготовления отводов.
  • К нижнему отводу крепится уголок для подключения обратки, если прибор будет монтироваться в отопительный котел.
  • Предварительно нарубленная на отрезки длиной в 50 мм медная проволока засыпается в трубу, которая затем с двух сторон закрывается сеткой.
  • Устанавливается защитный контур прибора.
  • Нагреватель подключается к источнику питания, после чего сердечник необходимо заполнить водой.

Заключительным шагом после сборки приора, станет проверка его работоспособности. Для простоты замены водонагревающего устройства, на всех входах стоит установить шаровые краны.

Простейший индукционный нагреватель своими руками

Недавно возникла необходимость создать небольшой индукционный нагреватель своими руками. Бродя по просторам интернета, нашел несколько схем индукционных нагревателей. Многие схемы не устраивали из-за довольно сложной обвязки, некоторые не работали, но попадались и рабочие варианты.

Несколько дней назад пришел к выводу, что индукционный нагреватель можно сделать из электронного трансформатора с минимальными затратами.

Принцип индукционного нагрева заключается в воздействии на металл токами Фуко. Такой нагреватель активно применяется в самых разных сферах науки и техники. По идее токам Фуко безразличны виды и свойства металлов, поэтому индуктор может подогреть или расплавить абсолютно любой металл.

Электронный трансформатор — импульсный блок питания, на базе которого построен наш нагреватель. Это простой полумостовой инвертор, построенный на двух мощный биполярных транзисторах серии MJE13007, которые жутко перегреваются в ходе работы, поэтому им нужен очень хороший теплоотвод.

Для начала с электронного трансформатора нужно выпаять основной трансформатор. Своего рода индуктор мы изготовим на базе ферритовой чашки. Для этого берем чашку 2000НМ (размер чашки особо не важен, но желательно побольше). На каркасе мотаем 100 витков проводом 0,5 мм, с кончиков проводов снимаем лаковое покрытие и залужаем. Затем концы проводов запаиваем на место штатного импульсного трансформатора — все готово!

Получился довольно мощный самодельный индукционный нагреватель (КПД не более 65%), на основе которого, можно собрать даже небольшую индукционную печку. Если взять кусок металла и приблизить этот металл к центру катушки, то через несколько секунд металл нагреется. Таким нагревателем можно плавить провода с диаметром 1,5 мм — мне это удалось всего за 20 секунд, но при этом высоковольтные транзисторы ЭТ так нагрелись, что на них можно было яичницу жарить!

В ходе работы, возможно, будет нужда дополнительного охлаждения для теплоотводов, поскольку опыт показал, что теплоотвод попросту не успевает отводить тепло с транзисторов.

Основа работы такого инвертора довольно проста. Сама схема индукционного нагревателя удобна тем, что не требует никакой настройки (в более сложных схемах часто возникает необходимость подгонки схемы в частоту резонанса, точный расчет количества витков и диаметра провода контура, а также подсчет контурного конденсатора, а тут всего этого нет и схема работает сразу).

Напряжение сети (220 Вольт) сначала выпрямляется диодным выпрямителем, затем поступает на схему. Частоту задает динистор (диак) марки DB3. Сама схема не имеет никаких защит, только ограничивающий резистор на входе питания, который якобы должен работать в качестве сетевого предохранителя, но при малейшей проблеме в первую очередь вылетают транзисторы. Надежность схемы индукционного нагревателя можно поднять, заменив диоды в выпрямителе более мощными, добавив сетевой фильтр на вход схемы и заменив силовые транзисторы на более мощные, скажем на MJE13009.

Вообще не советую включать такой нагреватель на долгое время, если не имеется активного охлаждения, иначе каждые 5 минут будете вынуждены менять транзисторы.

Схема индукционного нагревателя. Как изготовить простой индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель – это высокая стадия эволюции электроприборов. Благодаря такому устройству можно значительно экономить потребление энергии. Тепловой генератор, используемый в этом приборе, совершенно безвреден, при работе не выделяет копоти. Например, по эффективности преобразования электрической энергии в тепловую отопительный котел (схема индукционного нагревателя приведена ниже) уступает лишь инфракрасному обогревателю. Однако в отличие от ИК-приборов, которые продаются лишь в специализированных магазинах, индукционные нагреватели можно не только купить, но и собрать своими руками.

Такие устройства бывают нескольких уровней сложности и назначения, например, для воды и металла. Их устройства, конечно, отличаются, однако принцип работы идентичный. На фото ниже изображена схема индукционного нагревателя металла, по ней достаточно легко собрать данный прибор.

Итак, в этой статье мы рассмотрим процесс сборки индукционного нагревателя из подручных средств, которые можно найти в «закромах» любого домашнего мастера.

Как работает индукционный нагреватель, сделанный своими руками?

Принцип работы самодельного нагревателя ничем не отличается от заводского прибора. То есть теплоноситель циркулирует в сердечнике, нагреваясь от его стенок или содержимого. Он разогревается благодаря вихревым токам, генерируемым обмоткой.

Важно: полимерные сердечники набивают рубленой проволокой!

В свою очередь, обмотка накручивается на тело сердечника и замыкается на источник тока высокой частоты. Именно такая энергия способна сгенерировать переменное электромагнитное поле – первопричину появления вихревых токов в неподвижном сердечнике (или его наполнителе).

Схема индукционного нагревателя воды, представленная ниже, часто используется в отопительных котлах.

В роли источника высокочастотного переменного тока может выступать обычный сварочный инвертор или более сложная система на основе трансформатора и частотного преобразователя.

Необходимо отметить, что при правильном подходе к выбору источника и формированию обмотки можно создать действительно эффективный прибор, который будет работать не хуже заводского аналога. Кстати, в его комплекте всегда есть инструкция и схема индукционного нагревателя.

Своими руками собираем индукционный прибор: важные детали

Для сбора такого нагревателя понадобятся:

  • инвертор сварочный;
  • генерирующий сварочный ток силой не менее 15 ампер, с высокочастотным типом и с плавной регулировкой.

Именно этот прибор будет источником переменного электрического тока высокой частоты, питающего индуктор.

После этого необходимо взять медную проволоку. Намотать ее пружиной на корпус сердечника. Это устройство будет выполнять роль индуктора. Очень важно контакты проволоки соединить с клеммами инвертора, избегая спаек и скруток. Исходя из этого, отрезок данного материала, используемый для формирования сердечника, должен иметь достаточную длину. Количество витков обычно равно 50, а диаметр проволоки, как правило, равен 3 мм. Схема индукционного нагревателя показывает последовательность соединения отдельных составляющих.

Делаем сердечник

В роли сердечника выступает обычная полимерная труба, изготовленная из сшитого полиэтилена или полипропилена. Эти сорта пластмасс выдерживают максимально высокую температуру. Пропускной диаметр трубы-сердечника должен равняться 50 мм, а толщина стенок не может быть меньше 2,5-3 мм. Тогда эту деталь можно использовать в роли калибра, на который навивают медную проволоку, формируя индуктор.

Приблизительная схема индукционного нагревателя отображена на этой картинке.

Нагревательным элементом такого котла будет наполнитель полимерного сердечника – рубленые отрезки нержавеющей проволоки диаметром 7 мм. Причем длина их не может быть менее 5 см.

Сборка устройства на примере отопительного индукционного котла

Сам процесс сборки всех этих компонентов в единую систему выглядит следующим образом:

  • Вначале берете отрезок полимерной трубы, фиксируете его и наматываете поверх будущего сердечника 50 витков 3-миллиметровой медной проволоки.
  • Далее обрезаете торцы сердечника, оставляя по 7-10 см от края проволоки на отводы.

Важно: Схема индукционного нагревателя своими руками выполняется в несколько этапов, последовательность которых нарушать ни в коем случае нельзя. Во избежание ошибок необходимо в точности следовать инструкции.

  • На следующем этапе монтируете на нижнем отводе уголок. Причем боковое ответвление этого фитинга будет использовано в роли патрубка для обратки разводки системы. Причем на сгоне нужно установить шаровой вентиль, перекрыв который можно демонтировать сердечник без слива теплоносителя.
  • После установки нижнего фитинга заполняете сердечник рубленой проволокой, стараясь уложить ее максимально плотно. Ведь в роли водонагревателя выступает именно она.
  • Далее монтируете на верхнем патрубке тройник. Этот фитинг используют для отвода разогретого теплоносителя в напорный контур разводки. Причем отвод можно реализовать и по верхнему, и по боковому ответвлению, используя свободный патрубок тройника под монтаж предохранительного клапана. И разумеется, подключение тройника к напорной ветви разводки реализуется посредством шарового вентиля.
  • После этого можно смонтировать всю конструкцию в корпусе (металлическом или полимерном шкафу), установив в его нижней части сварочный инвертор. Причем для доступа к панели управления инвертором в корпусе шкафа вырезают особое окно.
  • Перепроверяете, соответствует ли схема индукционного нагревателя источнику.
  • Если все подключено правильно, то в финале нужно прикрепить проволоку на клеммы инвертора и залить воду в сердечник.

Безопасность индукторных нагревателей: советы профессионалов

Изготавливая индукционный нагреватель собственными руками, необходимо побеспокоиться о безопасности устройства. Для этого требуется руководствоваться следующими правилами, повышающими уровень надежности общей системы:

  1. В верхний тройник стоит врезать предохранительный клапан, стравливающий лишнее давление. Иначе при выходе из строя циркуляционного насоса сердечник попросту лопнет под воздействием пара. Как правило, схема простого индукционного нагревателя предусматривает такие моменты.
  2. Инвертор включается в сеть только через УЗО. Это устройство срабатывает в критических ситуациях и поможет избежать короткого замыкания.
  3. Сварочный инвертор нужно заземлить, выводя кабель на особый металлический контур, смонтированный в грунте за стенами сооружения.
  4. Корпус индукционного нагревателя нужно размещать на высоте 80 см над уровнем пола. Причем расстояние до потолка должно быть не менее 70 см, а до других предметов меблировки – более 30 см.
  5. Индукционный нагреватель – это источник очень сильного электромагнитного поля, поэтому такую установку нужно держать подальше от жилых помещений и вольеров с домашними животными.

Подведение итогов

Индукционный нагреватель, изготовленный своими руками, будет работать не хуже заводского прибора. Он не уступает в производительности, эффективности и безопасности, конечно же, если были соблюдены все правила.

Схема индуктора своими руками - Строительство домов и бань

Индукционный нагреватель 500 Ватт своими руками

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!

Схема индукционного нагревателя:

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 Индукционный нагреватель:

Видео:

Как сделать простой индукционный нагреватель для отопления

Идея нагревать металл вихревыми токами Фуко, возбуждаемыми электромагнитным полем катушки, отнюдь не нова. Она давно и успешно эксплуатируется в промышленных плавильных печах, кузнечных мастерских, бытовых нагревательных приборах – плитах и электрокотлах. Последние довольно дороги, так что домашние умельцы не оставляют попыток сделать индукционный нагреватель воды своими руками. Наша задача – рассмотреть работоспособные варианты самодельных устройств и разобраться, можно ли применять их для отопления дома.

О принципе индуктивного нагрева

Для начала разъясним, как функционируют электрические индукционные нагреватели. Переменный ток, проходя по виткам катушки, образует вокруг нее электромагнитное поле. Если поместить внутрь обмотки сердечник из магнитящегося металла, то он станет нагреваться вихревыми токами, возникающими под воздействием поля. Вот и весь принцип.

Важное условие. Чтобы металлический сердечник нагревался, катушка должна питаться переменным током, меняющим знак и вектор поля с высокой частотой. При подаче на обмотку постоянного тока вы получите обыкновенный электромагнит.

Сам нагревательный элемент носит название индуктора и является главной частью установки. В отопительных котлах он представляет собой стальную трубу с протекающим внутри теплоносителем, а в кухонных плитах – плоскую катушку, максимально приближенную к варочной панели, как изображено далее на фото.

Катушка-индуктор нагревает железную трубу, которая передает тепло протекающей воде

Вторая часть индукционного нагревателя — схема, повышающая частоту тока. Дело в том, что напряжение с промышленной частотой 50 Гц малопригодно для работы подобных устройств. Если присоединить индуктор к сети напрямую, то он начнет сильно гудеть и слабо прогревать сердечник, причем вместе с обмотками. Чтобы эффективно преобразовывать электричество в теплоту и полностью передавать ее металлу, частоту нужно повысить минимум до 10 кГц, чем и занимается электросхема.

В чем заключаются реальные преимущества индукционных котлов перед ТЭНовыми и электродными:

  1. Деталь, нагревающая воду, — это простой кусок трубы, не участвующий в электрохимических процессах (как в электродных теплогенераторах). Поэтому срок службы индуктора ограничивается только работоспособностью катушки и может достигать 10—20 лет.
  2. По той же причине элемент одинаково хорошо «дружит» со всеми видами теплоносителей – водой, антифризом и даже машинным маслом, разницы нет.
  3. Внутренности индуктора не покрываются накипью в процессе эксплуатации.
Здесь сердечником служит посуда из магнитного металла

Примечание. С индукционными котлами связано множество мифов. Например, продавцы утверждают, что они экономичнее других электрических обогревателей на 10—20%, хотя в действительности КПД всех электрокотлов равен 98%. Список преимуществ ограничивается тремя вышеперечисленными пунктами, остальное – реклама.

Варианты самодельных устройств

На просторах интернета размещено достаточное количество разнообразных конструкций, создаваемых для различных целей. Взять индукционный малогабаритный нагреватель, сделанный из компьютерного блока питания 250—500 Вт. Модель, показанная на фото, пригодится мастеру в гараже или автосервисе для плавки стержней из алюминия, меди и латуни.

Но для отопления помещений конструкция не подойдет по причине малой мощности. В интернете есть два реальных варианта, чьи испытания и работа засняты на видео:

  • водонагреватель из полипропиленовой трубы с питанием от сварочного инвертора либо индукционной кухонной панели;
  • стальной котел с нагревом от той же варочной панели.

Справка. Существуют и другие, полностью самодельные конструкции, где преобразователи частоты умельцы собирают с нуля. Но для этого нужны знания и навыки в области радиотехники, поэтому рассматривать их мы не будем, а просто приведем пример такой схемы.

Теперь давайте подробнее разберем, как делаются индукционные нагреватели своими руками, а главное, — как они потом функционируют.

Изготавливаем нагревательный элемент из трубы

Если вы плотно занимались поиском информации по данной теме, то наверняка столкнулись с этой конструкцией, поскольку мастер выложил ее сборку на популярном видеоресурсе YouTube. После чего многие сайты разместили текстовые версии изготовления этого индуктора в виде пошаговых инструкций. Вкратце нагреватель делается так:

  1. Внутрь трубы из полипропилена диаметром 40 мм и длиной 50 см наталкиваются металлические ершики для мытья посуды (можно рубленую проволоку — катанку). Они должны притягиваться магнитом.
  2. К трубе припаиваются отводы с резьбами для подключения к отопительной сети.
  3. Снаружи вдоль корпуса приклеиваются 4—5 стержней из текстолита. На них наматывается провод сечением 1.7—2 мм² со стеклоизоляцией, применяющийся в сварочных трансформаторах.
  4. Варочная панель разбирается и «родной» индуктор плоской формы демонтируется. Вместо него подключается самодельный нагреватель из трубы.

Важный нюанс. Длину и сечение провода для намотки катушки следует определять по штатному индуктору печки, чтобы она соответствовала мощности полевых транзисторов в электросхеме. Если взять больше провода, то упадет мощность нагрева, меньше – перегреются и выйдут из строя транзисторы. Как это выглядит визуально, смотрите на видео:

Как нетрудно догадаться, роль нагревательного элемента здесь играют металлические ершики, находящиеся в переменном магнитном поле катушки. Если запустить варочную панель на максимум, одновременно пропуская через импровизированный котел проточную воду, то ее удастся нагреть на 15—20 °С, что и показали испытания агрегата.

Поскольку мощность большинства индукционных плит лежит в пределах 2—2.5 кВт, то с помощью теплогенератора можно обогреть помещения общей площадью не более 25 м². Есть способ увеличить нагрев, подключив индуктор к сварочному аппарату, но здесь есть свои сложности:

  1. Инвертор выдает постоянный ток, а нужен переменный. Для подсоединения индукционного нагревателя аппарат придется разобрать и найти на схеме точки, где напряжение еще не выпрямлено.
  2. Нужно взять провод большего сечения и подобрать число витков путем расчета. Как вариант, медную проволоку Ø1.5 мм в эмалевой изоляции.
  3. Понадобится организовать охлаждение элемента.

Проверку работоспособности индуктивного водонагревателя автор демонстрирует в своем видео, представленном ниже. Испытания показали, что агрегат требует доработки, но конечный результат, к сожалению, неизвестен. Похоже, что умелец оставил проект незавершенным.

Как собрать индукционный котел

В этом случае дешевую китайскую плиту разбирать не нужно. Суть в том, чтобы сварить по ее размерам котловой бак, руководствуясь пошаговой инструкцией:

  1. Возьмите стальную профильную трубу 20 х 40 мм с толщиной стенки 2 мм и нарежьте из нее заготовок по ширине панели.
  2. Сварите трубки между собой по длине, стыкуя меньшими сторонами.
  3. Сверху и снизу к торцам герметично приварите железные крышки. Сделайте в них отверстия и поставьте патрубки с резьбами.
  4. К одной из сторон прикрепите сваркой 2 уголка, чтобы они образовали полку для индукционной печки.
  5. Покрасьте агрегат термостойкой эмалью из баллончика. Подробнее процесс сборки показан в видеоролике.

Окончательная сборка и запуск заключается в монтаже котла на стену и его врезке в систему отопления. Варочная панель вставляется в гнездо из уголков на задней стенке бака и подключается к электросети. Остается заполнить систему теплоносителем, стравить воздух и включить нагрев индуктора.

Здесь вас подстерегает та же проблема, что встречалась с предыдущей моделью. Несомненно, индукционный нагрев будет работать, но его мощности 2.5 кВт хватит для обогрева парочки небольших комнат при морозе на улице. Осенью и весной, когда температура не опустилась ниже нуля, самодельный котел сможет отопить площадь 35—40 м². Как его правильно подключить к системе, смотрите в очередном видеосюжете:

Выводы и рекомендации

Мы намеренно представили варианты индукционных водонагревателей несложной конструкции, чтобы каждый желающий мог сделать подобный агрегат своими силами. Но остался вопрос, нужно ли заниматься этим делом и тратить собственное время. На этот счет есть ряд объективных соображений:

  1. Пользователи, не разбирающиеся в электрике и радиотехнике, вряд ли смогут добиться увеличения мощности нагрева свыше 2.5 кВт. Для этого придется собрать схему преобразователя частоты.
  2. КПД индуктора ничуть не выше, чем у других электрических котлов. Но собрать нагреватель с ТЭНами гораздо проще.
  3. Если у вас не завалялась дома индукционная панель, то потребуется ее купить примерно за 80 у. е. Столько стоят дешевые китайские изделия в интернет-магазинах. За те же деньги продаются готовые электродные котлы мощностью до 10 кВт.
  4. Электроплиты оснащаются автоматикой безопасности, отключающих бытовой прибор спустя 1 или 2 часа работы. Это доставляет неудобство при эксплуатации.
  5. Если в силу разных причин теплоноситель вытечет из самодельного теплогенератора, то нагрев не прекратится. Это чревато пожаром.

Конечно, вы можете обойтись без дорогих покупок, досконально разобраться в конструкции и смастерить индукционный нагреватель с нуля. Но выполнить все бесплатно не получится, ведь потребуется приобрести комплектующие для схемы. Заметьте, что бонусы от подобного отопительного агрегата невелики, так что всерьез браться за его изготовление с целью обогрева частного дома нецелесообразно.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

ТВЧ катушка самодельная

Схема принципиальная электрическая

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.

Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ Нагрев ножа ТВЧ

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволоки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через некоторое время сильно нагревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта самодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и работает уже более года.

Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений.

На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Чтобы охлаждать радиаторы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт такого охлаждения вполне достаточно. Если захотите поднять напряжение от 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, поставьте более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например от отопителя салона ВАЗ 2107. Желательно сделать металлическую шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на печатной плате следует усилить медной проволокой, напаянной сверху.

А теперь самое интересное… Испытания индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового автомобильного аккумулятора. Другого источника питания способного выдавать большие токи у меня просто нет. Лезвие от канцелярского ножа нагрелось до красна за 10 секунд. А это хороший результат, если учесть, что индуктор запитан всего от двенадцати вольт!

Друзья! Если хотите собрать индукционный нагреватель своими руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора обязательно используйте мощный источник питания лучше всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

  • Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
  • Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
  • Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
  • Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или аналогичные 2 шт.
  • Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
  • Дроссели от компьютерного БП желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
  • Колодка клемная для провода сечением 16 мм² 2 шт.
  • Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
  • Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
  • Радиатор чем больше, тем лучше 2 шт.
  • Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
  • Трубка силиконовая 2 метра
  • Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Рекомендую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками

Как сделать высокочастотный индукционный нагреватель своими руками – схема простого индуктивного горна для нагрева металла электричеством

Сейчас мы узнаем как сделать своими руками индукционный нагреватель, который можно использовать для разных проектов или просто для удовольствия. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий или медь. Вы можете использовать её для пайки, плавления и ковки металлов. Вы можете использовать самодельный индуктивный нагреватель и для литья.

Мое учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых из важнейших компонентов.

Инструкция большая, в ней мы рассмотрим основные шаги, дающие вам представление о том, что входит в такой проект, и о том, как его спроектировать, чтобы ничего не взорвалось.

Для печи я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр. Кстати, в тестах с жидким азотом он неплохо себя показал против брендовых термометров.

Шаг 1: Компоненты

Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.

Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока. Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.

Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.

Шаг 2: Схема инвертора

Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.

Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.

Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.

Шаг 3: Драйвер

Эта схема действительно большая. Вообще, вы можете прочитать про простой маломощный инвертор. Если вам нужна большая мощность, вам нужен соответствующий драйвер. Этот драйвер будет останавливаться на резонансной частоте самостоятельно. После того, как ваш металл расплавится, он останется заблокированным на правильной частоте без необходимости какой-либо регулировки.

Если вы когда-либо строили простой индукционный нагреватель с чипом PLL, вы, вероятно, помните процесс настройки частоты, чтобы металл нагревался. Вы наблюдали за движением волны на осциллографе и корректировали частоту синхронизации, чтобы поддерживать эту идеальную точку. Больше не придется этого делать.

В этой схеме используется микропроцессор Arduino для отслеживания разности фаз между напряжением инвертора и емкостью конденсатора. Используя эту фазу, он вычисляет правильную частоту с использованием алгоритма «C».

Я проведу вас по цепи:

Сигнал емкости конденсатора находится слева от LM6172. Это высокоскоростной инвертор, который преобразует сигнал в красивую, чистую квадратную волну. Затем этот сигнал изолируется с помощью оптического изолятора FOD3180. Эти изоляторы являются ключевыми!

Далее сигнал поступает в PLL через вход PCAin. Он сравнивается с сигналом на PCBin, который управляет инвертором через VCOout. Ардуино тщательно контролирует тактовую частоту PLL, используя 1024-битный импульсно-модулированный сигнал. Двухступенчатый RC-фильтр преобразует сигнал PWM в простое аналоговое напряжение, которое входит в VCOin.

Как Ардуино знает, что делать? Магия? Догадки? Нет. Он получает информацию о разности фаз PCA и PCB от PC1out. R10 и R11 ограничивают напряжение в пределах 5 напряжений для Ардуино, а двухступенчатый RC-фильтр очищает сигнал от любого шума. Нам нужны сильные и чистые сигналы, потому что мы не хотим платить больше денег за дорогие мосфеты после того, как они взорвутся от шумных входов.

Шаг 4: Передохнём

Это был большой массив информации. Вы можете спросить себя, нужна ли вам такая причудливая схема? Зависит от вас. Если вы хотите автонастройку, тогда ответ будет «да». Если вы хотите настраивать частоту вручную, тогда ответ будет отрицательным. Вы можете создать очень простой драйвер всего лишь с таймером NE555 и использовать осциллограф. Можно немного усовершенствовать его, добавив PLL (петля фаза-ноль)

Тем не менее, давайте продолжим.

Шаг 5: LC-контур

К этой части есть несколько подходов. Если вам нужен мощный нагреватель, вам понадобится конденсаторный массив для управления током и напряжением.

Во-первых, вам нужно определить, какую рабочую частоту вы будете использовать. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект (меньшее проникновение) и хороши для небольших объектов. Более низкие частоты лучше для больших объектов и имеют большее проникновение. Более высокие частоты имеют большие потери при переключении, но через бак пройдет меньше тока. Я выбрал частоту около 70 кГц и дошел до 66 кГц.

Мой конденсаторный массив имеет ёмкость 4,4 мкФ и может выдерживать более 300А. Моя катушка около 1мкГн. Также я использую импульсные пленочные конденсаторы. Они представляют собой осевой провод из самовосстанавливающегося металлизированного полипропилена и имеют высокое напряжение, высокий ток и высокую частоту (0.22 мкФ, 3000В). Номер модели 224PPA302KS.

Я использовал две медные шины, в которых просверлил соответствующие отверстия с каждой стороны. Паяльником я припаял конденсаторы к этим отверстиям. Затем я прикрепил медные трубки с каждой стороны для водного охлаждения.

Не берите дешевые конденсаторы. Они будут ломаться, и вы заплатите больше денег, чем если бы вы сразу купили хорошие.

Шаг 6: Сборка трансформатора

Один из вопросов, который мне часто задавали: «Как ты делаешь такую изогнутую катушку?» Ответ — песок. Песок будет препятствовать разрушению трубки во время процесса изгиба.

Возьмите медную трубку от холодильника 9мм и заполните ее чистым песком. Перед тем, как сделать это, закройте один конец какой-нибудь лентой, а также закройте другой после заполнения песком. Вкопайте трубу соответствующего диаметра в землю. Отмерьте длину трубки для вашей катушки и начните медленно наматывать её на трубу. Как только вы сделаете один виток, остальные будет сделать несложно. Продолжайте наматывать трубку, пока не получите количество желаемых витков (обычно 4-6). Второй конец нужно выровнять с первым. Это упростит подключение к конденсатору.

Теперь снимите колпачки и возьмите воздушный компрессор, чтобы выдуть песок. Желательно делать это на улице.

Обратите внимание, что медная трубка также служит для водного охлаждения. Эта вода циркулирует через емкостный конденсатор и через рабочую катушку. Рабочая катушка генерирует много тепла от тока. Даже если вы используете керамическую изоляцию внутри катушки (чтобы удерживать тепло), вы по-прежнему будете иметь чрезвычайно высокие температуры в рабочем пространстве, нагревающие катушку. Я начну работу с большим ведром ледяной воды и через некоторое время она станет горячей. Советую заготовить очень много льда.

Шаг 8: Обзор проекта

Выше представлен обзор проекта на 3 кВт. Он имеет простой PLL-драйвер, инвертор, соединительный трансформатор и бак.

Видео демонстрирует 12кВт индукционный горн в работе. Основное различие заключается в том, что он имеет управляемый микропроцессором драйвер, более крупные МОП-транзисторы и теплоотводы. Блок 3кВт работает от 120В переменного тока; блок 12 кВт использует 240В.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Индукционный нагреватель для плавки и закалки металла своими руками

Добрый день. Ну и хватит о добром. Начитавшись и насмотревшись на всем известный индукционный генератор по схеме ZVC драйвера, решил сделать нечто похожее для закалки небольших металлических предметов, в гаражную автомастерскую и для плавки свинца на грузила. Схема стандартная, обычный высокочастотный мультивибратор, который повторили уже сотни человек.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба.

Были куплены все необходимые детали — новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Подозрение пало на дросселя, которые большинство радиолюбителей рекомендует мотать на желтых порошковых кольцах от БП АТХ.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной — индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили — «открывает рыба рот, но не слышно что поёт», то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит.

В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.

Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить — даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы. В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет — может смело кинуть в меня куском канифоли, другие — посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в комментариях о результатах.

Простой индукционный нагреватель. Как сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора Индукционный нагреватель 1000w схема

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».

Индукционные отопительные котлы – это приборы, которые отличаются очень высоким КПД. Они позволяют заметно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оборудованными ТЭНами.

Модели промышленного производства недешевы. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. Ему в помощь мы предлагаем подробное описание принципа действия и сборки эффективного обогревателя.

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

Индуктор представляет собой катушку, обычно выполненную из медной проволоки, с ее помощью генерируют магнитное поле. Генератор переменного тока используют для получения высокочастотного потока из стандартного потока домашней электросети с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента применяется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который прекрасно подходит для подогрева жидкого теплоносителя и .

С помощью генератора электрический ток с необходимыми характеристиками подается на индуктор, т.е. на медную катушку. При прохождении через нее поток заряженных частиц формирует магнитное поле.

Принцип действия индукционных нагревателей основан на возникновении электротоков внутри проводников, появляющихся под воздействием магнитных полей

Особенность поля состоит в том, что оно обладает способностью на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. Если в это поле поместить какой-нибудь металлический предмет, он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под воздействием созданных вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, поступающий от инвертора к индукционной катушке, создает магнитное поле с постоянно изменяющимся вектором магнитных волн. Помещенный в это поле металл быстро разогревается

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе из одного вида в другой ничтожными, чем и объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Чтобы подогреть воду для отопительного контура, достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используют металлическую трубу, через которую просто пропускают поток воды. Вода попутно охлаждает нагреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнит индукционного прибора получают путем намотки проволоки вокруг сердечника из ферромагнита. Полученная в результате катушка индукции разогревается и передает тепло нагреваемому телу или протекающему рядом теплоносителю через теплообменник

Преимущества и недостатки прибора

“Плюсов” у вихревого индукционного нагревателя великое множество. Это простая для самостоятельного изготовления схема, повышенная надежность, высокий КПД, относительно низкие затраты на электроэнергию, длительный срок эксплуатации, малая вероятность возникновения поломок и т.п.

Производительность прибора может быть значительной, агрегаты этого типа успешно используются в металлургической промышленности. По скорости нагрева теплоносителя устройства этого типа уверенно соперничают с традиционными электрическими котлами, температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время функционирования индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация стряхивает со стенок металлической трубы известковый осадок и другие возможные загрязнения, поэтому в очистке такой прибор нуждается крайне редко. Конечно, отопительную систему следует защитить от этих загрязнений с помощью механического фильтра.

Индукционная катушка нагревает металл (трубу или куски проволоки), помещенные внутри нее, с помощью высокочастотных вихревых токов, контакт не обязателен

Постоянный контакт с водой сводит к минимуму и вероятность перегорания нагревателя, что является довольно частой проблемой для традиционных котлов с ТЭНами. Несмотря на вибрацию, котел работает исключительно тихо, дополнительная шумоизоляция в месте установки прибора не понадобится.

Еще индукционные котлы хороши тем, что они практически никогда не протекают, если только монтаж системы выполнен правильно. Это очень ценное качество для , так как исключает или значительно сокращает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие протечек обусловлено бесконтактным способом передачи тепловой энергии нагревателю. Теплоноситель с помощью описанной выше технологии можно разогреть чуть ли не до парообразного состояния.

Это обеспечивает достаточную тепловую конвекцию, чтобы стимулировать эффективное перемещение теплоносителя по трубам. В большинстве случаев отопительную систему не придется оборудовать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и схемы конкретной системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Обзор принципов индукционного нагрева:

Ролик #2. Интересный вариант изготовления индукционного нагревателя:

Для установки индукционного нагревателя не нужно получать разрешение контролирующих органов, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, они подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцам самодельных агрегатов не следует забывать о технике безопасности.

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.


ТВЧ катушка самодельная

Схема принципиальная электрическая


Схема индукционного нагревателя от 12В

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.


Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ
Нагрев ножа ТВЧ

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.


Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволоки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через некоторое время сильно нагревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта самодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и работает уже более года.

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

Когда перед человеком встает необходимость нагреть металлический объект, ему на ум обязательно приходит огонь. Огонь – старомодный, неэффективный и медленный способ нагреть металл. Он тратит львиную долю энергии на тепло, и от огня всегда идет дым. Как было бы здорово, если бы всех этих проблем можно было избежать.

Сегодня я покажу вам как собрать индукционный нагреватель своими руками с ZVS-драйвером. Это приспособление нагревает большинство металлов с помощью ZVS-драйвера и силы электромагнетизма. Такой нагреватель высокоэффективен, не производит дыма, а нагрев таких небольших металлических изделий, как, допустим, скрепка — вопрос нескольких секунд. Видео демонстрирует нагреватель в действии, но инструкция там представлена другая.

Шаг 1: Принцип работы



Многие из вас сейчас задаются вопросом – что такое этот ZVS-драйвер? Это высокоэффективный трансформатор, способный создавать мощное электромагнитное поле, нагревающее металл, основа нашего нагревателя.

Чтобы стало понятно, как работает наш прибор, я расскажу о ключевых моментах. Первый важный момент — источник питания 24 В.2*R.

Очень важен металл, из которого состоит объект, который вы хотите нагреть. У сплавов на основе железа более высокая магнитная проницаемость, они могут использовать больше энергии магнитного поля. Из-за этого они быстрее нагреваются. Алюминий имеет низкую магнитную проницаемость и нагревается, соответственно, дольше. А предметы с высоким сопротивлением и низкой магнитной проницаемостью, например, палец, вообще не нагреются. Сопротивление материала очень важно. Чем выше сопротивление, тем слабее ток пройдет по материалу, и тем, соответственно, меньше выделится тепла. Чем ниже сопротивление, тем сильнее будет ток, и согласно закону Ома, меньше потеря напряжения. Это немного сложно, но из-за связи между сопротивлением и выдачей мощности, максимальная выдача мощности достигается, когда сопротивление равно 0.

Трансформатор ZVS самая сложная часть прибора, я объясню, как он работает. Когда ток включен, он идет через два индукционных дросселя к обоим концам спирали. Дроссели нужны, чтобы убедиться, что устройство не выдаст слишком сильный ток. Далее ток идет через 2 резистора 470 Ом на затворы МДП-транзисторов.

Из-за того, что идеальных компонентов не существует, один транзистор будет включаться раньше, чем другой. Когда это происходит, он принимает на себя весь входящий ток со второго транзистора. Он также будет коротить второй на землю. Из-за этого не только ток потечет через катушку в землю, но и через быстрый диод будет разряжаться затвор второго транзистора, тем самым блокируя его. Из-за того, что параллельно катушке подключен конденсатор, создается колебательный контур. Из-за возникшего резонанса, ток поменяет свое направление, напряжение упадет до 0В. В этот момент затвор первого транзистора разряжается через диод на затвор второго транзистора, блокируя его. Этот цикл повторяется тысячи раз за секунду.

Резистор 10К призван уменьшить избыточный заряд затвора транзистора, действуя как конденсатор, а зенеровский диод должен сохранять напряжение на затворах транзисторов 12В или ниже, чтобы они не взорвались. Этот трансформатор высокочастотный преобразователь напряжения позволяет нагреваться металлическим объектам.
Пришло время собрать нагреватель.

Шаг 2: Материалы


Для сборки нагревателя материалов нужно немного, и большую их часть, к счастью, можно найти бесплатно. Если вы видели где-то валяющуюся просто так электронно-лучевую трубку, сходите и заберите ее. В ней есть большая часть нужных для нагревателя деталей. Если вы хотите более качественных деталей, купите их в магазине электрозапчастей.

Вам понадобятся:

Шаг 3: Инструменты

Для этого проекта вам понадобятся:

Шаг 4: Охлаждение полевых транзисторов

В этом приборе транзисторы выключаются при напряжении 0 В, и нагреваются не очень сильно. Но если вы хотите, чтобы нагреватель работал дольше одной минуты, вам нужно отводить тепло от транзисторов. Я сделал обоим транзисторам один общий поглотитель тепла. Убедитесь, что металлические затворы не касаются поглотителя, иначе МДП-транзисторы закоротит и они взорвутся. Я использовал компьютерный теплоотвод, и на нем уже была полоса силиконового герметика. Чтобы проверить изоляцию, коснитесь мультиметром средней ножки каждого МДП-транзистора (затвора), если мультиметр запищал, то транзисторы не изолированы.

Шаг 5: Конденсаторная батарея

Конденсаторы очень сильно нагреваются из-за тока, постоянно проходящего через них. Нашему нагревателю нужна емкость конденсатора 0,47 мкФ. Поэтому нам нужно объединить все конденсаторы в блок, таким образом, мы получим требуемую емкость, а площадь рассеивания тепла увеличится. Номинальное напряжение конденсаторов должно быть выше 400 В, чтобы учесть пики индуктивного напряжения в резонансном контуре. Я сделал два кольца из медной проволоки, к которым припаял 10 конденсаторов 0,047 мкФ параллельно друг другу. Таким образом, я получил конденсаторную батарею совокупной емкостью 0,47 мкФ с отличным воздушным охлаждением. Я установлю ее параллельно рабочей спирали.

Шаг 6: Рабочая спираль



Это та часть прибора, в которой создается магнитное поле. Спираль сделана из медной проволоки – очень важно, чтобы была использована именно медь. Сначала я использовал для нагревания стальную спираль, и прибор работал не очень хорошо. Без рабочей нагрузки он потреблял 14 А! Для сравнения, после замены спирали на медную, прибор стал потреблять только 3 А. Я думаю, что в стальной спирали возникали вихревые токи из-за содержания железа, и она тоже подвергалась индукционному нагреву. Не уверен, что причина именно в этом, но это объяснение кажется мне наиболее логичным.

Для спирали возьмите медную проволоку большого сечения и сделайте 9 витков на отрезке ПВХ-трубы.

Шаг 7: Сборка цепи





Я сделал очень много проб и совершил много ошибок, пока правильно собрал цепь. Больше всего трудностей было с источником питания и со спиралью. Я взял 55А 12В импульсный блок питания. Я думаю, этот блок питания дал слишком высокий начальный ток на ZVS-драйвер, из-за чего взорвались МДП-транзисторы. Возможно, это исправили бы дополнительные индукторы, но я решил просто заменить блок питания на свинцово-кислотные аккумуляторы.
Потом я мучился с катушкой. Как я уже говорил, стальная катушка не подходила. Из-за высокого потребления тока стальной спиралью взорвались еще несколько транзисторов. В общей сложности у меня взорвались 6 транзисторов. Что ж, на ошибках учатся.

Я переделывал нагреватель множество раз, но здесь я расскажу, как собрал его самую удачную версию.

Шаг 8: Собираем прибор





Чтобы собрать ZVS-драйвер, вам нужно следовать приложенной схеме. Сначала я взял зенеровский диод и соединил с 10К резистором. Эту пару деталей можно сразу припаять между стоком и истоком МДП-транзистора. Убедитесь, что зенеровский диод смотрит на сток. Потом припаяйте МДП-транзисторы к макетной плате с контактными отверстиями. На нижней стороне макетной платы припаяйте два быстрых диода между затвором и стоком каждого из транзисторов.

Убедитесь, что белая линия смотрит на затвор (рис.2). Затем соедините плюс от вашего блока питания со стоками обоих транзисторов через 2 220 Ом резистора. Заземлите оба истока. Припаяйте рабочую спираль и конденсаторную батарею параллельно друг другу, затем припаяйте каждый из концов к разным затворам. Наконец, подведите ток к затворам транзисторов через 2 50 мкгн дросселя. У них может быть тороидальный сердечник с 10 витками проволоки. Теперь ваша схема готова к использованию.

Шаг 9: Установка на основание

Чтобы все части вашего индукционного нагревателя держались вместе, им нужно основание. Я взял для этого деревянный брусок 5*10 см. плата с электросхемой, конденсаторная батарея и рабочая спираль были приклеены на термоклей. Мне кажется, агрегат выглядит круто.

Шаг 10: Проверка работоспособности





Чтобы ваш нагреватель включился, просто подсоедините его к источнику питания. Потом поместите предмет, который вам нужно нагреть, в середину рабочей спирали. Он должен начать нагреваться. Мой нагреватель раскалил скрепку до красного свечения за 10 секунд. Предметы крупнее, как гвозди, нагревались примерно за 30 секунд. В процессе нагревания потребление тока выросло приблизительно на 2 А. Этот нагреватель можно использовать не только для развлечения.

После использования прибора не образуется сажи или дыма, он воздействует даже на изолированные металлические объекты, например, газопоглотители в вакуумных трубках. Также прибор безопасен для человека – с пальцем ничего не случится, если поместить его в центр рабочей спирали. Однако, можно обжечься о предмет, который был нагрет.

Спасибо за чтение!

Индукционный нагреватель своими руками, рабочая схема устройства

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро  можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений.

На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Скачать схему индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Скачать печатную плату индукционного нагревателя в формате lay

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2  размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Чтобы охлаждать радиаторы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт такого охлаждения вполне достаточно. Если захотите поднять напряжение от 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, поставьте более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например от отопителя салона ВАЗ 2107. Желательно сделать металлическую шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на печатной плате следует усилить медной проволокой, напаянной сверху.

А теперь самое интересное… Испытания индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового автомобильного аккумулятора. Другого источника питания способного выдавать большие токи у меня просто нет. Лезвие от канцелярского ножа нагрелось до красна за 10 секунд. А это хороший результат, если учесть, что индуктор запитан всего от двенадцати вольт!

Друзья! Если хотите собрать индукционный нагреватель своими руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора обязательно используйте мощный источник питания лучше всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

  • Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
  • Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
  • Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
  • Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или аналогичные 2 шт.
  • Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
  • Дроссели от компьютерного БП желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
  • Колодка клемная для провода сечением 16 мм² 2 шт.
  • Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
  • Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
  • Радиатор чем больше, тем лучше 2 шт.
  • Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
  • Трубка силиконовая 2 метра
  • Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Рекомендую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками

Преобразователи напряжения, Электроника   500 ватт, бесконтактный нагрев металла, для дома, для квартиры, индуктор, индукционное отопление, индукционный нагрев, индукционный нагреватель, мини горн, мощный обогреватель, на полевых транзисторах, нагреватель для металла, своими руками, токи высокой частоты, электромагнитная индукция, электронагреватель

⚡️Индукционный нагреватель для отопления своими руками

На чтение 5 мин Опубликовано Обновлено

Идея создания системы электрического отопления жилого помещения у меня возникла вместе с закладкой фундамента для небольшого индивидуального дома. Используя систему водяного отопления с газовым котлом, мы получаем экономическую выгоду по сравнению с электрическим отоплением, и это всем понятно. Но что делать, если вблизи пока нет газовой магистрали, а пользоваться газовыми баллонами небезопасно?

Вот и появилась идея сконструировать под каждым окном в доме индивидуальный водяной котел https://xn--j1aciq0c.com/ust-kamenogorsk/ (или батарею отопления, как угодно!), вода в котором нагревается электричеством, но без применения ТЭНов и электролизных нагревателей.

Было принято решение в качестве нагревательного элемента для воды использовать вихревой индукционный нагреватель (ВИН). Принцип работы и описание различных вариантов индукционных нагревателей подробно описан в сети Интернет и других источниках информации.

Вихревой индукционный нагреватель работает по принципу электромагнитной индукции. При прохождении электрического переменного тока высокой частоты в индукционной катушке возникает магнитное поле. В качестве сердечника катушки используется металлический сердечник из ферромагнитного материала (в простейшем случае — стальная труба), внутри которой находится нагреваемая жидкость (вода). Вихревыми токами Фуко нагревается металлическая труба, по которой протекает вода.

В данном случае, в качестве оконечного устройства использована замкнутая система, состоящая из двух или трех отрезков толстостенных стальных труб, в которых циркулирует вода. Нагревательным элементом (если можно его так назвать!) служит катушка медного провода в изоляции, которая содержит около 60 витков на стальной трубе, диаметром около 50 миллиметров. На трубу сначала наматывается теплостойкая изоляция (в данном случае, лента ФУМ или стеклоткань), а затем — однослойная катушка.

Вихревой индукционный нагреватель питается от инверторного преобразователей напряжения

Меня больше всего интересовал сам источник электроэнергии, от которого будет питаться вихревой нагреватель, т.к. различных конструктивных вариантов “вихревых нагревателей” в Интернете описано большое количество! Правда, заниматься экспериментами с изготовлением тороидальных и других видов нагревателей не было времени, и за основу было взято описание небольшой автономной самодельной батареи отопления, где в качестве нагревателя использован ТЭН. Вместо ТЭНа был вмонтирован индукционный нагреватель, и вопрос был решен!

Оставалось самое главное: “Чем нагреть воду в трубе?”. “Порывшись в Интернете”, было выбрано несколько принципиальных схем преобразователей напряжения инверторного типа. Сначала выбор остановили на инверторе Кухтецкого, но отсутствие в наличии высоковольтных “мосфетов” в нашем творческом объединении и в моих “личных запасах” приостановило изготовление данного аппарата.

Идея изготовить инвертор Кухтецкого, обладающий очень неплохими техническими характеристиками при его относительно не сложной схеме, будет обязательно осуществлена на занятиях нашего творческого объединения! (Думаем, изготовив его, подарить автомодельной лаборатории, которая очень нуждается в аппарате для плавки металла при изготовлении самодельных деталей для автомоделей!).

Видеообзор индукционный нагреватель

В качестве преобразователя был изготовлен инвертор, который работает на низковольтных полевых транзисторах от мощного источника постоянного тока 12 В. Во время работ по регулировке аппарата применялся кислотный аккумулятор от легкового автомобиля. Первые включения прибора производились от напряжения 6 В (использовались не все банки аккумулятора).

Задающий генератор на микросхеме TL494 был подключен к маломощному регулируемому источнику питания от 0 до 15 В. Затем для его питания использовали компьютерный блок питания. На первом этапе необходимо было обеспечить устойчивую генерацию выходного сигнала генератора. Вопрос о том, что при пониженном питании инвертора не обеспечивается оптимальное согласование выходного трансформатора и т.д., рассчитанного на питание от 12 В, не стоял!

О форме выходных импульсов во время предварительных испытаний инвертора мы просто не думали! Важно было получить одинаковую форму и амплитуду на выходах TL494 и транзисторах драйверов. Большого опыта работы с силовой электроникой ни у меня, ни у моих воспитанников не было, поэтому мы “осторожничали, чтобы не наделать проблем” с выходными транзисторами и трансформаторами.


За основу преобразователя была выбрана принципиальная схема инвертора см. рис. 1. В качестве транзисторов драйверов применялись отечественные кремниевые транзисторы КТ816 и другие, аналогичные по параметрам. Усиленные прямоугольные импульсы формы “меандр” через ограничивающие резисторы поступают на затворы мощных (MOSFET) полевых транзисторов IRF. Мощный двухтактный выходной каскад на полевых транзисторах усиливает прямоугольные импульсы до необходимого уровня.

Нагрузкой выходного каскада является импульсный выходной трансформатор на ферритовом сердечнике. В каждом плече выходного каскада в нашем случае использовалось не более двух транзисторов. Когда добавляли транзисторы, напряжение (входное) на затворах мосфетов уменьшалось, соответственно выходная мощность оставалась на уровне примерно 200…300 Вт. Возможностей подбирать идентичные пары транзисторов драйверов, как и выходных полевых транзисторов, в наших условиях (ввиду отсутствия финансовой поддержки и т.д.) не представляется возможным, поэтому мы остановились на “достигнутых результатах!”.

Выходной трансформатор был использован самодельный. Сердечники — от компьютерных блоков питания. Трансформаторы из БП предварительно были хорошо “прокипячены в воде” (чтобы аккуратно разобрать трансформаторы!). Каркасы использованы от тех же трансформаторов. Для экспериментов изготовили несколько трансформаторов с различным числом витков первичной и вторичной обмоток.

Первичная обмотка состояла из двух половинок по 5… 10 витков ленты, изготовленной из одножильного медного провода диаметром каждой жилы около 0,5 мм, а вторичная — “до полного заполнения” каркаса одножильным проводом. В результате получился трансформатор, на выходе которого присутствовало напряжение около 170…190 В! Под нагрузкой напряжение понижалось до 150…160 В.

Этого напряжения и мощности оказалось достаточно, чтобы вихревой индукционный нагреватель выполнял свою основную функцию — нагревал воду в трубе до 80…90 градусов. Ввиду небольшой протяженности нагревателя (системы труб), дополнительный насос для перемещения воды в трубе не понадобился. После изготовления и настройки инвертора был изготовлен мощный блок питания от сети переменного тока, представляющий обычный,

мостовой двухполупериодный выпрямитель с выходным напряжением около 12В постоянного тока. Определенной проблемой для нас было приобретение мощного, понижающего трансформатора. Ведутся работы по усовершенствованию инвертора. Рабочий образец инвертора вихревого индукционного нагревателя (см. рис. 2-3) экспонировался на региональной выставке “Дети. Техника. Творчество” в городе Белгород и занял второе место среди экспонатов в своем разделе.

DIY Индукционный нагреватель мощностью 5 кВт | Homebrew Talk

2 года назад я построил систему индукционного нагрева мощностью 5 кВт для Thing1 (ссылка в моей подписке). С тех пор я приготовил на нем десяток безотказных партий.

Я считаю, что индукционный нагрев идеален для пивоварения. Он быстро нагревается. Нагревается мягко, не пригорает сусло или затор. Нет проникновения в чайник, который он нагревает. Тихо. Не выделяет дымовых газов. У вас никогда не заканчивается топливо. Недорого в эксплуатации. Чистить очень легко.

Прямой нагрев заторного чана с помощью индукции намного проще и эффективнее, чем нагрев с помощью RIMS или HERMS. И есть небольшая вероятность ожога, в отличие от обычного электрического нагревательного элемента, такого как Grainfather или пропанового тепла.

После приготовления 12 порций дно моего чайника выглядит как новое, и для очистки никогда не требовалось ничего, кроме тряпки. Все мое пиво получилось превосходным.

Несколько человек просили инструкций по сборке обогревателя.Я воздержался, потому что беспокоился о безопасности, сложности, надежности и т. Д. После 2 лет использования я чувствую себя комфортно, рассказывая о том, что я сделал.

ВНИМАНИЕ: этот проект связан с электричеством высокого напряжения. Вы несете ответственность за свою безопасность. НЕ ПРОДОЛЖАЙТЕ ДАННЫЙ ПРОЕКТ, ЕСЛИ ВЫ НЕ УВАЖАЕТЕСЬ БЕЗОПАСНО РАБОТАТЬ С ВЫСОКОМ НАПРЯЖЕНИЕМ. Не воспринимайте все, что я сделал, как Евангелие. Мои идеи и реализация могут иметь недостатки, которых я не обнаружил. ДЕЙСТВУЙТЕ НА СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.Я НЕ НЕСУ НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ВСЕ, ЧТО ВЫ ДЕЛАЕТЕ. Если у вас нет навыков и знаний, чтобы самостоятельно построить эту систему, вы обязаны найти КТО-ТО ЕЩЕ, чтобы помочь вам.

ВНИМАНИЕ: я не собираюсь подробно объяснять все детали индукционного нагрева или того, как построить индукционный нагреватель мощностью 5 кВт. Я предоставлю общие детали, а теорию и реализацию оставлю на усмотрение разработчика (-ов). На HomebrewTalk.com много умных людей. В совокупности я уверен, что вы, ребята, сможете это понять.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Всегда используйте это устройство от источника питания GFCI. Даже при тестировании и сборке. БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙ !

Эта система индукционного нагрева немного привередлива / сложна в изготовлении. Но как только вы это обдумаете, все станет ясно. Это может показаться устрашающим, но на самом деле это довольно просто, если обратить внимание на детали. По сути, весь проект заключается в установке платы индукционного драйвера и намотке для нее катушки.

Есть 2 основных компонента для создания индукционного нагревателя мощностью 5 кВт - драйвер индукционной катушки и сама катушка.

Driver Board

Это драйвер индукционной катушки, который я использовал.

Покупки с умом, жизнь лучше! Aliexpress

www.aliexpress.com
Предупреждение: существует еще одна плата драйвера индукционного нагревателя с меньшим теплоотводом, которая рассчитана на выходную мощность 5 кВт, но на самом деле выдает 3,5 кВт.

Плата с драйверами, которую я использовал, доступна на нескольких веб-сайтах. На некоторых из этих веб-сайтов могут быть лучшие цены или варианты доставки.

ПРИМЕЧАНИЕ: существует ряд коммерчески доступных модулей индукционных драйверов с выходной мощностью выше и ниже 5 кВт.Принципы, содержащиеся в этой сборке, должны быть применимы к большинству других индукционных систем. Это второй индукционный нагреватель, который я построил. Первый выход 3кВт.

Этот приводной блок был разработан для нагрева плавильной камеры машины для экструзии пластмасс. При этом, если вы понимаете принципы индукционного нагрева, применение платы драйвера не имеет значения. Вы можете использовать одну и ту же плату драйвера для самых разных нагревательных приложений.

У меня есть контактный адрес электронной почты специалиста по продажам и технической поддержке этой платы драйверов.Послепродажная поддержка ужасна. Не ждите послепродажной поддержки. Устройство не поставляется с какой-либо документацией.

Вот характеристики агрегата: (скопировано с сайта)

================================== ============================

Электромагнитный обогреватель 5,0 кВт ручной

Во-первых, основные технические параметры обогревателя 5,0 кВт:

1: Размер: 219 * 160 * 160 (длина * ширина * высота)

2: Рабочее напряжение: 220 В

3: Мощность (регулируемая): 3500 Вт-5000 Вт

4: Индуктивность нагрузки: 65 ± 5 мкГн

5: Эффективность преобразования> 90%

6: Рабочая частота: 20-25 кГц

7: Рабочая температура: от -10 градусов до +50 градусов

8: Рабочий режим: непрерывный нагрев

9: Защита от волн - + 1500 В

10 : Помехи, препятствующие возникновению помех: 4000 В

11: Установочное расстояние индукционной катушки до нагревательного элемента составляет 17 мм (толщина эпоксидной плиты добавляется после прижатия изоляционного хлопка)

12: Намотано несколько комплектов катушек вокруг того же нагревательного элемента, и расстояние между катушками больше 2 см.

13: Ток 19-21A, 8-10 квадратных линий, около 9-11 метров, изоляционная вата 15-20 мм, индуктивность - только один параметр, (ток отлажен)

Необходимо использовать зажим. введите амперметр для измерения входного тока и того, достигает ли он номинального входного тока. Если это невозможно, отрегулируйте его против часовой стрелки с помощью потенциометра. Обратите внимание, что если текущее отображаемое значение становится меньше, его нельзя изменить. Возможно, индуктивность слишком велика. Следовательно, необходимо уменьшить индуктивность.(Индуктивность уменьшается, то есть количество витков катушки уменьшается, входящий ток большой, а количество витков катушки увеличивается.)

Во-вторых, инструкции по подключению

1. Три индикатора световые индикаторы: «Power Light», «Work Light» и «Fault Light». «Индикатор питания» и «рабочий свет» горят во время нормальной работы. Индикатор неисправности не горит. Индикатор неисправности мигает, когда в цепи возникает неисправность.

2. Источник питания 220 В подключается к столбцу «подключено к 220 В переменного тока», и к нему можно получить доступ без какой-либо пожарной линии.

3. Катушка подсоединяется к двум клеммам на концах электромагнитной катушки, и винты должны быть затянуты.

4. Плата настроена на заводе для подачи питания и может работать. В это время есть линия короткого замыкания (черная) в гнезде «переключателя управления» для короткого замыкания гнезда. Вы также можете аккуратно удалить провод короткого замыкания (черный) на розетке «переключателя управления», вставить один конец двухжильного кабеля в разъем «переключателя управления» и подключить два других штекера к термостату.К испытательной машине можно подключить два нормально разомкнутых контакта.

1. Провод мягкого переключателя, кабель питания и провод электромагнитной катушки нельзя соединять друг с другом или иметь какое-либо соединение с внешним корпусом.

2. Не подвергайте воздействию электричества и не лейте воду в воду после включения.

3, примечание: радиатор, вентилятор заземлять нельзя!

================================================ ================

Несколько замечаний по поводу платы драйвера:

1) Мой блок не тушит и не потребляет 5кВт.Я не совсем уверен, почему, но я подозреваю, что горшок, который я использую (Bayou Classic 1044), лишь незначительно подходит для этого приложения, то есть дно слишком тонкое, чтобы обладать достаточным магнитным сопротивлением, чтобы позволить устройству выдавать полную мощность. Моя кастрюля также находится дальше от индукционной катушки (3/8 дюйма), чем это оптимально. Было бы лучше, чем ближе.

Моя установка будет потреблять от 16 до 18 ампер при 240 В переменного тока, в зависимости от того, насколько теплое сусло. Я подозреваю, что это обеспечил бы полную мощность (20A) на лучшем потенциометре. FWIW, коэффициент мощности на моем устройстве близок к единице.

Я не настраивал потенциометр на своем устройстве. Инструкции были улучшены с тех пор, как я купил свою доску! Если дно кастрюли является достаточно магнитным (т.е. достаточно толстым), не должно быть причин, по которым драйвер не подает мощность.

Несмотря на то, что мощность немного меньше 5 кВт, я очень, очень доволен этой системой отопления.

2) На моей плате "переключатель управления" работает ненадежно. Предположительно существует 2 способа управления выходом драйвера - 1) путем включения и выключения подачи питания на него и 2) путем подключения или отключения двух контактов «управления переключателем», когда плата драйвера находится под напряжением.

Мне не удалось заставить метод № 2 работать надежно. Я пробовал использовать ручной переключатель между контактами, реле, SCR и т. Д. Он включает и выключает плату пару раз, а затем плата остается выключенной и не включается. Таким образом, я управляю своей платой, оставляя перемычку на порту «переключателя управления» и включая и выключая подачу питания.

Я подозреваю, что у метода "управления переключением" есть максимальное время выключения, прежде чем он больше не включится, но я предполагаю и не получил никакой официальной документации, подтверждающей это.

Обратите внимание, что существует задержка в несколько секунд между включением подачи питания на устройство и подачей питания на катушку.

3) Радиатор на этой плате драйвера электрически ГОРЯЧИМ во время работы. Он заряжается до высокого постоянного напряжения. Он должен быть электрически изолирован от всех других напряжений, включая землю.

Мой радиатор открыт под Thing1. Thing1 защищен 20A GFCI, который срабатывает при любом контакте с радиатором. Вы можете полностью закрыть радиатор или, по крайней мере, поставить вокруг него клетку.Я случайно прикоснулся к радиатору, и мой GFCI сразу отключается. Возникающий в результате удар ощущается как прикосновение к влажной 9-вольтовой батарее. ВАШ ПРОБЕГ МОЖЕТ РАЗЛИЧАТЬСЯ. ПРОЙТИ СОГЛАСНО.

Я не думаю, что вентилятор радиатора когда-либо включался на моей плате.

Моя плата не поставлялась с вентилятором для охлаждения самой печатной платы. Если вы посмотрите на мою реализацию, вы заметите несколько маленьких вентиляторов с одной стороны. Эти вентиляторы предназначены для втягивания воздуха через полость между печатной платой и катушкой. Во время работы змеевик будет выделять тепло.

4) Моя плата драйвера не излучает значительных электромагнитных помех (EMI), когда полностью заключена в Thing1. Я могу слушать AM-радио во время работы с Thing1. Я не могу этого сделать с большинством беговых дорожек.

Катушка

Плата индукционного драйвера предназначена для управления катушкой, намотанной вокруг круглой стальной камеры на машине для литья пластмасс под давлением.

Существует ряд готовых индукционных катушек с предварительно намотанной поверхностью, которые можно приобрести у различных продавцов. Тем не менее, я не нашел ни одного, подходящего для моих пивоваренных нужд по следующим причинам:

1) Неподходящая индуктивность
2) Неподходящий размер (диаметр)
3) Неподходящая мощность

Из-за этого мне пришлось наматывать собственную катушку .

Выбранный индукционный драйвер требует катушки 65 +/- 5 мкГн с определенной площадью поперечного сечения, чтобы справляться с резонансными токами, генерируемыми при возбуждении платы. Площадь поперечного сечения не указана в спецификациях на веб-сайте, но указана в другом месте. Мне нужно найти эту спецификацию.

Индукционная катушка также должна состоять из множества отдельных небольших изолированных проводов, намотанных в один провод. Это сделано для того, чтобы в самой катушке не возникали вихревые токи.

Небольшие изолированные проводники обычно представляют собой эмалированные магнитные провода. У меня катушка намотана от 17? Магнитный провод калибра 20. Меньший калибр означает меньший нагрев катушки вихревыми токами. Чем больше проводников (больше площадь проводников), тем меньше резистивный нагрев в катушке. Если вы используете слишком большие проводники или недостаточно проводов, нагревательная спираль сильно нагреется. Изменить: мне нужно проверить свои записи о количестве проводников.

Настроенный резонансный контур на этой плате драйвера, по-видимому, имеет высокую добротность и, следовательно, будет управлять нагрузкой только с узким диапазоном индуктивности, то есть 65 +/- 5 мкГн.

Индуктивность нагрузки включает не только саму катушку, но и взаимную индуктивность, возникающую, когда горшок находится на вершине катушки.

Чтобы определить длину (количество витков) катушки, вы должны сделать длину проводника катушки, а затем обернуть ее и измерить общую индуктивность нагрузки, поместив катушку на дно чайника, как он будет в окончательной заявке. Не наматывайте саму катушку так, чтобы она имела индуктивность 65 +/- 5 мкГн, потому что индуктивность нагрузки выйдет за пределы допустимого диапазона, когда на нее будет помещен горшок.

Не забудьте поместить катушку на дно чайника при измерении индуктивности!

Чтобы определить индуктивность катушки и нагрузки, я купил цифровой измеритель индуктивности Victor 6243.

XI'AN BEICHENG ELECTRONICS CO., LTD.

www.victor-multimeter.com


Вы, вероятно, можете использовать любой измеритель индуктивности, но я выбрал 6243, потому что обнаружил, что это прибор, который производитель платы драйвера использовал для измерения своих катушек.6243 измеряет индуктивность на частоте 200 Гц. Хотя это намного ниже, чем 20-25 кГц, которые используются на плате, похоже, для этого приложения он работает нормально.

Обратите внимание, что индуктивность может несколько изменяться в зависимости от частоты, поэтому катушка может правильно измерять на частоте 200 Гц, но отключаться на частоте 20 кГц. Однако у меня не было этой проблемы. Индуктивность нагрузки (катушка плюс электрочайник) составляет 65 мкГн, и плата, похоже, не имеет проблем с ее управлением.

Сначала я намотал около 48 футов катушки. В конце концов, я считаю, что моя катушка была около 32 футов в длину.Я думаю, что моя катушка сама по себе имеет индуктивность около 55 мкГн. Я думаю, что мой горшок добавляет к магнитной цепи около 10 мкГн взаимной индуктивности.

Вот калькулятор индуктивности плоской катушки:

www.tesla-institute.com
Думаю, этот калькулятор по приблизительной оценке индуктивности катушки.

Подсказка: провод катушки почти не имеет индуктивности, если проводить его по прямой линии. Таким образом, вы можете немного намотать, затем натянуть провод катушки и измерить индуктивность, чтобы увидеть, где вы находитесь.Затем добавьте или удалите провод из катушки и т. Д., Пока не получите нужную индуктивность.

Моя катушка мощностью 5 кВт имеет диаметр 12 дюймов. Это распределит тепло по широкой поверхности дна кастрюли. Большинство промышленных индукционных горелок имеют гораздо меньший диаметр катушки. Это концентрирует тепло на меньшей площади кастрюли и может вызвать коробление.

Кастрюля Bayou Classic 1044, которую я использую, вмещает 11 галлонов и имеет диаметр чуть более 13 дюймов.

Плата индукционного драйвера является самозащитой.Он определяет индукцию нагрузки при каждом включении. Если индуктивность нагрузки неправильная, загорится желтый светодиод, и на катушку не будет подаваться питание.

Индукционная катушка должна быть электрически и, возможно, термически изолирована от варочного котла. Теоретически эмалевое покрытие на магнитном проводе изолирует катушку, но вы никогда не захотите полагаться на это, поскольку это покрытие хрупкое по сравнению с обычной изоляцией проводов. Со временем, трением и нагреванием, он может испортиться, и поэтому индукционная катушка должна быть электрически изолирована.

Я установил свою катушку на нижней стороне куска фанеры для наружного применения толщиной 3/8 дюйма. Вы также можете использовать стекло. Я попытался использовать пластик для разделочной доски, и он не выдержал высокой температуры кастрюли, веса

Я изолировал свою катушку от фанеры куском тефлонового противня. Не уверен, что это было необходимо, но я все равно сделал это.

Моя катушка прикреплена к нижней стороне фанеры с помощью кусок диэлектрической плиты из стекловолокна, который обычно используется в высоковольтных шкафах, трансформаторах и двигателях.Он прочный, не проводящий электричество и хорошо выдерживает тепло. Другие материалы могут работать, я их не тестировал.

Проводники катушки необходимо удерживать прочно, иначе они будут вибрировать друг относительно друга и задевать изоляцию, вызывая короткое замыкание между проводниками. Несколько коротких замыканий - это нормально, но многие - нет.

Вы должны вырезать вентиляционные отверстия во всем, что вы используете, чтобы удерживать змеевик на месте.

Выводы от платы драйвера к катушке должны быть как можно короче.И они должны быть изолированы, чтобы они не закорачивались относительно рамы, корпуса или самой платы драйвера.

Вблизи платы драйвера или нагревательной катушки не должно быть ферромагнитных материалов, иначе они будут нагреваться! Корпус индукционной платы на Thing1 выполнен из алюминия. Подставка из нержавеющей стали. Крепеж - нержавеющая сталь. Вы заметите, что все крепления на плате драйвера выполнены из латуни.

Индукционный нагреватель своими руками - Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель своими руками - незаменимый предмет для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров.С его помощью вы всегда легко и быстро сможете нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогостоящие теплоносители, например уголь и газ, нужно просто подключить электричество к устройству.

Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты по научным волнам радиочастотного диапазона. Аппарат широко применяется для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки металлов. В ювелирном деле для термообработки мелких деталей.

Индукционный нагреватель своими руками

Самодельный индукционный нагреватель высокочастотного задающего генератора, собранный на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство может питаться от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, то напряжение питания можно поднять с 12 до 60 вольт.


Самодельный индукционный нагреватель, мощность индуктора значительно увеличится, температура нагрева металла поднимется более чем на 1000 градусов, что позволит металлам расплавиться.Во время работы транзисторы будут сильно нагреваться, поэтому их необходимо устанавливать на большие радиаторы и мощный вентилятор.

На холостом ходу дроссель потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания не менее 20А.
На этом рисунке показана печатная плата индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель своими руками

Вам также понадобятся резисторы R1, R2 на 10K, мощностью 0,25 Вт.Резисторы R3, R4 сопротивлением 470 Ом не менее 2 Вт. Диоды D1, D2 - сверхбыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Вт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие.

Вытащил дроссели L1, L2 размером 27x14x11 мм желтые с белой полосой из блоков питания компьютера. На каждый дроссель нужно намотать 25 витков медной проволоки диаметром 1 мм, желательно в лакированной изоляции, если вы ее не найдете, одножильный провод в ПВХ-изоляции не сильно повлияет на быстродействие.


Конденсаторы С1-С16 металлопленочные 0,33 мкФ 630В, соединенные параллельно рядами 4х4, всего шестнадцать штук в блоке. При меньшем рабочем напряжении лучше не ставить, сильно нагреются. Оставьте небольшое расстояние между конденсаторами для хорошего охлаждения воздуха


Важной частью нагревателя я сделал индуктор из медной трубки диаметром 6 мм и длиной 1 метр. Намотайте медную трубку на отрезок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении.

Изготовление катушки

Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы загибаем, как на рисунке, и прикрепляем их к радиаторам с помощью двух клеммников для провода сечением 16 мм².


Во время работы индуктор сильно нагревается от горячей части, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому необходимо произвести охлаждение. В результате получается нормальная система водяного охлаждения.


Для охлаждения радиаторов и конденсаторной батареи установил мощный вентилятор от процессора. Такого охлаждения хватает на блок питания на 12 вольт. Если вы хотите поднять напряжение с 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, установите более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например, от отопителя салона ВАЗ 2107.

Желательно сделать металлическую завесу, защищающую нагреваемую часть и медный индуктор от потока холодного воздуха, продуваемого вентилятором.
Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20 А, все дорожки на печатной плате должны быть усилены медной проволокой, припаянной сверху.
А теперь самое интересное… Испытал индукционный нагреватель от автомобильного аккумулятора на двенадцать вольт. У меня просто нет другого источника питания, способного выдавать большие токи. Лезвие ножа нагревается до красного за 10 секунд. И это неплохой результат, учитывая, что индуктор питается всего от двенадцати вольт!


Друзья! Если вы хотите самостоятельно собрать индукционный нагреватель.Мой вам совет… Сразу установите полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107; Для питания индуктора обязательно используйте мощный блок питания, лучше всего, от 24В до 60В с током не менее 20А.

Индукционный нагреватель своими руками

детали для сборки индукционного нагревателя


Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
Резисторы R1, R2 10К 0,25Вт 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
Диоды D1, D2 сверхбыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
Стабилитроны VD1, VD2 на 12В 1Вт 1N5349 или аналогичные 2 шт.
Конденсаторы С1-С16 0.33мф 630В 16 шт.


Дроссели от БП компьютера желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
Клеммник для провода сечением 16 мм² 2 шт.
Медный провод в лаковой изоляции d = 1 мм, длина 2 метра
Медная трубка d = 6 мм, длина 1 метр
Чем больше радиатор, тем лучше 2 шт.
Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
Силиконовая трубка 2 метра
Чем мощнее вентилятор, тем лучше. Рекомендую отопитель салона ВАЗ 2107 1 шт.

Рекомендую посмотреть видео, как сделать индукционный нагреватель своими руками

Сделать индукционный нагреватель легко - Electronics Projects Hub

Здравствуйте, читатель! В этой статье вы узнаете, как легко сделать индукционный нагреватель своими руками, используя меньшее количество компонентов.Приступим…

Я использовал простую схему двухтактного генератора или так называемый драйвер ZVS. Также часто используется в любительских конструкциях индукционных нагревателей
. Схема (схема) настолько популярна, что существует много китайского производства. Их несколько. Варианты схемы. Рассмотрим случай со средней точкой катушки.

На мой взгляд, он немного стабильнее двух дросселей без середины. По сути, это резонансный преобразователь, который
был построен как автогенератор.Здесь каждое плечо схемы нужно рассматривать как отдельный генератор. Оптимальное напряжение питания составляет 12 В, хотя работает от 3,5 В. Источник питания должен быть достаточным для срабатывания полевых транзисторов.

Я использовал N-канал IRFZ44. Дроссель взят от компьютерного блока питания ATX. Сердечник сделан из железного порошка. Затворные резисторы выполняют две функции. Они одновременно ограничивают ток затвора и ток стабилитронов.

Стабилитрон предотвращает повышение напряжения через затвор и защищает полевой транзистор от пробоя.Они поддерживают стабильное рабочее напряжение. Хотя практика показывает, что при питании от стабильного источника 12 В стабилитрон не нужен. Первичная обмотка трансформатора включается параллельно конденсатору, образуя резонансный контур.

Изменяя параметры этих компонентов, можно изменять рабочую частоту генератора. Как я уже говорил, схема часто используется для построения простых индукционных нагревателей, хотя она не является оптимальной из-за отсутствия схемы регулирования полевых транзисторов. и хороший осциллятор.

По цепи протекают большие токи, и конденсатор также работает в тяжелых условиях. В частности, если цепь используется как индукционный нагреватель, т.е. если сердечник отсутствует или не замкнут. Поэтому я советую вам использовать батарея конденсаторов, соединенных параллельно, общей емкостью от 1 до 4,7 мкФ и напряжением от 630 до 1600 В. Оптимально 1000В. Практика показывает, что 400В недостаточно. В случае конденсаторной батареи все
должны иметь одинаковую емкость и напряжение.Простой, но мощный высоковольтный генератор может быть построен на базе этого драйвера и обратноходового трансформатора телевизора.

На свободной части жилы сделать 2 * 5 или 2 * 6 витков проволоки диаметром 0,8 мм. Советую использовать многожильный медный провод с силиконовой изоляцией. Если вы используете обратноходовой трансформатор от старого телевизора, обязательно залейте дополнительную смолу на высоковольтную обмотку, иначе трансформатор сгорит.

Связанные

Сделай сам - индукционный нагрев титанового гвоздя

Войдите, чтобы установить избранное

Хи-хи-хи, иногда наши читатели передают то, что слишком хорошо, чтобы ими не поделиться.В данном случае это удобная и портативная система индукционного нагрева для титановых гвоздей своими руками.

Посмотри, что затеяла эта нечестиво сваренная вкрутую лягушка:

Прежде всего, спасибо вам и вашей команде за весь ваш потрясающий вклад в сообщество каннабиса. Я большой поклонник и многому научился из сообщений на вашем веб-сайте и на форуме.

Моя любимая форма приема - это нанесение концентратов, но я не был в восторге от использования горящего факела в гостиной или споткнувшись о провода от электронных гвоздей, поскольку я часто бываю неуклюже.

Установки для электронных гвоздей Plus - это своего рода кладжа, и вы должны их подключить.

Я текки, и у меня есть некоторый опыт проектирования печатных плат, поэтому я разработал небольшой драйвер переключения нулевого напряжения на основе схемы с открытым исходным кодом. Плата приклеена к алюминиевому дисковому радиатору 2 ″ x 1 ″ и привинчена к цепи резервуара, состоящей из нескольких крышек емкостью 1 мкФ и рабочей катушки. Этот модуль и литиевая аккумуляторная батарея могут уместиться в форм-факторе фонарика. С 4 ячейками размером 26650 он может выдавать более 700 Вт, с меньшими ячейками 18650 около 300 Вт.Предостережение заключается в коротком рабочем цикле, так как нет водяного охлаждения для рабочей катушки и МОП-транзисторов, а также очень сильное потребление тока на аккумуляторной батарее. Это неплохо работает для пайки, пайки и термообработки мелких деталей и насадок. И мое любимое приложение - мазки. Я пробуюсь с этими и различными прототипами ежедневно (когда меня нет) в течение трех с половиной лет, и мне это очень нравится. Никакого пламени, никаких дырявых факелов, никакого истощения бутана в предрассветные утренние часы и никаких ядовитых газов (кроме моих собственных).

Вот моя ссылка на YouTube, показывающая модифицированный фонарик Sky Ray King и корпус фонарика, который я изготовил из обычной алюминиевой трубы. https://www.youtube.com/channel/UCmXQuHq1qPXiN0dIDZ4BBZw

Это открытый исходный код, и файлы дизайна печатной платы находятся в формате Kicad, размещенном на github здесь: https://github.com/hardboiledfrog/smt-zvs-driver

Я надеюсь, что другие текки попробуют это и сочтут это таким же полезным, как и я.

Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь спрашивать.

С уважением,

hbf

Как разработать и изготовить один

Вы новичок в цепи индукционного нагревателя? Или вы, наверное, слышали об этом, но не знаете, как это работает?

Тогда эта статья для вас, но мы должны быть с вами честны!

Спроектировать и создать цепь индукционного нагревателя может быть непросто, особенно если у вас нет достаточной информации и опыта.Он немного отличается от сильноточных печатных плат.

К счастью, мы создали эту статью, чтобы помочь вам разбить предмет на понятные части и раскрыть секреты схемы индукционного нагревателя - как ее спроектировать и создать.

Итак, приступим.

Что такое цепь индукционного нагревателя?

Электромагнитное индукционное нагревание

Схема индукционного нагревателя - это устройство, используемое для выработки тепла для проводящих материалов, таких как железо, в чисто бесконтактном процессе.Кроме того, вы можете использовать схему индукционного нагревателя для коммерческих и личных проектов.

Хотя, он идеально подходит для ваших проектов DIY. В коммерческих целях он подходит для пайки, термообработки, пайки и других процессов, связанных с нагревом.

Одна замечательная особенность цепи индукционного нагревателя:

Он генерирует тепло внутри электронного прибора без использования каких-либо внешних источников тепла или какой-либо формы контакта. Таким образом, вы можете быстро нагреть приборы - без загрязнения.

Принцип работы контура индукционного нагревателя

Схема, показывающая метод испытания на магнитную индукцию

Для работы индукционного нагревателя требуется высокочастотное магнитное поле для быстрого нагрева проводящего материала посредством «вихревого тока».

Вихревые токи - это обратные токи, возникающие при быстром изменении магнитного поля. Когда это магнитное поле попадает на проводящий объект, внутри проводника генерируются электрические токи, называемые вихревыми токами.

Вихретоковый контроль

Но это только основная часть. Вот сделка!

Принцип работы индукционного нагревателя заключается в том, насколько он неэффективен в качестве электрического трансформатора.

Как?

Чтобы электрический трансформатор вырабатывал электричество, сердечник должен быть совместим с наведенной частотой. Когда происходит обратное, скорость нагрева резко возрастает.

Итак, если трансформатору с железным сердечником для работы требуется низкочастотный диапазон около 50-100 Гц, сердечник станет более горячим, если вы увеличите эту частоту.Следовательно, увеличение частоты до более высокого уровня, например 100 кГц, приведет к сильному нагреву в железном сердечнике.

Электрический трансформатор, изменяющий напряжение и ток

То же самое относится к цепи индукционного нагревателя. Когда вы увеличиваете частоту, индукционная катушка получает тепло, что приводит к быстрой нагревательной нагрузке на железный сердечник (варочные панели или наконечник паяльной машины).

Схемы простых индукционных нагревателей

Здесь мы обсудим две простые конструкции индукционного нагревателя и материалы, необходимые для их создания.

1. Проектирование схемы индукционного нагревателя с использованием концепции драйвера Mazzilli

Первый дизайн демонстрирует очень эффективную индукционную концепцию ZVS, основанную на известной «теории драйверов Mazzilli».

Итак, в конструкции используется одна рабочая катушка и две катушки ограничителя тока. Его конфигурация не требует центрального отвода от значительной рабочей катушки. Следовательно, система становится эффективной и быстро нагревает нагрузку. Опять же, рабочая катушка использует двухтактное действие полного моста для нагрева нагрузки.

Лучшая часть:

Данную модель легко приобрести по разумной цене. Например, вот схема цепи ниже:

Конструктор индукционного нагревателя Mazzilli Driver Concept

Источник: Викимедиа

Для работы этой конструкции необходимы два мощных полевых МОП-транзистора с входным напряжением от 5 до 12 В и током от 5 до 20 ампер (в зависимости от выбранной нагрузки).

Между тем, выходная мощность этой конструкции может достигать 1200 Вт - при увеличении входного напряжения примерно до 48 В и тока до 25 ампер.В этот момент тепло, которое вы получите, может расплавить болт толщиной 1 см всего за минуту.

Наконец, размеры вашей рабочей катушки должны быть 30 мм в длину, 19 мм (для внутреннего диаметра) и 22,5 мм (для внешнего диаметра). Катушки двойного ограничителя тока должны быть длиной 24 мм и диаметром 14 мм.

2. Индукционный нагреватель с рабочей катушкой с центральным отводом

Эта вторая конструкция также имеет концепцию ZVS, но она не так эффективна, как первая, из-за необходимости в рабочей катушке с центральным отводом.Таким образом, рабочая катушка здесь представляет собой центральную бифуркацию.

Самый важный элемент в этой конструкции - L1. Таким образом, вы должны построить его из очень толстых медных проводов, чтобы удерживать тепло во время индукции. Также убедитесь, что вы подключаете конденсатор близко к клеммам L1, чтобы поддерживать заданную резонансную частоту (200 кГц).

Вот схема этого дизайна:

Индукционный нагреватель с центральной катушкой

Источник: Викимедиа

Для L1 (катушки индукционного нагревателя) вы можете намотать медные провода диаметром 1 мм в бифилярную катушку или в виде двух отдельных катушек в качестве альтернативного метода.Также вы можете приобрести предыдущий дизайн в Интернете.

Вот детали, необходимые для этой конструкции:

  • 330 Ом 1/2 Вт для R1, R2
  • BA159 / FR107 для D1, D2
  • IRF540 для T1, T2
  • 10,000 мкФ / 25 В для C1
  • 2 мкФ / 400 В для C2
  • 25-амперные диоды для D3 - D6
  • 7812 для IC1
  • Латунная намотанная труба 2 мм диаметром около 30 мм для TL1
  • Дроссель 2 мГн из намотанного магнитопровода 2 мм на ферритовый стержень для L2
  • 0-15 В / 2 А для TR1
  • Регулируемый 15 В, 20 А постоянного тока для источника питания

И это все, что вам нужно для этого дизайна.

Как сделать схему индукционного нагревателя своими руками

Вот шаги для создания индукционного нагревателя 30 кВА и необходимые компоненты:

Шаг 1. Получите необходимые компоненты

Чтобы построить эту схему, вам понадобится несколько компонентов. К счастью, вы можете получить большинство из них бесплатно, утилизируя старые ЭЛТ-телевизоры или другие электронные устройства.

Итак, вот список того, что вам нужно.

Стабилитроны

Ряд медных проводов

  • Резисторы Ом (220)

Готовые к установке резисторы

Ом

Пакет Mosfets

  • Конденсаторы (10x /.047 мкФ)

Тороидальные индукторы

Свинцовые герметичные батареи

Шаг 2: Необходимые инструменты

Далее вам нужно получить инструменты, необходимые для этого DIY-проекта; необходимые вам инструменты:

  • Кусачки
  • Мультиметр
  • Паяльник

Шаг 3: Транзисторы и охлаждение

Силовой транзистор

Здесь мы используем концепцию ZVS (переключение при нулевом напряжении), поэтому транзисторы не должны сильно нагреваться.Итак, если вы хотите проработать эту схему более минуты, вам необходимо установить транзисторы на одном радиаторе.

Убедитесь, что ваши полевые транзисторы имеют необходимую изоляцию, проверив их с помощью мультиметра. Кроме того, убедитесь, что вы изолировали металлические задние поверхности полевых транзисторов от радиатора, чтобы избежать повреждений. Следовательно, вы получите преемственность, если они не изолированы.

Шаг 4: Конденсаторный банк

Конденсаторы на плате

Создайте медное кольцо и добавьте 10.Конденсаторы 047 мкФ для увеличения емкости вашей конденсаторной батареи до 0,47 мкФ и обеспечения достаточного пространства для охлаждения.

Почему? Потому что конденсатор всегда будет очень горячим из-за протекающего через них постоянного тока. Для правильной работы схемы конденсаторы должны быть емкостью 0,47 мкФ.

Поэтому разместите конденсаторы параллельно рабочей катушке.

Шаг 5: Изготовление рабочей катушки

Магнитная катушка

Этот шаг является важной частью схемы.Итак, здесь рабочая катушка генерирует магнитное поле для работы цепи индукционного нагревателя. Следовательно, для изготовления этой катушки вам понадобится медный провод. Для его создания девять раз оберните медную проволоку вокруг трубы из ПВХ.

Шаг 6. Построение схемы

Сначала скрутите диоды с резистором 10 кОм и припаяйте их между затвором и базой полевого МОП-транзистора. Затем припаяйте полевые МОП-транзисторы к перфорированной плате и используйте нижнюю часть для соединения двух быстрых диодов между желобом и воротами вашего полевого транзистора.

После этого подключите провод VCC вашего источника питания к затворам транзистора через два резистора (220 Ом). Опять же, припаяйте батарею конденсаторов и рабочую катушку параллельно друг другу и соедините каждый конец с разным стоком.

Наконец, пропустите немного энергии через каждый сток MOSFET с индукторами (2x50uH). Вы также можете использовать тороидальные сердечники с десятью витками для индуктивности. И ваша схема готова к работе.

Таким образом, вы можете использовать кусок дерева в качестве основы для поддержки всех компонентов вашего индукционного нагревателя.

Заключительные слова

Вот и все: все, что вам нужно знать о схемах индукционного нагревателя и о том, как их создать.

Мы создали эту статью, чтобы помочь вам понять принципы и секреты схем индукционного нагревателя. Итак, с информацией, представленной здесь, вы можете легко интегрировать ее в свой проект.

Если вам нужна помощь по этой теме, не стесняйтесь обращаться к нам.

Изготовление экструдера с индукционным нагревом для вашего 3D-принтера своими руками

Стандартные экструдеры нагреваются простыми резистивными нагревателями, и вам в основном необходимо пропустить достаточное количество электрического тока 12 или 24 В постоянного тока через резистор и простой полевой МОП-транзистор.Экструдеры

с индукционным нагревом имеют много преимуществ перед ними: более быстрый нагрев, отсутствие необходимости в высокотемпературной изоляции и меньшая тепловая масса. Все это может сделать индукционные нагреватели легкими и быстрыми.
Основным недостатком является более сложные электрические цепи, необходимые для его питания, и более сложный блок управления, поскольку он использует гораздо более высокое напряжение и сотни кГц переменного тока.

На основе статьи об индукционных соплах для 3D-печати стандартные сопла FDM имеют несколько проблем:

  • Медленное достижение желаемой установившейся температуры на конце экструдера (много секунд, до нескольких минут) и
  • медленная петля обратной связи для регулирования температуры, (от 100 мс до с)
  • Отсутствие контроля температуры мелкозернистого материала на конце экструдера, в установившемся режиме все металлическое сопло практически пропитано или находится рядом с температурой плавления.
  • Непостоянный отклик питателя из-за разного объема жидкого пластика возле наконечника и
  • ограничения на размер капель нити и экструдированного пластика

Наконечник экструдера с индукционной нагревательной катушкой будет физически похож по внешнему виду, но будет иметь несколько явных отличий:
  • Вместо металлического сопла он будет изготовлен из теплоизолирующего непроводящего материала, такого как стекло или нитрид бора.
  • Фактически нагретый элемент должен находиться внутри наконечника для прямого контакта с пластиком
  • Мощность для нагрева передается через электромагнитную связь катушки возбуждения на нагреваемый элемент.Нагреваемый элемент (и расплавленный пластик вокруг него) термически изолированы от остальной части экструдера.
  • Используя индукционный нагрев и пассивное цифровое измерение температуры нагреваемой мишени на кончике сопла, можно значительно улучшить перечисленные выше проблемы, что приведет к более быстрому производству более изотропных / механически более прочных пластиковых прототипов. Кроме того, вышеупомянутые проблемы обычно ограничивают размер используемой нити накала, который эта система должна быть в состоянии превзойти.

Вот сравнение экструдера с резистивным нагревом и экструдера с индукционным нагревом:
Резистивное по сравнению с головкой экструдера с индукционным нагревом, схемы сделаны aka47

RepRap builder SB сделал сообщение о своем экструдере с индукционным нагревом , вот его работа и схемы:

Экструдер с индукционным нагревом, вы можете ясно видеть индукционные катушки

гильза из матов индукционной катушки сталь (ферромагнитная), тогда как нержавеющая сталь не нагревается напрямую, потому что она не ферромагнитна.

Электронные схемы еще не доступны.

Вы можете получить более подробную информацию здесь:

http://builders.reprap.org/2009/05/induction-heating.html

Чтобы получить дополнительную информацию об индукционном нагреве, вы также можете проверить соответствующий проект паяльника с индукционным нагревом. :

http://www.eevblog.com/forum/projects/diy-metcal-13-56-mhz-rf-supply/

Первое сообщение об экструдере с индукционным нагревом на форуме RepRap:

http: // forum .reprap.org/read.php?2,481721

более подробная ветка форума: http://forums.reprap.org/read.php?1,55188,55262

Репозиторий GitHub с эскизным дизайном, множеством полезных материалов и диссертаций работа над экструдерами с индукционным нагревом:

https://github.com/UBCRapid/Extruders/tree/master/InductiveHeating

Есть и другие люди, активно экспериментирующие с этой концепцией, например Бюлент, который сделал экструдер и разместил на YouTube видео работает (его видео не на английском, но вы получите некоторое представление):

Вот видео с более подробной информацией, но опять же, язык не английский:

Вот ветка Reddit о попытке сделать это:

http: // www.reddit.com/r/3Dprinting/comments/1uoqyw/induction_hotend_first_steps/

Вот рабочий индукционный экструдер своими руками из Японии, сделанный "Y Ogawa". Он использовал модифицированный станок с ЧПУ 3020 для перемещения печатающей головки.

Вот домашняя страница проекта на японском языке:

http://www002.upp.so-net.ne.jp/hard-and-soft/3D_Printer/3D_Printer.html

Как кто-то заметил в комментариях, было бы интересно увидеть индукционный экструдер на основе нити с металлическими частицами, где индукция нагревает саму нить.Тогда вы сможете еще больше уменьшить массу.

Еще одна вещь, о которой следует упомянуть, - это возможность того, что индукционная катушка будет мешать расположенной поблизости электронике и, возможно, будет излучать зашумленные радиоволны. Он также может взаимодействовать с платформой сборки или другими частями, вызывая повреждение при нагревании или плавлении.

Если вы хотите создать серьезный настольный индукционный нагреватель для плавки металла более крупных деталей, вот ссылка:

http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/diy-induction-heater.htm

Inductive экструдеры с подогревом также широко используются в промышленности пластмасс, что дает множество преимуществ, неэффективность и экономию энергии:

Индукционный нагрев II.

Индукционный нагрев II.

´ Принцип индукционного нагрева прост. Катушка создает высокочастотное электромагнитное поле и металлические предметы в катушке или поблизости индуцируют вихревые токи которые его нагревают. Гистерезисные потери также способствуют нагреву. Даже для такой маленькой катушки необходим ток около 100А, следовательно, параллельно катушке имеется резонансная емкость, которая компенсирует ее индуктивный характер.Цепь катушка-конденсатор должна работать на своей резонансной частоте. Ток возбуждения намного меньше, чем ток через катушку. Источник питания представляет собой простой полумост MOSFET, управляемый схемой IR2153. Полевые МОП-транзисторы имеют небольшой радиатор. Рабочая частота настраивается на резонанс с помощью потенциометра. Резонанс отображается светодиодным диодом. Частоту можно настраивать в диапазоне от 22 до 90 кГц. Для схемы управления требуется некоторое вспомогательное напряжение от адаптера переменного тока 14-15 В, но из-за тока всего в несколько мА вы можете использовать простой источник питания с силовым резистором или конденсатором.Поскольку выходной драйвер не может быть подключен напрямую, есть соответствующий дроссель, включенный последовательно. Он имеет 14 витков, намотанных на четыре провода диаметром 1 мм. Он имеет ферритовый сердечник с эффективным поперечным сечением 12 x 39 мм. Регулируя воздушный зазор мощность может быть установлена. Индукционный нагрев работает напрямую от сети. Он использует двухполупериодное выпрямленное напряжение без фильтрующего электролитического конденсатора. Лампочка мощностью около 1000 Вт подключена последовательно, чтобы ограничить ток и сохранить цепь в неисправном состоянии, перегрузка или плохая настройка.Лампа действует как вариатор. МОП-транзисторы расположены на радиаторах. изначально предназначался для старых процессоров.
Рабочая катушка изготовлена ​​из проволоки диаметром 2 мм. Катушка светится красным после продолжительной работы. Лучше будет медная трубка, позволяющая водяное охлаждение. Катушка имеет 11 витков, диаметром 23 мм и высотой 30 мм. Емкость обусловлена ​​большим током из много параллельных конденсаторов (сейчас я использую параллельно 37 шт., общая емкость 8u6). Резонансная частота 44 кГц.
Также рекомендую:
Индукционный нагрев III. с IGBT

Предупреждение! Цепь индукционного нагрева электрически подключена к сети и находится под опасным для жизни напряжением! Используйте потенциометр с пластмассовым стержнем. Высокочастотное электромагнитное поле может нанести вред электронным устройствам и носителям информации. Схема вызывает значительные электромагнитные помехи.Это может вызвать поражение электрическим током, ожоги или возгорание. Все делаете на свой страх и риск. Я не беру на себя ответственности за причиненный вам вред.



Индукционный нагрев II. схематический


Воры смеют трогать его? :-П


... чем хороши китайские шуруповерты 🙂


винты и стержни легко гнуть после нагрева.


Напряжение на выходе полумоста, синусоида на рабочей катушке.


Napětí na tlumivce při buzení pod rezonancí, nad rezonancí a v rezonanci


согласование тока катушки индуктивности при резонансе вне резонанса
осциллограммы на этом осциллографе


Алюминиевые предметы изгибаются и деформируются под собственным весом после нагрева.


Рабочие катушки, индуктор и емкость (до добавления конденсаторов)


весь индукционный нагрев


Полумост


демонтировал согласующий индуктор.Сердечник состоит из четырех частей E с эффективным поперечным сечением 12x19 мм.


Видео (добавлено стаккато :))

дом

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *