- Индукционный нагреватель (котел) для отопления
- ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ: ЧТО-ТО НОВОЕ ИЛИ ХОРОШО ПРИМЕНЕННОЕ СТАРОЕ?
- ОТЛИЧИЯ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ОТ ДРУГИХ ТИПОВ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
- ГЛАВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ:
- ГДЕ НАИБОЛЕЕ ВЫГОДНО ПРИМЕНЯТЬ ИНДУКЦИОННЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ?
- ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕРМАНИК ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ
- Индукционный нагреватель из сварочного инвертора
- Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора
- Индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками — Жми!
- Индукционный нагреватель из сварочного инвертора: 4 принципа действия
- Подбираем материалы на индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора
- Как делается индукционная печь из сварочного инвертора своими руками: поэтапность работ
- Переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель: важные моменты
- Индукционный нагреватель из сварочного инвертора (видео)
- Как сделать индукционный нагреватель и печь из сварочного инвертора
- Смотрите также
- Делаем сами — своими руками.
- Как сделать индукционный нагреватель своими руками: схема вихревого варианта
- Индукционный нагреватель МИКРОША-3000 от производителя
- Как сделать небольшой индукционный нагреватель
- Автомобильные индукционные нагреватели Autotron
- Самодельные сборки индукционных нагревателей и эталоны | Страница 28
- ТоммиДи
- Испаритель
- Поместите в воздух
- Участник
- ТоммиДи
- Испаритель
- Поместите в воздух
- Участник
- 510 пар
- Известный член
- RustyOldNail
- ПОИСК сокровищ…
- ТоммиДи
- Испаритель
- Поместите в воздух
- Член
- RustyOldNail
- ПОИСК сокровищ…
- ТоммиДи
- Испаритель
- Поместите в воздух
- Участник
- RustyOldNail
- ПОИСК сокровищ…
- ГИ
- Известный член
- 510 пар
- Известный член
- бэдби
- Известный член
- ТоммиДи
- Испаритель
- ГИ
- Известный член
- ТоммиДи
- Испаритель
- ОГаблог
- АКА Probeer
- ТоммиДи
- Испаритель
- ОГаблог
- АКА Probeer
- ТоммиДи
- Испаритель
- ОГаблог
- АКА Probeer
- ОГаблог
- АКА Probeer
- МК
- Известный член
- Использование приложений для оптимизации индукционного нагрева для пищевой промышленности
- Индукционный нагрев: эффективный метод обработки пищевых продуктов
- Тестирование различных конструктивных конфигураций встроенного индукционного нагревателя с помощью приложения
- Оптимизация конструкции встроенного индукционного нагревателя для пищевой промышленности
- Дополнительные ресурсы по созданию приложений и моделированию пищевой промышленности
- Технические области:Разработка и производство змеевика для индукционного нагрева|HAGOROMO ELECTRONIC CORPORATION
- Наши змеевики, созданные с использованием наших собственных оригинальных ноу-хау, делают высокоэффективный высокочастотный индукционный нагрев реальностью.
- Service Life Life0011 Мы предлагаем высококачественные недорогие рулоны.
- Акт поставки
- Заказ
- Осмотр на месте
- Отчет о прогнозируемом эффекте
- Производство
- Обзор эксплуатационных испытаний
- Повышение эффективности
- Высокочастотный индукционный нагрев
Индукционный нагреватель (котел) для отопления
Индукционный нагреватель для отопления – это электронагревательное устройство, работающее на принципе нагрева проводника, находящегося в переменном магнитном поле и используемое, как следует из определения, для отопления различных объектов, как жилого, так и хозяйственного назначения. Рассмотрим особенности данного типа нагревателей и разберемся, в их преимуществах и недостатках.
►См. Индукционные нагреватели для отопления в нашем каталоге
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ: ЧТО-ТО НОВОЕ ИЛИ ХОРОШО ПРИМЕНЕННОЕ СТАРОЕ?
Некоторые производители индукционных нагревателей для отопления говорят об уникальности, суперсовременности и высокотехнологичности своих продуктов. В плане уникальности – да, большинство компаний, выпускающих такие изделия серийно, обладает запатентованными разработками на подобные конструкции и позже мы расскажем, в чем заключается эта уникальность.
Сам же принцип индукционного нагрева известен еще с середины XIX века, и в его основе лежит открытое Майклом Фарадеем явление электромагнитной индукции. Первые индукционные нагреватели появились на заре XX века, после чего стали широко применяться в сталеплавильной промышленности, а затем – в машиностроении. Нашему современнику индукционный нагрев знаком по такому бытовому прибору, как индукционная плита. Где-то с середины 90-х годов прошлого столетия стали появляться первые промышленные конструкции индукционных нагревателей для отопления.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВАТЕЛЯ
Так или иначе все индукционные нагреватели, что бытовые, что промышленные, работают на одном и том же принципе трансформатора, который состоит из двух контуров. Первый контур – катушки обмотки, подключенные к электрической сети. Второй – теплообменное устройство, по которому циркулирует теплоноситель. При подаче напряжения на катушку, она начинает генерировать переменное магнитное поле. Находящийся в переменном магнитном поле проводник (теплообменник) разогревается под действием возникающих в нем короткозамкнутых вихревых токов. От поверхности теплообменника тепловая энергия передаётся теплоносителю, в качестве которого может выступать вода, либо смесь воды и этиленгликоля. Теоретически, индукционный нагреватель может нагревать любую жидкость, что существенно расширяет сферу его применения в промышленности. Естественно, это требует согласования с заводом-изготовителем.
В ЧЕМ УНИКАЛЬНОСТЬ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ
Казалось бы, конструкция индукционного нагревателя не представляет собой ничего сложного, трансформатор – хорошо известный и распространенный прибор, в чем же уникальность конструкций индукционных нагревателей для отопления? Дело в том, что собрать индукционный нагреватель можно и своими руками, однако энергетическая эффективность такого котла будет весьма сомнительной. Индукционные нагреватели, выпускаемые серийно имеют КПД близкий к 100% (98-99%) и коэффициент мощности порядка 0,98-0,985. Чтобы достичь таких показателей потребовались годы кропотливой работы ученых Новосибирского электротехнического института – именно их разработки и легли в основу наиболее известных на рынке марок индукционных нагревателей. Сегодня каждый производитель имеет запатентованные особенности конструкций, которые тщательно оберегает.
Важно также отметить, что индукционный нагреватель для отопления – это нагреватель, работающий на промышленной частоте тока, 50 Гц. В этом заключается его принципиальное отличие от высокочастотных и сверхвысокочастотных индукторов, предназначенных для нагрева и плавки металлов в металлургии. В индукционном нагревателе для отопления нет сложных и дорогостоящих преобразователей частоты, так как перед ним не ставится задача достижения высоких температур теплообменника. Благодаря развитой поверхности теплообмена, разница температур между теплообменником и теплоносителем не превышает 15-20 °С при надлежащей циркуляции, поэтому в штатной ситуации температура теплообменника не превышает 100-115 °С.
►См. Индукционные нагреватели для отопления в нашем каталоге
ОТЛИЧИЯ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ОТ ДРУГИХ ТИПОВ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
В настоящее время широкое распространение получили ТЭНовые, электродные и индукционные электронагреватели. Все они преобразуют электрическую энергию в тепловую. Различается только способ этого преобразования. Так, в ТЭНовом котле нагревается трубчатый электронагреватель, состоящий из корпуса, диэлектрика и нити накаливания. Электродный котел греет теплоноситель за счет проходящего по нему электрического тока. Работу индукционного нагревателя мы только что рассмотрели. В чем же разница, а главное, что лучше?
С точки зрения энергетической эффективности – паритет. Все типы электронагревателей имеют КПД около 100%, то есть практически вся электроэнергия переводится в тепло. Здесь можно было бы дискутировать о том, что электроотопление – самое дорогое, однако у электронагревателей слишком много плюсов, чтобы их можно было бы снимать со счетов. Итак, по эффективности все электронагреватели примерно равны. Но это если брать идеальные условия – подготовленный теплоноситель, новые ТЭН и электроды, однако со временем ТЭН, из-за высокой удельной тепловой нагрузки, начинает обрастать накипью, в результате его теплоотдача и КПД падает. Снижается со временем и мощность нагрева электродного котла, и хотя при этом снижается пропорционально и его электропотребление, однако котел для того и приобретается, чтобы выдавать столько тепла, сколько нужно. С индукционным нагревателем подобного не происходит. Во-первых, отложение накипи на стенках теплообменника из-за относительно низких температур нагрева идет не так интенсивно; во-вторых энергетические характеристики индукционного нагревателя не зависят от химсостава теплоносителя и времени службы нагревателя.
ГЛАВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ:
- чрезвычайная долговечность и надежность. Движущихся деталей в устройстве нет, отсутствует механический износ. Если обмотка и катушка изготовлены как положено, они могут прослужить не одно десятилетие. Индукционный нагреватель прослужит без поломок заметно дольше других типов генераторов тепла для отопления. При этом не потребуется менять выходящие из строя ТЭНы и электроды – их в нагреватели просто нет.
- высокая электробезопасность. В индукционном нагревателе отсутствует контакт между токопроводящими элементами и теплоносителем, разогрев теплообменника происходит косвенно и напряжение прикосновения к нему практически равно нулю. Электробезопасность индукционного нагревателя соответствует второму классу (к примеру, ТЭНовый котел имеет 1 класс элктробезопасности; электродный – нулевой, это означает дополнительные вложения в обеспечение безопасности оборудования)
- пожарная безопасность. В индукционном нагревателе отсутствуют высокотемпературные элементы, соединения и уплотнения.
Как итог, можно сказать, что в плане эффективности индукционный нагреватель для отопления не превосходит другие типы электронагревателей, что неудивительно: о КПД, превышающем 100% могут говорить, пожалуй, только мошенники. Зато в плане экономичности в процессе эксплуатации индукционный нагреватель превзойдет и ТЭНовые, и электродные котлы – он более неприхотлив, более надежен и не потребует каких-либо дополнительных затрат и хлопот. При правильной эксплуатации индукционный нагреватель способен проработать несколько десятков лет.
►См. Индукционные нагреватели для отопления в нашем каталоге
ГДЕ НАИБОЛЕЕ ВЫГОДНО ПРИМЕНЯТЬ ИНДУКЦИОННЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ?
У каждого продукта есть своя ниша. Есть такая ниша и у индукционных нагревателей. Дело в том, что такое оборудование дороже ТЭНовых и электродных котлов. Во-первых, выше материалоемкость и, следовательно, себестоимость; во-вторых, выше доля интеллектуального труда. При прочих равных составляющих, индукционный нагреватель для отопления будет выгоднее там, где выше потребность в мощном оборудовании – от 25 кВт и выше. И чем больше потребность в мощности, чем больше единиц нагревателей планируется установить, тем более выгодным будет приобретение именно индукционного нагревателя, поскольку более серьезной будет экономия на эксплуатации и обслуживании оборудования.
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕРМАНИК ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ
НПП «Термические Технологии» из г. Новосибирска — это один из ведущих производителей индукционных нагревателей для отопления, известных на рынке под маркой ТЕРМАНИК. В чем заключаются преимущества этой марки перед другими? Во-первых, это собственная уникальная конструкция, разработанная совместно с научными сотрудниками НГТУ и запатентованная предприятием. Во-вторых, это проверенная конструкция, эксплуатируемая на сотнях крупных и мелких предприятий по всей стране и СНГ. В-третьих, это одно из лучших предложений на рынке по набору потребительских свойств. И, наконец, в-четвертых, это сертифицированная система качества производства и Золотая медаль за качество.
Специалисты предприятия готовы сделать квалифицированный расчет количества, мощности и стоимости оборудования по задаче заказчика на основании техзадания.
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора
Главная » Статьи » Индукционный нагреватель из сварочного инвертора
Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора
Содержание:
- Принцип индукционного нагрева
- Как сделать нагреватель
- Особенности и предостережения
- Заключение
Не так давно на рынке отопительной техники появились новинки — индукционные электрические котлы. Вполне естественно, что хорошая вещь всегда вызывает интерес домашних мастеров – умельцев, особенно если учитывать стоимость экземпляров заводского изготовления. Всегда найдутся желающие сделать нечто подобное как можно дешевле и в домашних условиях. Таким образом и появился на свет индукционный нагреватель из сварочного инвертора, о котором и пойдет речь в представленном материале.
Принцип индукционного нагрева
Чтобы самому сделать какое-либо устройство, надо сначала понять, как оно работает. Действие индукционных водонагревателей мы рассмотрим на примере серийных котлов российского производства Эдисон, изготавливаемых на заводе компании Сибтехномаш. Эти котлы послужат прототипом нашего будущего самодельного прибора, поскольку все элементы их конструкции находятся на виду, в отличие от аппаратов других торговых марок.
Примечание. На рынке присутствуют изделия и другого известного бренда – ВИН, но в них все детали упрятаны внутрь стального корпуса, повторить подобную конструкцию в домашних условиях будет затруднительно.
Заводской котел Эдисон представляет собой блок из нескольких нагревательных элементов индукционного типа. Каждый элемент – это стальная труба расчетного диаметра в виде змеевика, внутри которой циркулирует теплоноситель. Она опоясывает индукционную катушку, называемую индуктором, по ней протекает ток высокой частоты, создаваемый отдельно стоящим в шкафу трансформатором. В результате вокруг катушки образуется мощное электромагнитное поле, чей вектор изменяет направление с огромной частотой. Это поле нагревает металлические стенки трубы, а от них подогревается и теплоноситель.
Возникает вопрос: зачем городить столь сложную конструкцию, когда есть старые добрые ТЭНы либо простые электродные котлы? Смысл в том, чтобы избавиться от недостатков этих нагревательных элементов, сохранив достоинства. Индукционный теплогенератор прогревает воду так же быстро, как и электродный котел, но при этом его рабочая часть не подвержена разрушению. Индукционная катушка – весьма надежный элемент и не перегорит, как обычный ТЭН, так как не испытывает большой нагрузки.
Как сделать нагреватель
Наш самодельный индукционный нагреватель из сварочного инвертора будет несколько изменен по сравнению с прототипом, чтобы упростить его изготовление. Для создания электромагнитного поля снаружи индуктора потребуется серьезная катушка с огромным числом витков, к тому же согнуть трубу в виде змеевика не так-то просто. Поэтому лучше прямую трубу поместить внутрь индукционной катушки, чтоб она работала как сердечник.
По логике, труба должна быть металлической, но в самодельной установке с небольшим индуктором она будет очень слабо нагревать теплоноситель. Так что мастера-умельцы придумали другое устройство сердечника из полимерной трубы, частично наполненной отрезками металлической проволоки. Роль индуктивного контура сыграет катушка из эмалированной медной проволоки. Ну и генератором тока высокой частоты послужит бытовой инверторный аппарат для дуговой сварки. Итак, уточняем перечень материалов:
- труба полимерная диаметром 50 мм из сшитого полиэтилена для отопления, выдерживающая температуру теплоносителя до 95 °С;
- проволока стальная диаметром 6 мм;
- провод медный эмалированный сечением 3 мм2;
- мелкоячеистая сетка из тонкой металлической проволоки.
Стальную катанку нарезают частями длиной 4—6 мм, чтобы получились цилиндрики разных размеров. Затем один торец трубы закрывают мелкоячеистой сеткой и засыпают внутрь отрезки проволоки. Чтобы они не выпадали наружу, сетку надо поставить и с другой стороны. Из медного провода поверх трубы своими руками выполняют индукционную обмотку, что будет служить нагревателем. Число витков – от 85 до 95, концы тщательно изолируются и подсоединяются к выходу сварочного инвертора, как это показано на схеме:
Теперь после включения сварочного аппарата катушка создаст электромагнитное поле, вызывающее течение вихревых токов в металлическом сердечнике из кусков катанки. Он станет быстро прогреваться, поднимая температуру протекающей по трубе воды. Собственно, на этом изготовление индукционного нагревателя закончено, остается его установить в помещении топочной и подключить к отопительной системе.
Важно. В целях безопасности следует хорошо изолировать все открытые токонесущие части, а инвертор обязательно заземлить.
Особенности и предостережения
Поскольку индукционные нагреватели со сварочным инвертором, сделанные своими руками, не могут самостоятельно управлять температурой воды, то в первозданном виде они являются источником повышенной опасности. Поэтому устройство требует доработки, а именно — добавлением устройств контроля и автоматики. Для начала на выходе из трубы надо установить стандартную группу безопасности, включающую в себя манометр, воздухоотводчик и предохранительный клапан.
Важно. Аппарат может нормально функционировать только в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. При самотечной схеме элемент быстро перегреется, что грозит разрушением пластиковой трубы.
Чтобы избежать перегрева, следует снабдить нагреватель устройством аварийного отключения, управляемым от термостата. Если у вас имеются хорошие навыки в области сборки электрических схем, для управления нагревом вы можете задействовать терморегулятор с датчиком температуры воды и реле, размыкающим цепь при достижении установленной температуры теплоносителя.
Минус данной конструкции заключается в ее малой эффективности, да и надежность аппарата под вопросом. Дело в том, что в заводских котлах вода проходит через теплообменник свободно, а у нас на ее пути возникает препятствие в виде кусков катанки. Они перекрывают все сечение трубы и создают высокое гидравлическое сопротивление. Да и в случае нештатной ситуации авария чревата разрывом пластика и возможным коротким замыканием из-за потока горячей воды.
Надо сказать, что переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель нецелесообразна еще и потому, что тепловая мощность устройства будет ограничена максимальной электрической мощностью инвертора. Обычно имеющегося в доме аппарата хватит на обогрев комнаты площадью 25—30 м2 в лучшем случае, да и чем вы станете выполнять сварочные работы все это время? По сути, такой нагреватель использовать можно, но только в исключительных случаях как способ временного отопления.
Заключение
com/embed/eGFRqCJOuqE»>cotlix.com
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками — Жми!
Заботясь об уюте и комфорте своего жилища, каждый владелец загородного дома или коттеджа задумывается о том, как правильно подойти к выбору оптимальной отопительной системы.
Современный рынок отопительного оборудования весьма насыщен всевозможными видами котлоагрегатов. Многие эксперты сегодня советуют выполнять монтаж газового котла, так как он является эффективным способом обогрева жилища.
В таком утверждении, конечно, никто не сомневается, но что делать в том случае, когда строение расположено далеко от газовых магистралей? В таком случае, оптимальным выходом будет установка электрического оборудования для обогрева дома.
Чтобы опередить скептиков, которые читая эти строки, задумываются о постоянном подорожании электроэнергии, мы предлагаем рассмотреть такой вид электрического обогрева помещения, как индукционное отопление. Поэтому, в нашей статье мы подробно остановимся на описании вихревого индукционного нагревателя, который без особых усилий можно выполнить своими руками, применяя при этом сварочный инвертор.
Из чего состоит и как работает
Нагреватель этого вида состоит из следующих конструктивных узлов:
- индуктор изготовлен из определенного количества витков медной проволоки, которые, по сути, и образуют электромагнитное поле;
- нагревательный компонент представлен в виде металлической трубы, которая расположена внутри индукторного элемента;
- генератор, который преобразует обычную бытовую энергию в высокочастотный ток.
Взаимодействие этих конструктивных элементов и представляет собой принцип действия индукционного нагревателя, который заключается в следующих важных моментах:
Такой принцип действия индукционного нагревателя, соответственно, несет в себе и преимущества использования агрегата этого вида.
Преимущества
К основным достоинствам нагревателя этого вида смело можно отнести следующие важные моменты:
- высокий коэффициент полезного действия;
- не требует частого технического ухода;
- благодаря вибрациям электромагнитного поля, не образуется накипь;
- бесшумность работы;
- высокий уровень безопасности;
- герметичность агрегата препятствует появлению протечек;
- функционирование нагревателя полностью автоматизировано.
Основным недостатком нагревателя этого вида по праву считают его высокую стоимость. Но этот недостаток вполне можно исправить, если его конструкцию выполнить самому.
Стоит также отметить, что сборка индукционного нагревателя своими руками осуществляется из весьма доступных деталей, при этом, их стоимость не слишком высокая.
Необходимые материалы и инструменты
Чтобы смонтировать индукционный котел из сварочного инвертора самому, прежде всего, нужно приготовить все необходимые инструменты и материалы, к которым можно отнести следующее:
- инвертор от агрегата для сварки, который значительно облегчит монтаж нагревателя;
- пластиковая труба с толстыми стенками, которая будет корпусом собираемого устройства;
- нержавеющая проволока из металла, которая станет нагреваемым элементом в электромагнитном поле;
- металлическая сетка, роль которой будет заключаться в удержании внутри прибора кусков нержавеющей проволоки;
- медная проволока для создания индуктора;
- циркуляционный насос для беспрерывной подачи воды;
- терморегулятор;
- переходники и шаровые краны для подсоединения нагревателя к отоплению;
- кусачки для обработки проволоки.
Основные этапы монтажных работ
Когда приготовлены все необходимые материалы для индукционного котла, то можно непосредственно переходить к его сборке.
При этом необходимо четко соблюдать всю последовательность работ, которая заключается в следующих этапах:
- В один из концов пластиковой трубы крепится металлическая сетка для предотвращения проваливания нагревательных кусочков проволоки.
- В этом же торце трубы крепится переходник для подсоединения к отопительной системе.
- Кусачками нарезается нержавеющая проволока длиной от 1 до 6 см.
- Нарезанные куски проволоки плотно укладываются в пластиковую трубу.
- Второй торец трубы также фиксируется сеткой из металла, а также монтируется еще один переходник для отопления.
- Изготовление индуктора осуществляется методом наматывания медной проволоки на трубу.
- Согласно схеме, концы медной обмотки подключаются к полюсам инвертора сварочного аппарата.
- Все электрические соединения тщательно изолируются.
- Индукционный нагреватель подключается к отоплению.
- Монтируется в отопительную систему циркуляционный насос, если такового не было.
- К инвертору подключается терморегулятор, который обеспечит автоматизирование функционирование индукционного нагревателя.
Замечание специалиста: в трубе не должно быть свободного пространства.
Совет специалистов: количество витков в обмотке должно находиться в пределах от 80 до 90.
После того, когда включен инвертор, индуктор начинает образовывать магнитное поле, которое провоцирует появление вихревых потоков. Эти токи хорошо разогревают нарезанные куски проволоки, которые, в свою очередь, нагревают теплоноситель.
Таким образом, мы подробно рассказали о том, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками. Надеемся, что наша информация окажется вам полезной при сборке нагревателя своими руками.
teplo.guru
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора: 4 принципа действия
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора доступен каждому, ведь создать его можно своими рукамиКаждый человек заботится о комфорте и уюте в своем жилом помещении. Особенно это касается загородных домов, коттеджей, когда встает вопрос о правильном выборе системы отопления. Современный торговые представители предлагают большое количество оборудования, вы можете выбрать любой из котловых агрегатов. Но как поступить, если, ни один из печных типов вам не подходит, а от газовой магистрали вы находитесь очень далеко? Мы рекомендуем вам в этой ситуации, ознакомиться с одним из видов электрического оборудования.
Содержание:
Нагреватель такого типа можно создать, имея определенные детали.
Чаще всего в его конструктивные узлы входят:
- Индуктор, который изготавливается из необходимого количества медной проволоки. Именно она будет обеспечивать своего рода магнитное поле.
- Элемент да нагрева. Чаще всего он изготавливается из медной трубы, которая находится внутри каждого индуктора.
- Генератора. Он будет преобразовывать энергию бытового типа в качественный ток.
Все эти компоненты взаимодействуют между собой и работают по принципу нагревателя индукционного типа.
Индукционный нагреватель состоит из генератора и индуктора
Индукционный нагреватель в свою очередь представляет 4 важных момента:
- Генератор, который будет вырабатывать ток, и передавать его на медную кадушку;
- Индуктор, принимающий ток, будет создавать электромагнитное поле;
- Элемент для нагрева будет разогреваться под воздействием потока, и создавать векторные перемены;
- Теплоноситель в процессе разогрева будет передавать свою энергию прямо в отопительную систему.
Такое действие индукционного агрегата дает ряд преимуществ.
Подбираем материалы на индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора
Инверторный высоковольтный водонагреватель в последнее время пользуется популярностью, так как его можно попробовать сделать своими собственными руками. Для этого вам потребуется схема сборки и инструменты, и при этом совершенно не нужно сварки.
Инверторный высоковольтный водонагреватель на сегодняшний день пользуется большой популярностью
Вам потребуются:
- Инвертор, который находится в агрегате для сварки. Он сделает процесс монтажа более легким.
- Пластиковую трубу с толстыми стенками. Эта деталь станет своеобразным корпусом готового устройства.
- Нержавеющую проволоку. Она будет исполнять роль нагревательного элемента в электромагнитной части.
- Сетка из металла. Ее задача будет заключаться в удержании кусков проволоки внутри конструкции.
- Проволока из меди. Она поможет создать индуктор.
- Насос для регулярной циркуляции воды.
- Регулятор температуры.
- Краны шарового типа, чтобы создать подсоединение к отоплению;
- Кусачки для работы с проволокой.
- Регрувер и плазморез.
Все эти приборы необходимы. Каждый из них действует взаимосвязано с другим компонентом и при отсутствии одного из них предстоящая работа будет невыполнима.
Как делается индукционная печь из сварочного инвертора своими руками: поэтапность работ
Переделка доступна каждому. Ее можно сделать самому и в результате получить отличную печь. После того как все нужные компоненты и инструменты для индукционного агрегата будут готовы, можно приступать к сборке. Все этапы должны быть выполнены в четкой последовательности.
Индукционную печь из сварочного инвертора несложно сделать самостоятельно
Они заключаются в следующем:
- Конец пластиковой трубы нужно прикрепить к металлической сетке, чтобы не допустить проваливания проволоки. Здесь же нужно прикрепить переходник для системы отопления.
- С помощью кусачек нужно нарезать нержавеющую проволоку. Длина каждого куска должна составлять от 1 до 6 см. Все нарезанные куски укладываются в трубу, их расположение должно быть плотным.
- Другая сторона трубы так же должна быть зафиксирована сеткой. Здесь тоже требуется прикрепить отопительный переходник.
- Индуктор изготавливается из медной намотки на трубе. Количество витков должно быть примерно 90. Концы медной обработки должны подключиться к сварочному аппарату.
- Теперь можно провести подключение к отоплению. Для этого подключите циркуляционный насос и терморегулятор для автоматического функционирования.
Сборка окончена. Попробуйте включить инвертор. В рабочем состоянии индуктор должен начать создавать вихревые потоки и ТВЧ. Эти потоки должны нагреть проволоку внутри трубы, которые в свою очередь нагреют носитель тепла.
Переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель: важные моменты
Так как нагреватели индукционного типа, созданные своими руками не способны на самостоятельный контроль над температурой воды, то в первую очередь они могут стать источником опасности. Именно по этой причине такой агрегат сразу нуждается в дополнительных доработках. Если быть точнее, то здесь необходимо добавить устройство над контролем за автоматикой. Сперва потребуется установить определенные приборы, так называемую группу безопасности. Сюда можно включить воздухоотводчики, предохранительные клапаны и манометр.
Нагреватели индукционного типа, созданные своими руками, не способны автоматически контролировать температуру воды
Установка может выдавать оптимальную работу только в системе принудительной циркуляции носителя тепла. В случае самотечной схемы, элемент начнет быстро перегреваться и пластиковая труба разрушится.
Для того чтобы не было перегрева, нагреватель должен быть снабжен устройством аварийного отключения, управление которым будет осуществляться от термостата.
Индукционный нагреватель из сварочного инвертора (видео)
Подводя итоги по данной установке нужно отметить, что создание не сложное, однако в любом случае требует соблюдения многих факторов. Самым большим минусом такой конструкции можно считать то, что он малоэффективна. Кроме того надежность установки находится по сей момент под большим вопросом. Так же следует учесть и то, что возможно создание аварийной ситуации, которая в свою очередь приведет к разрыву пластика и короткому замыканию из-за подачи воды. Поэтому заранее задумайтесь, сможете ли вы создать надежную и эффективную конструкцию.
teploclass.ru
Как сделать индукционный нагреватель и печь из сварочного инвертора
Отопительная система – важная составляющая любого дома. Её можно назвать «сердцем» жилища, ведь именно тепло формирует уют и атмосферу. Рынок изобилует различными видами газовых котлов, потому что они считаются самыми эффективными. Однако газовая магистраль может быть расположена довольно далеко, поэтому в данном случае электрическое оборудование выходит на первый план. Довольно популярны индукционные котлы. Достоинством этого типа обогрева является то, что индукционная печь из сварочного инвертора без проблем изготавливается своими руками. На основе вихревых током можно сконструировать также индукционный нагреватель для металла, взяв за источник тока сварочный инвертор.
Принцип работы
Нагревательный элемент представлен набором трёх элементов:
- Нагревательный элемент – трубка (обычно металлическая или полимерная). Находится в индукторном элементе. Внутри него имеется теплоноситель.
- Генератор переменного тока (альтернатор) увеличивает показатели частоты бытовой сети (делает их выше стандарта в 50 Гц).
- Индуктор — медная цилиндрическая катушка из проволоки, являющаяся генератором электромагнитного поля.
Принцип конструирования нагревателя ТВЧ
Теория применения индукционных нагревателей значительно опережала практику по той причине, что использование устройств с низкой частотой не приносило бы адекватной пользы. Однако после решения проблемы о выработке высокой частоты магнитного поля, индукционные элементы стали широко использоваться. Чтобы понять, как сделать индукционный нагреватель, сначала нужно рассмотреть, как он работает. Принципы работы довольно прост:
- Генератор оперирует токами высокой частоты (ТВЧ). В индуктор передаётся высокочастотный ток из генератора.
- Катушка принимает ток. Она является преобразователем, так как на выходе получается уже электромагнитное поле.
- Повышается температура нагревательного элемента, благодаря вихревым потокам, возникающим от смены вектора поля. Энергия передаётся практически без потерь.
- Также нагревается теплоноситель, расположенный внутри трубы, а энергия передаётся в систему отопления.
Плюсы и минусы
Индукционные электронагреватели выделяются рядом важных преимуществ, выраженных в следующих характеристиках:
- На нагревательном элементе исключено образование накипи, так как создаётся вибрация посредством воздействия вихревых токов. Отсюда следует, что траты на чистку котлов отсутствуют.
- Теплогенератор вихревого типа герметичен, даже самодельный. Поэтому протечки в котлах стопроцентно исключены. Это достигается за счёт принципа работы теплогенератора: теплоноситель разогревается внутри металлической трубы, а энергия передаётся на расстоянии через электромагнитное поле. Разъёмные соединения отсутствуют.
- Нагревательный элемент не нужно ремонтировать или заменять, так как это металлическая трубка. А вот нагревательная спираль ТЭНа вполне может перегореть, так что конструкция для нагрева металла из сварочного инвертора безопасна в это отношении.
- Индукционный нагреватель из сварочного инвертора беззвучен, хоть он и вибрирует. Частота вибрации попросту мала по сравнению со слышимыми звуковыми волнами.
- Немаловажное достоинство – это низкие затраты на сборку.
Несмотря на важные преимущества, у индукционных нагревателей есть ряд недостатков:
- Нахождение в непосредственной близости от нагревателя может быть опасно, так как разогревается не только нагревательный элемент, то и ближайшее к нему пространство.
- Обогревание дома на электричестве обходится дороже по сравнению с газом. Поэтому перед тем, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, неплохо подсчитать будущие затраты.
- Присутствует опасность детонации котла по причине перегрева теплоносителя. Чтобы избежать этой проблемы, обычно устанавливают датчик давления.
Конструирование электронагревателя
Чтобы начать создание индукционного нагревателя своими руками, необходимо подготовить детали:
- Корпус устройства –труба из полимера диаметром 50 мм, которая должна выдерживать высокие температуры.
- Нагреваемый элемент – проволока из нержавеющего металла.
- Держатель для кусков проволоки – металлическая сетка с маленькими отверстиями.
- Составляющая индуктора – проволока из меди.
- Прибор для подачи воды – циркуляционный насос.
- Устройство для контроля температуры – терморегулятор.
- Подключение к отоплению – шаровые краны и переходники.
- Кусачки.
Принципиальная схема, использующая принцип последовательного резонанса
Инвертор от устройства для сварки.
Формирование электромагнитного поля за пределами индуктора требует мощной катушки с большим количеством витков, да и согнуть трубу тоже дело не из лёгких. Поэтому мастера рекомендуют сделать из трубы подобие сердечника, поместив её в индукционную катушку. Вообще, корпус устройства задумывался металлическим, но, в силу малых размеров индуктора, трубу заменяют на полимерную с металлической проволокой внутри.
После сбора необходимых деталей можно приступить к изготовлению индукционного котла по приведённой ниже схеме. Нужно обратить внимание на последовательность шагов, так как от соблюдения этапов зависит результат.
Рекомендуем! Как сделать газовую горелку самостоятельно
Сначала нужно закрепить металлическую сетку на один из концов полимерной трубы, чтобы нагревательные кусочки проволоки не проваливались во время эксплуатации.
С этого же конца трубы закрепляется переходник для дальнейшего соединения с отоплением.
Далее нужно нарезать проволоку, используя кусачки. Длина кусочков варьируется от 1 до 6 см. Потом эти кусочки нужно максимально плотно уложить в трубу так, чтобы в ней не оставалось свободного пространства.
Второй конец трубы проходит те же 2 начальных этапа: установка металлической сетки и переходника. Далее начинается этап изготовления индуктора: нужно намотать медную проволоку, при этом норма витков составляет 80-90 штук.
К полюсам инвертора нужно подключить концы медной проволоки.
Важно: Необходимо изолировать все электрические соединения. Этот этап лучше перепроверить несколько раз.После этого нужно подключить обогреватель к отоплению.
Нужно монтировать в систему отопления циркуляционный насос (если он отсутствовал). И, наконец, подключается терморегулятор. Он обеспечивает автоматизированную работу нагревателя.
Индуктор начинает создавать электромагнитное поле после запуска инвертора. Появляются вихревые потоки, нагревающие проволоку внутри трубы, и как итог – весь теплоноситель.
Так, создание индукционного нагревателя на базе сварочного инвертора довольно несложное дело. Тем более, у данного типа обогревания есть множество плюсов, которые вытекают в эффективность, долговечность оборудования и низкие финансовые затраты. Однако нужно помнить о мерах предосторожности, чтобы не пришлось переделывать всю работу заново, подбирать качественные детали и сохранять поэтапность сборки нагревателя.
svarkagid.ru
Делаем сами — своими руками.
: Простой индукционный нагреватель своими рукамиИндукционный нагреватель
Основным преимуществом индукционного нагрева является его высокая энергоэффективность, достигающая до 90%. Во время обычного нагрева ископаемым топливом происходит большая потеря тепловой энергии, которая выделяется в окружающую среду, и только часть этой энергии используется для нагрева металла. В методе индукционного нагрева почти вся энергия, за исключением потерь в генераторе, катушке и системе электропитания, нагревает металл, потому что металл нагревается изнутри с помощью вихревых токов. Если в области нагревателя нет металла, потребляется только ток, необходимый для питания нагревателя. Важно отметить, что в отличие от нагрева топливом, с помощью индукционного нагревателя можно нагревать только электропроводящие материалы. Раньше индукционного нагрева применялся только в промышленности, потом вошел в домашнее хозяйство в виде индукционных плит. Такая плита обеспечивает комфорт использования, высокую эффективность и безопасность, а главное — не требует использования с легковоспламеняющимся газом. КПД индукционных плит намного выше, чем классических газовых, или электрических со спиралями накала. К сожалению, при использовании индукционной плиты необходимо использовать посуду, предназначенную для нее.
Принцип действия
Конструкция индукционного нагревателя, представленная в статье, состоит из генератора и катушки. Катушка не имеет сердечника, и нагретый металл помещается внутри катушки, например, в тигле. Принцип работы печи можно сравнить с принципом работы трансформатора с укороченной вторичной обмоткой. Примером такого устройства является трансформаторный паяльник. Катушка печи является первичной обмоткой, а заряд — компактной вторичной обмоткой. Переменный ток высокой интенсивности с частотой в несколько десятков кГц, протекающий через катушку, создает быстро меняющееся электромагнитное поле. Когда проводник (металл) находится внутри этого поля, он становится «вторичной обмоткой», в которой индуцируются вихревые токи, нагревающие заряд.
Представленный обогреватель был сконструирован таким образом, что после сборки и включения питания он готов к работе, и его не нужно настраивать. На рис.1 приведена принципиальная схема модели индукционного нагревателя.
Рис. 1
Как видно, схема индукционного нагревателя построена на небольшом количестве элементов. Наиболее важными из которых являются два транзистора, два дросселя, набор конденсаторов и катушка. При проектировании нагревателя рассматривались различные конструкции, в том числе решения с генератором частоты. Однако нагреватели с генератором, частоту которого необходимо установить вручную, работают не очень хорошо из-за изменения параметров индуктивности и мощности, которые нагреваются во время работы, что приводит к изменению генерируемой частоты и отстройке от резонанса. Схема характеризуется стабильностью работы и хорошими параметрами, широко используется в устройствах DIY. После включения источника питания генератор автоматически настраивается на резонанс и поддерживает соответствующую рабочую частоту, автоматически реагируя на изменения температуры используемых компонентов. По сравнению с типичным решением для улучшения и повышения надежности, в нагреватель добавлено несколько элементов. В схемах затворов MOSFET транзисторов T1 и T2 были включены стабилитроны D1 и D2 для ограничения напряжения на их затворах, предотвращая повреждение транзисторов, и использовались диоды D3 и D4, которые улучшают попеременное открытие транзисторов T1 и T2. Частота, генерируемая нагревателем, составляет около 90 кГц и зависит от общей емкости С1 … С6 и индуктивности катушки.
Катушка нагревателя выполнена из медной трубки диаметром около 6 мм. С Медная трубка позволяет легко охлаждать змеевик во время длительной работы, например, с водой или другим охлаждающим средством, которое может проходить через ее внутреннюю часть.
Установка и запуск
Индукционный нагреватель автора был выполнен на двухсторонней печатной плате с металлизацией отверстий, которая показана на рисунке 2. Транзисторы Т1 и Т2 должны быть припаяны таким образом, чтобы их можно было прикрутить к радиатору. L1 и L2 лучше всего паять в самом конце, чтобы не затруднить привинчивание транзисторов к радиатору.
Рис. 2
Катушка была изготовлена из медной трубки диаметром около 6 мм, намотанной на сердечник диаметром около 50 мм.
Обмотайте на 6 или 7 оборотов, оставляя прямые выводы для монтажа в зажимах генератора и для возможного соединения трубок охлаждающей жидкости. Пример реализации катушки нагревателя показан на рисунке 3.
Рис. 3
Чтобы сделать катушку с семью витками, намотанными на сердечник диаметром 50 мм, используйте трубку длиной около 150 см.
На рис. 4. показано, как подключить катушку к плате генератора. При установке транзисторов тщательно измерьте высоту, на которой они должны быть припаяны к плате, чтобы монтажные отверстия совпадали с отверстиями в радиаторе. На рис.5 показаны размеры модели радиатора с расположением крепежных отверстий для транзисторов.
Рис. 4
Индукционный нагреватель питается от напряжения 12 … 48 В.
Рис. 5
Испытания автором, также проводились при напряжении 55 В, но выше 40 В метод, используемый для охлаждения транзисторов в виде кусочка алюминиевого профиля, недостаточен, и его поверхность должна быть увеличена, а поток воздуха принудительным. Из-за высокого тока, потребляемого нагревателем при работе с током, достигающего в импульсе 30 … 40 А, для запуска нагревателя следует использовать трансформатор мощностью около 1 кВт и вторичным напряжением переменного тока 9 … 40 В переменного тока. Переменное вторичное напряжение трансформатора должно быть выпрямлено выпрямительным мостом, рассчитанным на ток около 50 А и сглажено с помощью конденсатора емкостью около 10 мФ.
Рис. 6
Схема несложного выпрямителя показана на рисунке 6, а его внешний вид на рисунке 7.
Рис. 7
На рис. 8 показан пример работы нагревателя. В зависимости от типа нагреваемого металла могут быть достигнуты температуры даже выше 1000°C.
Рис. 8
Как сделать индукционный нагреватель своими руками: схема вихревого варианта
Популярность использования в отоплении нагревательных приборов, работающих от электросети, вызвана удобством эксплуатации. Электроприборы безопаснее газовых, экологически чище твердотопливных систем. Их недостаток заключается в дороговизне потребляемых ресурсов. Проблему решит установка вихревого индукционного нагревателя. Прибор отличается большой производительностью при минимальном потреблении электроэнергии. Сделать индукционный нагреватель своими руками может каждый, кто «дружит» с паяльником.
Вихревой индукционный нагреватель — это электромагнитное устройство для нагрева теплообменного устройства виде трубы
Содержание
- Принцип работы оборудования ВИН 7, 10, 30, 40
- Преимущества и недостатки вихревых индукционных нагревателей
- Индукционный генератор в системе отопления
- Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме: цена материалов не велика
- Меры безопасности
Принцип работы оборудования ВИН 7, 10, 30, 40
Индуктор – это электромагнитное устройство, которое использует для нагрева токопроводимых материалов вихревые токи, возбуждаемые переменным магнитным полем. Выглядит прибор в виде обмотки из нескольких витков медной обмотки. Индукционный нагрев происходит по следующей схеме. Генератор наводит в устройстве токи различных частот, в результате чего внутри образуется магнитное поле, внутри которого располагается нагреваемый объект. Магнитное поле наводит в теле вихревые токи, преобразующие электрическую энергию в тепловую. В результате действия тепловой энергии тело разогревается.
Индукционная печь – одно из первых устройств, в котором описанный вид энергии нашел применение. Принцип работы индукционной печи идентичен индукционному нагреву. Прибор применяется для обработки металлов (пайки, плавки, ковки и т.д.) Расплавить твердые материалы способна даже самодельная индукционная печь. Последние несколько десятков лет энергия электромагнитного поля используется для обогрева помещений (в системах воздушного и водяного отопления). Промышленные вихревые теплогенераторы способны обеспечить тепло на объектах объемом до 10,000 куб.м.
Преимущества и недостатки вихревых индукционных нагревателей
- Быстрый разогрев проводящих ток материалов.
- Экологическая безопасность. Устройство используется в замкнутых пространствах, лишенных вентиляционного оборудования.
- Размеры индуктора не имеют обязательных стандартов.
- Простая автоматизация, удобное управление циклами нагрева и охлаждения.
Важно! Индукционный нагреватель должен быть выполнен в четком согласовании с нагреваемым телом. В противном случае потребуется неоправданно большая мощность для разогрева.
Индукционный генератор в системе отопления
Для автономного отопления в частном доме потребуется трансформатор, состоящий из двух короткозамкнутых обмоток. Внутри устройства возникают вихревые токи, и электромагнитное поле направляется на вторичную обмотку. Вторичный контур исполняет роль основания и нагревателя циркуляционного вещества. В качестве обогревающей жидкости используется токопроводящее вещество (масло, вода, антифриз).
Устанавливается вихревой индукционный котел в удобном месте. Аналогично традиционным нагревательным узлам водяного отопления, к индукторному обогревателю подключается два патрубка. Один служит для подачи воды в котел, другой обеспечивает выход теплоносителя в трубопровод и дальнейшее распределение по батареям. В магистраль вещество поступает естественным путем. В результате различной плотности холодной и горячей вод образовывается гидростатический напор, который провоцирует круговорот.
Совет! Несмотря на создание естественной циркуляции в процессе индукционного нагрева, специалисты рекомендуют обязательную установку циркуляционного насоса.
Индукционный генератор используется в отоплении как нагреватель воздуха. Сделать вихревой теплогенератор своими руками в домашних условиях сложнее, чем электромагнитный котел. К тому же, инверторный обогреватель воздуха оправдывает себя в случаях необходимости мобильного обогрева больших помещений. Пять преимуществ индукционной генерации тепла в частном доме:
- Экономия энергоресурсов
- Бесшумная работа
- Отсутствие вредных веществ
- Рабочая вибрация устройства предотвращает отложение осадков на стенах трубопровода
- Длительный срок эксплуатации
Создать примитивный индуктор своими руками в домашних условиях не сложно.
Для этого не требуется большой набор инструментов и оборудования. Схема индукционного нагревателя проста.Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме: цена материалов не велика
Для того чтобы изготовить индукционный обогреватель понадобится трансформатор переменного тока (желательно с регулировкой напряжения). Индукционный нагреватель из сварочного инвертора является отличным решением вопроса. Изготовление устройства потребует использования подручных средств, таких как:
- Отрезок толстостенной (45-50 мм) пластиковой трубы
- Проволока из стали, диаметром 6-8 мм
- Металлическая сетка
- Медная проволока (1,5 – 2 мм)
- Соединители нагревателя с магистралью
Один край пластиковой заготовки плотно закупоривается металлической сеткой. Цилиндр наполняют частицами стальной проволоки, которую нарезают заранее отрезками длиной в 4-5 см. Пластиковая труба заполняется проволокой полностью, после чего верх закрывается сеткой. Для заполнения цилиндра подойдет любой металл. Изготовленный элемент будет корпусом индуктора.
Следующий этап – изготовление катушки. На подготовленное (пластиковое) основание наматывается 85-95 витков медной проволоки. На точное количество витков влияет ампераж используемого сварочного инвертора. Обмотку располагают по центру корпуса.
Изготовленный прибор с помощью переходников монтируется в отопление таким образом, чтобы теплоноситель проходил внутри катушки. К индуктору подключается сварочное оборудование. С целью экономии средств можно создать инвертор своими руками. Важно обеспечить надежную герметизацию соединений с трубопроводом и изоляцию клемм прибора. Снаружи индуктор покрывается теплоизоляционным экраном. Отопление готово к эксплуатации.
Внимание! Использование устройства допускается при наличии воды в отоплении. В противном случае пластиковое основание расплавится.
Для того чтобы создать теплогенератор своими руками помимо трансформатора понадобится электродвигатель.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Меры безопасности
Соблюдение важных правил и рекомендаций позволит избежать ошибок, связанных с эксплуатацией индукторных приспособлений.
- Открытые участки проводников тока изолируются в обязательном порядке.
- Приборы индукционного нагрева размещаются на расстоянии 80 см до потолка или пола, 30 см до стен и мебели.
- Безопасную работу устройству обеспечит установка манометра, панели автоматического управления и сброса воздуха.
И главное! Будь то индукционная печь из сварочного инвертора либо электромагнитный котел – ответственность за возможные последствия возлагается на изготовителя самодельного устройства.
Вихревые индукционные нагреватели сможет собрать каждый, если учтет все нюансы!
Индукционный нагреватель МИКРОША-3000 от производителя
Индукционный нагреватель МИКРОША-3000, разработанный и производимый компанией НАША ЭЛЕКТРОНИКА, является дальнейшим развитием идеи, заложенной в МИКРОШЕ-2000, т. е. предназначен для нагрева металлических деталей: гаек, болтов, рычагов, тяг и плоских железных поверхностей под действием переменного магнитного поля в индукторе, для ТВЧ нагрева небольших заготовок для закалки, а так же для нагрева и сгибания металлических прутков. В варианте индукционной мини-печи для плавки золота МИКРОША-3000 в графитовом тигле позволяет развивать температуру более 1300 град. С. Принцип действия основан на создании вихревых токов в нагреваемой детали, а так как металл оказывает значительное сопротивление проходящему через него электрическому току, то и раскаляется, поглощая энергию поля излучателя. Графит ведет себя аналогично металлу, нагреваясь в поле индуктора, что позволяет плавить немагнитные металлы в тигле.
Опыт производства МИКРОШИ-2000 показал, что для некоторых применений, кроме автосервиса, продолжительности его работы до срабатывания термозащиты недостаточно. Тому яркий пример разгибания «Автореаниматором» жигулевской пружины. Понятно, что при создании МИКРОШИ-2000 мы исходили из главной задачи – минимизация габаритов прибора в наибольшей степени. Даже на такой маленький аппаратик мы получали комментарии в стиле «а как же подлезть в БМВ к выхлопному коллектору?» Тем не менее он со своими задачами справляется прекрасно, гайки греет на «ура», подлезть везде возможно, но вот для конвейерного сгибания прутков и использования в варианте индукционной мини-печки малопригоден, т.к. неизбежно перегревается.
В МИКРОШЕ-3000 установлен более мощный ВЧ трансформатор, первичная обмотка выполнена из заводского литцендрата ЛЭЛД-155 1075х0,071 (1075 изолированных проводочков диаметром 0,071мм), вторичная сечением 30 мм кв, выводы на латунные болты М8, как в МИКРОШЕ-15-8. Вентилятор 92х92х25мм, 24Вх0,3А обеспечивает охлаждение всех электронных компонентов в достаточной степени для непрерывной работы аппарата под нагрузкой. Индукторы для МИКРОШИ-3000 изготовлены из медной трубки и требуют водяного охлаждения.
Нагреватель имеет регулировку мощности и гнездо для подключения педали управления. По заказу возможно укомплектование кнопкой на ручку. Выводы кнопки подключаются в то же самое гнездо для педали (внешнее управление).
Аппарат индукционного нагрева МИКРОША-3000 комплектуется одним индуктором из медной трубки диаметром Ф=6 мм. К нему подходят такие же индукторы, как и для МИКРОШИ-15-8-ВЧ. Для нагрева заготовок диаметром менее 15 мм индукторы изготавливаются из трубки Ф=4 мм, выводы индукторов из трубки Ф=6 мм припаиваются твердым медно-фосфорным припоем к спирали из трубки Ф=4 мм. Изолирующий чулок комбинированный: ШК-4 + ШК-6. Плоский спиральный индуктор, в зависимости от необходимой степени концентрации энергии, возможно изготавливать как из трубки Ф=4 мм, так и из больших диаметров. Спираль из трубки Ф=4 мм без водяного охлаждения перегорает примерно через 5 сек после подачи тока, т. к. трубка тонкостенная, в отличие от проволоки. Возможно использование и гибкого индуктора, как в МИКРОШЕ-2000, только с кабельными наконечниками М8 для крепления к болтам передней панели. Главное условие при этом – не доводить перегрев гибкого индуктора и болтов до порчи текстолита панели. Концентрацию энергии нагревателя можно увеличить, уменьшив площадь нагрева. Например индуктор из трубки Ф=6 мм с внутренним диаметром Ф=20 мм в стандартном исполнении имеет 8 витков. Общая длина нагреваемой детали 60 мм. Короче сделать нельзя, т.к. индуктивность будет слишком мала и отдача прибора по мощности снизится. Для сохранения требуемой величины диапазона индуктивности и уменьшения длины намотки необходимо наматывать трубку в 2 слоя: первый слой 3 витка и следующий 2 витка. При такой намотке индуктивность примерно будет соответствовать оптимальной, а длина нагреваемого участка уже будет около 20 мм и отдаваемая микрошей мощность сконцентрируется на меньшую площадь, т. о. плотность мощности будет увеличена. Если индуктор будет слишком «коротким», т.е. например 1 виток маленького диаметра, то МИКРОША-3000 воспримет это как КЗ между выводными болтами (КЗ вторички трансформатора) и просто не будет греть. Не составляет проблем самостоятельно изготовить требуемый индуктор, была бы трубка и оправка для намотки. В случае отклонения количества витков от оптимального, аппарат автоматически подстроит частоту под новые параметры контура в пределах 20 – 50 кГц, но в любом случае мы изготовим любой индуктор под ваши задачи, в том случае, если эти задачи выполнимы при данной мощности индукционного нагревателя.
ВО ИЗБЕЖАНИЕ ОШИБКИ ВЫБОРА: МИКРОША-3000 НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ НАПАЙКИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН НА ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ, ДЛЯ ЭТОГО ЕГО МОЩНОСТИ НЕДОСТАТОЧНО.
Печатная плата
МИКРОШИ-3000 покрывается, как и на всех наших аппаратах, компаундом
«Виксинт-ПК68», защищающим плату от пыли и грязи. На индукторы надет
чулок-трубка из керамической жаростойкой нити для изоляции витков между собой и
деталью. В случае истирания нитей и короткого замыкания между витками
индукционному нагревателю ничего не грозит, однако греть не будет. МИКРОША-3000
имеет защиту и от КЗ и от случайного включения без индуктора-излучателя, а
небольшие габариты индукционного нагревателя позволяют работать прибором как в настольном
варианте, так и в мобильном.
Комплект поставки:
— индукционный нагреватель (аппарат),
— индуктор диаметром 20 мм, либо нужный вам диаметр, указанный вами при оформлении заказа в интернет-магазине,
— паспорт.
Страна производства -
Россия
Производитель — разработано и произведено компанией НАША
ЭЛЕКТРОНИКА.
ВНИМАНИЕ ! ОРИГИНАЛЬНОЕ
СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАПАТЕНТОВАНО. КОПИРОВАНИЕ И КЛОНИРОВАНИЕ С ЦЕЛЬЮ
ПРОДАЖИ ПРЕСЛЕДУЕТСЯ ПО ЗАКОНУ.
Как сделать небольшой индукционный нагреватель
Привет, ребята, как вы знаете, у меня до сих пор нет 3D-принтера. Итак, я сделал свои проекты и корпуса в 3D-стиле, используя трубы из ПВХ. Резка и формовка ПВХ может выполняться с помощью нагретого ножа или горячего резака. Нагревать нож на газовой плите или электрической нихромовой проволокой в этом случае не рекомендуется.
Детали
Привет, ребята, как вы знаете, у меня до сих пор нет 3D-принтера. Итак, я сделал свои проекты и корпуса в 3D-стиле, используя трубы из ПВХ. Резка и формовка ПВХ может выполняться с помощью нагретого ножа или горячего резака. Нагревать нож на газовой плите или электрической нихромовой проволокой в этом случае не рекомендуется.
Вот почему в игру вступает техника индукции. Индукционный нагреватель состоит из электромагнита и электронного генератора, пропускающего высокочастотный переменный ток (AC) через электромагнит . Быстропеременное магнитное поле проникает в объект, создавая электрические токи внутри проводника, называемые вихревыми токами.
Моя идея:
Я хочу построить свой собственный индукционный мини-нагреватель для резки ПВХ горячим ножом. Вы можете увидеть коммерческие образцы, доступные на Amazon и eBay. Я вставлю свой нож внутрь катушки, и он отлично подойдет для резки пластиковых или ПВХ-труб. Основное преимущество заключается в том, что это сокращает время нагрева, потому что индукция может почти правильно нагреть небольшой проводник (железо/сталь) за 2 секунды при 250 градусах.
Затем мы сделаем подходящий прототип печатной платы для этого проекта и закажем его у нашего спонсора JLCPCB.
Требуемые компоненты:
1) IRFZ44N
2) 10K Резистор
3) 390 Омм резистор
4) 105K Конденсатор
5) Тороидальная катушка
6) Индийный компонент
7) Diodal Scoil
6) Индийный компонент
7) DIODES 3
6) Индийный компонент
7) Diodal Swepiting
6). 8) Винтовые клеммы
9) Источник питания 12 В при 10 А
10) Заказная печатная плата (JLCPCB)
Принципиальная схема:
Описание схемы:
Эта схема состоит из 2 МОП-транзисторов, названных IRFZ44N, резистора 10 кОм между выводами истока и затвора обоих МОП-транзисторов. Два быстродействующих диода (by399 или любой другой с такими же возможностями, как 1N4937). Два резистора 390 Ом от плюсовой клеммы. И большая тороидальная катушка и конденсатор из полиэфирной пленки 1 мкФ в качестве колебательного контура.
Изготовление катушек:
В этой схеме используются катушки двух типов: тороидальная катушка, которая используется с конденсатором для создания колебаний. А другой — круглая полая катушка для индукции. Пробовал с разными катушками с разным количеством витков и толщиной. Для изготовления обеих катушек можно использовать 19Медный эмалированный провод SWG. При переходе на тонкий провод цепь будет потреблять меньшее количество тока и выделять меньше тепла.
Изготовление тороидальной катушки:
Просто возьмите большой ферритовый сердечник и сверните его по часовой стрелке на 12-13 витков. Я использую здесь провод 19 SWG с ферритовым сердечником, что дает мне значение индуктивности 12 миллигенри. Обязательно используйте медный эмалированный провод вместо простого провода. Концы катушки можно потереть наждачной бумагой, чтобы ее можно было легко впаять в схему.
Изготовление индукционной катушки:
Это тот же провод, который используется в тороидальной катушке, на этот раз мы используем 14 витков диаметром 2 см. По правилу индукции нам нужны две обмотки. Значит средний берется с 7 витка катушки.
Макеты печатных плат:
Загрузите отсюда все файлы, относящиеся к этому проекту.
Чтобы сделать этот дизайн возможным, JLCPCB является единственным производителем печатных плат, предлагающим лучший сервис за 2 доллара за 5 штук невероятных многоцветных печатных плат. Итак, я спроектировал свою схему в EasyEDA и заказал печатные платы у JLCPCB.
Если вы зарегистрируетесь по моей ссылке, то получите купоны на $27 на следующие заказы прототипов и сборки печатных плат. И если вы хотите использовать мои дизайны, скачайте их с моей страницы GITHUB здесь.
Видео:
Некоторые примечания и сборка компонентов, вы можете найти в этом видео с объяснением правильной работы.
JLCPCB Процесс заказа:
Загрузите все файлы, затем перейдите по ссылке https://jlcpcb.com/SSRF, чтобы получить дополнительные награды.
Загрузите файлы Gerber, выберите цвет, толщину и отделку.
Добавить в корзину и оформить заказ, используя соответствующие купоны.
Получите печатные платы у себя дома всего за 7 дней.
Рабочий:
Моя конструкция хорошо работает на 12 В @ 8 ампер и генерирует высокочастотный переменный ток на выходе катушки электромагнита. Если вы хотите узнать больше об индукционных цепях, вот ссылка на Википедию для вас.
Эта схема нуждается в постоянном источнике питания 8 ампер, поэтому для нее обязателен 12-вольтовый 10-амперный импульсный источник питания. Если вы используете линейный источник питания…
Подробнее »
Посмотреть все детали
Нравится этот проект?
ДелитьсяАвтомобильные индукционные нагреватели Autotron
Автомобильные индукционные нагреватели Autotron
| |||||||||||
Политика конфиденциальности | Условия использования |
Самодельные сборки индукционных нагревателей и эталоны | Страница 28
ТоммиДи
Испаритель
- #676
PutOneInTheAir сказал:
Обновлять! Итак, я вернулся домой с работы, я использовал часть медного провода, который у меня был от проводки блока питания. Я затянул катушки, зажег ее, было 10,5 вольт, что было около 62-65 ватт на моем другом счетчике.
Поместите индукционный нагреватель так, чтобы было хорошо видно, как кончик колпачка вылезает наружу примерно на одну восьмую дюйма и, И определенно сильно ударил для второго раунда все еще требуется приличное количество времени, я немного отвлекся. Это щелкнуло, я вытащил, получил еще один мощный удар, проверьте, ABV определенно движется по этой линии горения, как цвет темного обжаренного кофе, без пепла (честно, я даже не знаю, так ли это). сгорание или нет с точки зрения вейпа), но я определенно научился уважать щелчок, и сжатие катушек вместе определенно имело большое значение. Я думаю, что могу немного снизить напряжение, если мой следующий запуск будет таким темным.
Я определенно мог понять, почему люди на самом деле строят его своими руками, особенно с переменным напряжением
Нажмите, чтобы развернуть…
Уменьшение напряжения при том же входе запекает точно так же, только медленнее. Сделайте плоскость крышки на одном уровне с нижней частью катушки. Это не приведет вас так далеко к краю. Может быть, 1/16 дюйма после катушки даст вам хороший удар. Не забудьте измерить вторую печь, а не первую. эпоксидная смола жесткая — она не такая уж жесткая ;] Не говоря уже о том, что IH, вероятно, также нагревает медный провод, и именно это смягчит изоляцию.0003
510vaporent сказал:
Я не очень разбираюсь в индукционных нагревателях, но мне любопытно, пробовал ли кто-нибудь здесь когда-нибудь использовать нагреватели с титановым коллектором нектара? Я думаю, что 10-миллиметровый титановый коллектор для нектара может достаточно сильно нагреться?
Нажмите, чтобы развернуть…
Титан не будет сильно нагреваться в ожидаемом темпе. Колпачок — это то, что заставляет VC нагреваться — тепло передается наконечнику — и во время рисования наконечник нагревает колпачок. Вам нужно что-то, что реагирует на индукционное поле.
Поместите в воздух
Участник
- #677
Хорошо, я снял медь и добавил веревку, спасибо!
У меня есть два вопроса, что вы имеете в виду, если вы уменьшите напряжение, он все равно будет парить так же? Вы хотите сказать, что если я возьму его на 5 вольт, я получу AVB того же цвета, если запущу его на 12 вольт? Является ли температура постоянной, и чем выше напряжение, тем быстрее оно достигает этой температуры?
Во-вторых, я видел несколько фотографий самоделок или парень припаял свою катушку, есть ли какой-то негативный эффект или это нормально? Это было довольно круто, он разделил катушку на две части, у него было четыре петли с одной стороны и шесть с другой, четыре разных интенсивности
ТоммиДи
Испаритель
- #678
Помните ту функцию «задержки», о которой я говорил? Когда вы помещаете CV глубже в катушку, вы фактически задерживаете щелчок, поэтому больше тепла попадает в колпачок. Определенно поэкспериментируйте с этим, но ваши выводы придут к такому выводу. Глубина проникновения определяет запекание по щелчку — мощность, управляемая контролем напряжения, просто говорит о том, как быстро она туда доберется. Как и любой выпечке, для правильной выпечки требуется время. Однако, если вы выпекаете слишком быстро, вы теряете консистенцию между крышками. Это две независимые настройки для IH.
Null_Gull вытворяет какую-то дикую хрень. Это не так прямолинейно, как кажется. Однако следите за ним.
Поместите в воздух
Участник
- #679
ТоммиДи сказал:
Помните ту функцию «задержки», о которой я говорил? Когда вы помещаете CV глубже в катушку, вы фактически задерживаете щелчок, поэтому больше тепла попадает в колпачок. Определенно поэкспериментируйте с этим, но ваши выводы придут к такому выводу. Глубина проникновения определяет запекание по щелчку — мощность, управляемая контролем напряжения, просто говорит о том, как быстро она туда доберется. Как и любой выпечке, для правильной выпечки требуется время. Однако, если вы выпекаете слишком быстро, вы теряете консистенцию между крышками. Это две независимые настройки для IH.
Null_Gull вытворяет какую-то дикую хрень. Это не так прямолинейно, как кажется. Однако следите за ним.
Нажмите, чтобы развернуть…
Очень интересно!
510 пар
Известный член
- #680
ТоммиДи сказал:
Titanium не будет сильно нагреваться в ожидаемом темпе. Колпачок — это то, что заставляет VC нагреваться — тепло передается наконечнику — и во время рисования наконечник нагревает колпачок. Вам нужно что-то, что реагирует на индукционное поле.
Нажмите, чтобы развернуть…
Хорошо, но нержавеющая сталь может подойти?
RustyOldNail
ПОИСК сокровищ…
- #681
510vaporent сказал:
Хорошо, но нержавеющая сталь может подойти?
Нажмите, чтобы развернуть. ..
Я ненадолго подержал титановый инструмент с крошечным шаровидным концом в моем первом IH (SKJ DENTAL IH), просто чтобы нагреть кончик.
Крошечный наконечник сразу начал светиться, я его быстро вытащил, наконечник теперь окрашен в синий цвет. Вы, безусловно, можете попробовать свой коллекторный наконечник Nector, если я припоминаю, что некоторые из них довольно маленькие на конце наконечника.
ТоммиДи
Испаритель
- #682
У меня есть один из тех, @RustyOldNail — это плакированная сталь. Поднесите к нему магнит. Также поместите наконечник Ti в IH без колпачка и посмотрите, что он будет делать. В какой-то момент я получу коэффициент усиления для ti. Никогда не думал об этом LOL
@510vaporent Крышка изготовлена из нержавеющей стали, но из другого сплава. Я не думаю, что ваш наконечник из нержавеющей стали без колпачка тоже будет сильно нагреваться. По крайней мере, не быстро.
Хорошо, пришло время проверить эту теорию… Соотношение усиления для наконечников Ti и SS скоро появится…
…Редактировать — ладно, не так уж плохо, я получаю коэффициент усиления около 2,5:1 только на два совета. Это определенно должно дать вам немного тепла.
Поместите в воздух
Член
- #683
Наверное, так и должно было быть, но сегодня мне на телефон пришло уведомление о том, что моя стеклянная вставка 18-14 мм будет доставлена сегодня? Я никогда не заказывал его, но я думаю, что сделал это на работе с телефоном в кармане.
К моему удивлению, если он очень хороший и DynaVap хорошо сидит в нем. Я знаю, что многие люди используют гитарный, что имеет смысл, потому что вы можете опустить его выше крышки или еще что-то, но, похоже, пока он работает нормально.
Меня интересует одна вещь, и я предполагаю, что это просто природа зверь, но стержень и все вокруг по-прежнему сильно нагреваются. трудно удержать. Это нормально или есть мнения как это исправить? Я думал в прошлый раз увеличить силу тока для более быстрого извлечения, может быть, чтобы шток стал горячим, а не медленный
, я собираюсь попытаться припаять ее на этих выходных, я не могу найти свой паяльник
RustyOldNail
ПОИСК сокровищ…
- #684
ТоммиДи сказал:
У меня есть один из тех @RustyOldNail — сталь с гальваническим покрытием. Поднесите к нему магнит. Также поместите наконечник Ti в IH без колпачка и посмотрите, что он будет делать. В какой-то момент я получу коэффициент усиления для ti. Никогда не думал об этом LOL
@510vaporent Крышка изготовлена из нержавеющей стали, но из другого сплава. Я не думаю, что ваш наконечник из нержавеющей стали без колпачка тоже будет сильно нагреваться. По крайней мере, не быстро.
Хорошо, пришло время проверить эту теорию… Соотношение усиления для наконечников Ti и SS скоро появится…
…Редактировать — ладно, не так уж плохо, я получаю коэффициент усиления около 2,5:1 только на два совета. Это определенно должно дать вам немного тепла.
Нажмите, чтобы развернуть…
Я попробовал качественный титановый мячик HL с сильным магнитом, и НИКАКОГО притяжения, странно?
ТоммиДи
Испаритель
- #685
Никакой магнетизм не говорит, что это ти. Коэффициент усиления 2,5:1 говорит о том, что титан так же эффективен, как и слабый колпачок @RustyOldNail
PutOneInTheAir сказал:
Я предполагаю, что это должно было быть, но сегодня я получил уведомление на свой телефон о том, что моя стеклянная вставка 18 на 14 мм будет доставлена сегодня? Я никогда не заказывал его, но я думаю, что сделал это на работе с телефоном в кармане.
К моему удивлению, если он очень хороший и DynaVap хорошо сидит в нем. Я знаю, что многие люди используют гитарный, что имеет смысл, потому что вы можете опустить его выше крышки или еще что-то, но, похоже, пока он работает нормально.
Меня интересует одна вещь, и я предполагаю, что это просто природа зверя, но ствол и все остальное по-прежнему сильно нагреваются Даже если я использовал свой BB9стеклянный стержень, через кончик которого проходит так много тепла, что его трудно удержать. Это нормально или есть мнения как это исправить? Я думал увеличить силу тока для более быстрого извлечения в прошлый раз, может быть, чтобы шток стал горячим вместо медленного
Я собираюсь попытаться припаять ее на этих выходных Я не могу найти свой паяльникНажмите расширить…
Набор номера из кармана — это одно, а заказ из кармана нужной вещи — феномен сумеречной зоны.
Однажды вы спросили, почему некоторые катушки маленькие. Возможно, вы поняли это прямо здесь. Короткие спирали, как правило, сильнее концентрируют тепло. Их сложнее настроить, но они, кажется, вызывают меньше постороннего нагрева. Мой первый IH, который использовался более 6 месяцев, использовался для выпаривания регенерации в области после CCD. Когда я их чистил, на стенках было немного древесного угля, который пришлось немного почистить изоцианатом. С тех пор, как я начал использовать более короткие и плотные катушки, это не было проблемой. По сути, большие змеевики также нагревают ребра охлаждения.
Кажется, ты любишь хорошую выпечку. Вы также будете иметь дело с большим количеством тепла в целом. Я делаю деревянные стебли по этой причине. Необработанные простые простые стебли. Древесина является отличным теплоизолятором.
Поместите в воздух
Участник
- #686
ТоммиДи сказал:
Никакой магнетизм не говорит, что это ти. Коэффициент усиления 2,5:1 говорит о том, что титан так же эффективен, как и слабый колпачок.
Однажды вы спросили, почему некоторые катушки маленькие. Возможно, вы поняли это прямо здесь. Короткие спирали, как правило, сильнее концентрируют тепло. Их сложнее настроить, но они, кажется, вызывают меньше постороннего нагрева. Мой первый IH, который использовался более 6 месяцев, использовался для выпаривания регенерации в области после CCD. Когда я их чистил, на стенках было немного древесного угля, который пришлось немного почистить изоцианатом. С тех пор, как я начал использовать более короткие и плотные катушки, это не было проблемой. По сути, большие змеевики также нагревают ребра охлаждения.
Кажется, ты любишь хорошую выпечку. Вы также будете иметь дело с большим количеством тепла в целом. Я делаю деревянные стебли по этой причине. Необработанные простые простые стебли. Древесина является отличным теплоизолятором.
Нажмите, чтобы развернуть…
Это очень интересно, потому что я обнаружил эту смолу / древесный уголь, когда чистил шахту прошлой ночью, и я думал, как это странно, но никогда не связывал это с этим. Определенно потребовалась жесткая очистка с помощью ватной палочки и ISO
. Что я делал на самом деле, и это, казалось, работало довольно хорошо, так это то, что я начал самостоятельно отделять катушки по направлению к дну, и у меня было, может быть, шесть из них вокруг куска стекла. и, казалось, все прошло очень хорошо.
Но, конечно, так как у меня было устройство с переменным напряжением, все как-то перемешалось, и, конечно же, ручка была повернута вверх, и когда я включил ее, она мгновенно издала громкий визжащий звук, я отключил ее, и она умерла.
Это облом, я убил его, когда развлекался, не дорогая сделка, но было весело наблюдать, как различные переменные меняют мощность и все остальное даже при тех же усилителях.
RustyOldNail
ПОИСК сокровищ…
- #687
ТоммиДи сказал:
Никакой магнетизм не говорит, что это ти. Коэффициент усиления 2,5:1 говорит о том, что титан так же эффективен, как и слабый колпачок @RustyOldNail
Нажмите, чтобы развернуть…
Я был почти уверен, что это титан, когда я впервые написал, что он стал ярко-красным внутри SKJ IH, я предполагаю, исходя из вашего утверждения, что если титан достаточно мал или тонок, он нагревается.
Я предлагаю человеку @510vaporent, который спрашивал об использовании титанового наконечника небольшого диаметра для их сборника нектара, и посмотреть, нагревается ли он. Если он медленный или не нагревается, хороший эксперимент. Сила вашего IH также должна быть учтена. У меня нет наконечника NC TI для тестирования. Удачи.
ГИ
Известный член
- #688
Привет, что именно мне нужно для сборки зарядного устройства micro usb на ih 2s и 3s? Это регулятор bms plus usb или это другая схема?
510 пар
Известный член
- #689
RustyOldNail сказал:
Я предлагаю человеку @510vaporent, который спрашивал об использовании титанового наконечника небольшого диаметра для их сборника нектара, и посмотреть, нагревается ли он. Если он медленный или не нагревается, хороший эксперимент. Сила вашего IH также должна быть учтена. У меня нет наконечника NC TI для тестирования. Удачи.
Нажмите, чтобы развернуть…
Я бы с удовольствием попробовал сам, но не хочу тратить время и деньги. Мне было бы интересно использовать только один с небольшим NC для портативной настройки dab. Я присматривался к индукционному нагревателю рейнджеров. Выглядит прилично за цену
бэдби
Известный член
- #690
Г.И. сказал:
Привет, что именно мне нужно для сборки зарядного устройства micro usb на ih 2s и 3s? Это регулятор bms plus usb или это другая схема?
Нажмите, чтобы развернуть…
Об этом часто спрашивают, но я не видел самодельной версии из-за сложности. Для 5V USB вам нужна повышающая схема, чтобы увеличить напряжение до уровней зарядки аккумулятора. Вот небольшая плата, которая подойдет для зарядки 1С LiIon (просто для примера, она не микро и 1С не подойдет для ИГ): https://www.seeedstudio.com/Lipo-Ri…jRRWW6pLfrjsrPAkiHTRzwKYOx- yZeIYaAoTpEALw_wcB При более тщательном поиске вы можете найти один для 2C или 3C или создать свой собственный.
ТоммиДи
Испаритель
- #691
ГИ
Известный член
- #692
ТоммиДи сказал:
Нажмите, чтобы развернуть…
и…Ампер использовать? какая разница между 1 2 или 4 А?
ТоммиДи
Испаритель
- #693
Подходят версии на 1 и 2 ампера. Убедитесь, что ваша USB-розетка выдерживает более высокий ток. Я довел свой BMS примерно до 1,5 ампер на стороне зарядки. Версия на 2 ампера будет заряжаться со скоростью 1,1 Ач и потреблять 2 ампера от источника питания USB.
ОГаблог
АКА Probeer
- #694
Привет всем!
Итак, я сделал свой собственный индукционный нагреватель. Я рано понял, что хочу поставить что-то на свой стол, поэтому размер и батареи не имели большого значения. Я следовал руководствам по модулям ZVS IH и заказал детали. В ожидании я начал смотреть на все отличные самодельные обогреватели, сделанные всеми вами, замечательными людьми, здесь и на reddit-diy-ih-sub, и меня особенно заинтересовали модели, у которых был способ контролировать выходную мощность. Большинство из вас сделали это с помощью параметров pwm, которые обычно делаются вместе со сложными модификациями модуля IH. Эти замечательные модели выглядели слишком сложными для моих новичков в пайке, поэтому с помощью пользователя, чье имя я забыл (извините!) я решил пойти более простым путем; просто управлять входом напряжения IH-модуля, поскольку он работает в диапазоне от 5 до 12 В. Поэтому перед IH-модулем я поставил понижающий DC-DC преобразователь (XL4016 200Вт 8А, вход 4-40В, выход 1,5-36В). Выбрал вариант с проводным потенциометром. И, конечно же, любопытно узнать, на какой мощности я получаю лучшие результаты, также добавил дешевый измеритель напряжения и тока.
Короче говоря; Я сделал настенный индукционный нагреватель с регулировкой напряжения с помощью понижающего преобразователя напряжения и измерителя тока и напряжения. Отлично работает (пока?), и я в полном восторге от результата.
Мои выводы, играя с различными (непрерывными, а не импульсными) выходами энергии, управляемыми XL4016:
- Потеря КПД около 0,2 В, вероятно, из-за модуля XL4016.
- Работа IH-модуля при более высоком напряжении потребует немного больше тока от источника питания (мой выдает 12 В 7,5 А постоянного тока). С 2019 г.Наконечник M и невыпадающий колпачок, при 11 В Dynavap потребляет макс. 5,8 А, при 8 В это около 4,3 А макс.*
- В начале цикла нагрева dynavap потребляет немного меньше тока. Например, холодный dynavap @ 8V начинается с 3,95 А и заканчивается около 4,3 А. * Я не знаю, связано ли это с используемыми модулями или с какой-то физикой с температурой металлического колпачка.
- Использование более низких напряжений дает гораздо больший отвод паров. При 11В (=63Вт) мой цветок зелено-коричневый после первого удара. При 8 В (= 34 Вт) темно-коричневый на всем протяжении.
* результаты зависят от используемого колпачка. Все мои результаты были достигнуты с использованием одного и того же каптивного колпачка.
Что приводит меня к следующей гипотезе:
Большая выходная энергия приводит к более быстрому нагреву dynavap (дух), приводит к меньшему времени для передачи энергии к кончику, приводит к более низкой температуре вашего цветка при вдохе , приводит к меньшему производству пара. Также позволяет вам попробовать терпены намного больше.
Несколько картинок …
View post on imgur.com
В общем… я очень доволен тем, как все получилось, и могу рекомендовать эту настройку. Нагреватель IH сам по себе меняет правила игры, но переменная выходная мощность (будь то напряжение или ШИМ) просто добавляет гораздо больше универсальности. 8 В для ударов «один и готово», 12 В для вкуса и несколько ударов на чашу.
Запланированные улучшения:
— Деревянный ящик лучше, возможно, немного меньше, если я лучше размещу все части.
— добавить второй синий светодиод под стеклянную трубку + катушку
— получить измеритель V+A+W вместо V+A. Математика сложная
Спасибо всем за чтение, и я полностью открыт для любых предложений по улучшению, положительной критики.
Последнее редактирование:
ТоммиДи
Испаритель
- #695
Вероятно, это лучшая установка для IH с питанием от сети. Переменное напряжение — это правильный способ управления уровнями мощности.
Этот преобразователь с дистанционным потенциометром идеален, так как он имеет переключатель 12/24 В, что затрудняет перенапряжение IH, когда вы фиксируете его на максимальном выходе 12 В.
При нагревании крышки происходит физический процесс. По мере нагрева колпачок меняет свое взаимодействие с ИГ. Это очень похоже на то, как MOD измеряют температуру конкретного материала катушки.
Взгляните на этот блок питания — он оснащен выходом постоянного тока для другого типа регулирования;
Также это отличный метр; https://www.ebay.com/itm/193432933924
Последнее редактирование:
ОГаблог
АКА Probeer
- #696
ТоммиДи сказал:
Вероятно, это лучшая установка для IH с питанием от сети. Переменное напряжение — это правильный способ управления уровнями мощности.
Нажмите, чтобы развернуть…
Большое спасибо. Это очень много значит, исходит от одного из великих мастеров IH-DIY. Кстати, ваши обмотки катушки выглядят чертовски тугими, просто идеальными. Если вы когда-нибудь захотите сделать учебник или руководство по этому поводу на YouTube, я с удовольствием посмотрю его.
ТоммиДи сказал:
Этот преобразователь с удаленным потенциометром идеален, так как он имеет переключатель 12/24 В, что затрудняет перенапряжение IH, когда вы фиксируете его на максимальном выходе 12 В.
Нажмите, чтобы развернуть…
Юп, хотя мой блок питания все равно максимум 12В.
О преобразователе, которым я сейчас пользуюсь… Как я уже сказал, практически при любом напряжении потеря эффективности составляет около 0,2 В (так что 8,2 становится 8,0 при активации zvs, 11,2 становится 11,0). За исключением случаев, когда я включаю его до 12 В. Всегда падает до 11 В при использовании, поэтому при 12 В моя потеря мощности составляет 1 В. Выше этого поднять не получится. Сейчас 11В х 5,9А более чем достаточно, но все же… Как вы думаете, установка понижающего преобразователя в режим 24в позволит мне получить 12В -> 11,8В? Блок питания в любом случае не будет выдавать более 12 В при 7,5 А, поэтому нет риска перенапряжения даже в режиме 24 В (поскольку это всего лишь понижающий преобразователь)?
ТоммиДи сказал:
При нагревании крышки происходит физика. По мере нагрева колпачок меняет свое взаимодействие с ИГ. Это очень похоже на то, как MOD измеряют температуру конкретного материала катушки.
Нажмите, чтобы развернуть…
Да, я так и думал. До сих пор не так много идей о том, как работает индукция, кроме «чего-то с энергией и катушкой», но кажется логичным, что потребности в энергии меняются, когда меняются обстоятельства материала внутри катушки.
ТоммиДи сказал:
Взгляните на этот блок питания — он имеет постоянный выходной ток, что обеспечивает другой тип регулирования;
Также это отличный метр; https://www.ebay.com/itm/193432933924
Нажмите, чтобы развернуть…
Я считаю, что модель XL4016 200 Вт 8 А идеально подходит для «стандартного» дизайна с питанием от сети по своим характеристикам. Нет реальной необходимости идти больше. Но для тех, кто хочет использовать более широкий диапазон характеристик источника питания (или даже с батареями?), это действительно может быть очень приятно.
Люблю этот метр, хотя. Собираюсь заказать один из них.
Последнее редактирование:
ТоммиДи
Испаритель
- #697
OGablogian сказал:
Большое спасибо. Это очень много значит, исходит от одного из великих мастеров IH-DIY. Кстати, ваши обмотки катушки выглядят чертовски тугими, просто идеальными. Если вы когда-нибудь захотите сделать учебник или руководство по этому поводу на YouTube, я с удовольствием посмотрю его.
Юп, хотя мой блок питания все равно выдает максимум 12В.
О преобразователе, которым я сейчас пользуюсь… Как я уже сказал, практически при любом напряжении потеря эффективности составляет около 0,2 В (так что 8,2 становится 8,0 при активации zvs, 11,2 становится 11,0). За исключением случаев, когда я включаю его до 12 В. Всегда падает до 11 В при использовании, поэтому при 12 В моя потеря мощности составляет 1 В. Выше этого поднять не получится. Сейчас 11В х 5,9А более чем достаточно, но все же… Как думаете установка понижающего преобразователя в режим 24в позволит мне получить 12В -> 11,8В? Блок питания в любом случае не будет выдавать более 12 В при 7,5 А, поэтому нет риска перенапряжения даже в режиме 24 В (поскольку это всего лишь понижающий преобразователь)?
Да, я так и думал. До сих пор не так много идей о том, как работает индукция, кроме «чего-то с энергией и катушкой», но кажется логичным, что потребности в энергии меняются, когда меняются обстоятельства материала внутри катушки.
Я считаю, что XL4016 200 Вт 8 А идеально подходит для «стандартного» дизайна с питанием от стены, учитывая технические характеристики. Нет реальной необходимости идти больше. Но для тех, кто хочет использовать более широкий диапазон характеристик источника питания (или даже с батареями?), это действительно может быть очень приятно.
Люблю этот метр, хотя. Собираюсь заказать один из них.
Нажмите, чтобы развернуть…
Правда о максимальном выходе, так как это только драйвер buck. Я использовал свой с питанием для ноутбука 19,5 В. Что касается того, почему у вас падает полный вольт при 12 В, кажется странным. Я подозреваю, что есть падение диода, которое должно быть учтено. Обязательно попробуйте отменить ограничение 12 В, так как вы ограничены вводом.
Уникальной особенностью другого преобразователя является постоянный ток. Я играл с этим на своем проводном IH. Это способ точно имитировать постоянную выходную мощность. Он более чувствителен между крышками, чем контроль напряжения. Все мои конденсаторы могут иметь диапазон в пределах 10 Вт без замены потенциометра, хотя они могут иметь коэффициент усиления от 3:1 до 6:1. Это способ автоматического регулирования напряжения, поскольку это то, что делает постоянный ток.
Мой OG VVPS выдает ~60 Вт на горячую крышку;
ОГаблог
АКА Probeer
- #698
ТоммиДи сказал:
Правда о максимальном выходе, так как это только драйвер buck. Я использовал свой с 19.5V питания для ноутбуков. Что касается того, почему у вас падает полный вольт при 12 В, кажется странным. Я подозреваю, что есть падение диода, которое должно быть учтено. Обязательно попробуйте отменить ограничение 12 В, так как вы ограничены вводом.
Уникальной особенностью другого преобразователя является постоянный ток. Я играл с этим на своем проводном IH. Это способ точно имитировать постоянную выходную мощность. Он более чувствителен между крышками, чем контроль напряжения. Все мои конденсаторы могут иметь диапазон в пределах 10 Вт без замены потенциометра, хотя они могут иметь коэффициент усиления от 3:1 до 6:1. Это способ автоматического регулирования напряжения, поскольку это то, что делает постоянный ток.
Мой OG VVPS выдает ~60 Вт на горячую крышку;
Нажмите, чтобы развернуть…
Ааа, вижу. Переменная постоянная выходная мощность вместо простого переменного постоянного выходного напряжения. Обязательно рассмотрю эту модель, если соберу еще одну. Хотя на данный момент, я думаю, что не очень возражаю против лишних миллиампер во время прогрева DV.
Еще немного поэкспериментировав с выходной мощностью, я обнаружил, что мне очень нравится низкое потребление энергии. 7,5 В при 4 А = 30 Вт просто очищает всю чашу одним мощным ударом. Чистый шоколадный цвет во всем.
ОГаблог
АКА Probeer
- #699
Больше не могу редактировать свой предыдущий пост, поэтому новый…
На данный момент я использую https://www.fasttech.com/product/5236304-iwodevape-replacement-glass-tank one из них, чтобы обернуть мою катушку, и кусок деревянного дюбеля, чтобы установить DV на предпочтительную глубину (центр катушки равен центру колпачка). Теперь, конечно, я могу перевернуть свой IH, штифт выпадет, и я вставлю немного более высокий или более короткий штифт. Но я хочу что-то более причудливое, например, поворотную ручку для установки глубины. У вас, ребята, есть какие-нибудь мысли по этому поводу? Можно было бы, наверное, лего, но может занимать слишком много места, и темпы, и пластик, и все такое…
МК
Известный член
- #700
Я обнаружил, что глубина не является чем-то, что я меняю — как только я нахожу правильное расположение катушки и глубину динамического давления, она установлена. Мне нравится подгонять пробковые пробки к нужным размерам, чтобы установить и забыть об этом. Пробка прилегает к стеклу и достаточно высока, чтобы заполнить пространство между дном стакана и дном коробки. Безопасный и не требует клея, поэтому его очень легко вынуть для обслуживания.
Вы, безусловно, можете приклеить винт к дну коробки и нарезать резьбу или сделать резьбовую вставку для дюбеля, если хотите быстро регулировать высоту поворотом. Просто убедитесь, что винт (если он металлический) не входит в область катушки. Или вы можете сделать небольшое натяжение с помощью нескольких дюбелей/зубочисток и термоусадки/ленты — центральный дюбель, приклеенный к коробке, имеет другие дюбеля, параллельные ему, все свернутые вместе, так что свободный внешний дюбель (и) может смещаться вверх или вниз, чтобы отрегулировать глубину. Я играл с обоими этими методами, и оба работали нормально, но в конечном итоге они не понадобились для моих сборок.
Вы можете немного пофантазировать и прикрепить дюбель/пробку к мгновенному выключателю, чтобы вы могли прижать динамап к обогревателю, чтобы он загорелся. Определенно хочется рассмотреть теплообмен в этом сценарии, но им легко управлять.
Опции!
Использование приложений для оптимизации индукционного нагрева для пищевой промышленности
Современные методы обработки пищевых продуктов постоянно анализируются и совершенствуются. Чтобы оценить эффективность таких методов и оборудования, которое они используют, исследователи и инженеры могут обратиться к инструментам моделирования, таким как COMSOL Multiphysics. Приложения для численного моделирования помогают донести эту мощь моделирования до более широкой аудитории, одновременно ускоряя оптимизацию таких процессов. Давайте посмотрим, как это применимо к анализу индукционного нагрева для пищевой промышленности.
Индукционный нагрев: эффективный метод обработки пищевых продуктов
С древних времен обработка пищевых продуктов играла важную роль в обеспечении потребителей качественными продуктами. Такие методы, как сохранение соли, ферментация и сушка на солнце, использовались на раннем этапе для удаления вредных токсинов и микроорганизмов из пищи, улучшения ее общей консистенции и обеспечения ее транспортировки на большие расстояния. Хотя некоторые из этих методов все еще используются сегодня, пищевая промышленность со временем обратилась к более сложным подходам, которые способствуют большей эффективности и более высокому качеству.
Сушка на солнце — это один из способов обработки пищевых продуктов. Изображение ArianeCCM — собственная работа. Под лицензией CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons.
Индукционный нагрев, например, стал благоприятным вариантом для пищевой промышленности. По сравнению с методами, при которых трубы нагреваются горячей водой или паром, индукционный нагрев позволяет лучше контролировать температуру, что, в свою очередь, помогает предотвратить локальные высокие температуры. Это лучше сохраняет качество пищи, оптимизируя при этом эффективность пищевых процессов, таких как пастеризация и стерилизация. Более того: трубки можно легко заменять для обработки различных видов продуктов, так как они не должны находиться в прямом контакте со змеевиком. И, как еще одно преимущество, сам процесс практически не требует воды, поскольку он основан на электричестве.
Когда речь идет о надежности и эффективности индукционного нагрева в пищевой промышленности, большое значение имеют конфигурации змеевика и трубы. Как мы расскажем в следующем разделе, приложения для численного моделирования служат полезным инструментом для тестирования различных конфигураций проекта, предоставляя пользователям быстрые и точные результаты.
Тестирование различных конструктивных конфигураций встроенного индукционного нагревателя с помощью приложения
Для начала давайте рассмотрим базовую модель нашего приложения встроенного индукционного нагревателя. Модель состоит из круглой электромагнитной катушки, намотанной на набор труб, по которым течет жидкость (жидкая пища). Когда переменный ток проходит через катушку, она создает переменное магнитное поле. Затем это поле проникает в трубы, создавая вихревые токи внутри труб и нагревая их.
Геометрия модели встроенного индукционного нагревателя.
Само приложение предназначено для измерения эффективности встроенного индукционного нагревателя при нагреве жидкости, протекающей по трубам. В нем исследуется использование труб из неферритной и ферритной нержавеющей стали. Благодаря своей относительно низкой и стабильной цене в результате отсутствия никеля в ее компонентах ферритная нержавеющая сталь приобрела большую популярность в пищевой промышленности, открывая новые возможности в пищевой промышленности.
Теперь, когда мы рассмотрели основы приложения, мы можем перейти к его дизайну. Имейте в виду, что при разработке собственного приложения вы можете управлять включенными параметрами, а также его конкретным макетом и структурой. Результат: простой в использовании инструмент, адаптированный к вашим конкретным потребностям.
Пользовательский интерфейс приложения Inline Induction Heater.
Приложение Inline Induction Heater состоит из двух основных разделов: Настройки с левой стороны и Graphics с правой стороны. В настройках пользователи могут легко изменить размеры труб и змеевика. В качестве дополнительной информации: действительность статуса Geometry отображается после обновления каждого поля ввода геометрии. Чтобы статус был действительным, должны быть выполнены следующие критерии:
- Длина и положение змеевика должны соответствовать длине труб
- Толщина труб должна быть пропорциональна внутреннему радиусу
Если эти критерии не соблюдены, статус будет считаться недействительным до тех пор, пока в геометрию не будут внесены необходимые изменения. Это помогает гарантировать, что пользователи получают реалистичные результаты моделирования при выполнении своих тестов.
Вкладки для раздела Настройки .
Раздел «Материалы и условия эксплуатации» содержит ряд входных параметров, которые позволяют указать материал трубы, условия эксплуатации змеевика, условия потока и целевые температуры. В случае материала трубы пользователи могут выбрать один из двух предопределенных вариантов: 9Нержавеющая сталь 0151 410 (мартенситный сплав) и нержавеющая сталь 410s (ферритный сплав). В соответствии с темой настройки они также могут выбрать опцию из нержавеющей стали (определяется пользователем), в которой можно изменить электрическую проводимость и относительную проницаемость.
После внесения соответствующих изменений в параметры пользователи могут переключить свое внимание на раздел Графика . Здесь показаны несколько графических графиков, включая геометрию, температуру и плотность магнитного потока, температуру жидкости вдоль труб, плотность магнитного потока, температуру жидкости и величину скорости жидкости.
Изменение геометрии, материалов и условий встроенного индукционного нагревателя с численными результатами. Обратите внимание, что в этой записи нет звуков.
В разделе Численные результаты отображается максимальная температура в трубах и минимальная температура на выходе. Если какое-либо из этих значений выше или ниже критического значения, пользователи будут уведомлены сообщением в разделах Состояние . Среднее повышение температуры на выходе и тепловой КПД линейного индукционного нагревателя также включены в 9.0151 Числовые результаты .
Получив результаты, пользователи могут создать отчет, просто нажав кнопку Создать отчет на ленте. Это дает им простой способ поделиться своими выводами с другими людьми, участвующими в рабочем процессе проектирования.
Оптимизация конструкции встроенного индукционного нагревателя для пищевой промышленности
Приложения — это мощные инструменты, скрывающие сложную физику под простым в использовании интерфейсом. Предоставляя большему количеству людей возможность проводить свои собственные тесты моделирования, эти инструменты способствуют повышению эффективности рабочих процессов проектирования, обеспечивая при этом точность получаемых результатов.
Здесь мы продемонстрировали, как этот подход может принести пользу при проектировании встроенного индукционного нагревателя для пищевой промышленности, позволяя пользователям легко тестировать различные конфигурации до достижения желаемых результатов. Как показывает этот пример, приложения служат жизнеспособным ресурсом, помогающим пищевой промышленности ускорить оптимизацию методов обработки пищевых продуктов, сочетая качество с эффективностью.
Как и другие демонстрационные приложения, представленные в нашей галерее приложений, приложение Inline Induction Heater предназначено для того, чтобы служить источником вдохновения и руководством в ваших собственных процессах создания приложений. Мы рекомендуем вам использовать его в качестве основы для создания собственных приложений, предоставляя пользователям возможность изменять те же параметры или заменять их в соответствии с вашими потребностями моделирования.
Дополнительные ресурсы по созданию приложений и моделированию пищевой промышленности
- Попробуйте сами… Загрузите приложение Inline Induction Heater
- Чтобы приступить к созданию собственных приложений, просмотрите серию видеороликов «Введение в конструктор приложений» .
- Просмотрите дополнительные сообщения в блогах, касающиеся пищевой промышленности:
- Анализ конструкций сушилок для пищевых продуктов на солнечной энергии с помощью моделирования теплопередачи
- Моделирование процесса сублимационной сушки
- Соединение транспортных моделей и моделей механики твердых тел для лучшего воздушного риса
Технические области:Разработка и производство змеевика для индукционного нагрева|HAGOROMO ELECTRONIC CORPORATION
Наши змеевики, созданные с использованием наших собственных оригинальных ноу-хау, делают высокоэффективный высокочастотный индукционный нагрев реальностью.
Только змеевики, соответствующие свойствам нагретого материала, могут раскрыть все возможности компонентов, составляющих устройство.
В связи с этим можно с уверенностью сказать, что ноу-хау в отношении конструкции катушек является основной технологией в производстве устройств высокочастотного индукционного нагрева.
Hagoromo Electric Corporation уже давно сосредоточила свои усилия на совершенствовании технологии производства катушек и других сопутствующих товаров в качестве специализированного производителя в этой области.
Индукционные нагревательные катушки для ковки и других родственных продуктов
Индукционные нагревательные катушки для железа и стали и другие родственные продукты
другие
Service Life Life0011 Мы предлагаем высококачественные недорогие рулоны.
Катушка и нагретый материал не вступают в непосредственный контакт внутри устройств высокочастотного индукционного нагрева. Однако катушки заканчивают свой срок службы быстро, если не применяются меры долговечности с учетом заводских условий. И поэтому мы в Hagoromo Electric Corporation подготовили различные методы обработки, чтобы максимально продлить срок службы нашего продукта. Наш диапазон мер долговечности варьируется от обработки изоляции лентой, лаком, порошковым покрытием и вакуумной пропиткой до термозащитной обработки рукавов и гальванического покрытия, а также включения специальных огнестойких материалов. Мы предлагаем конструкцию, наиболее подходящую для заводских условий и условий эксплуатации объектов наших клиентов, чтобы добиться продления срока службы наших катушек.
Процесс изоляции
Написание
Электростатическое порошковое покрытие
Изолирующий лак
Обработка тепла. также доступны для продуктов других компаний.
Мы предлагаем услуги по ремонту катушек по всей стране.
Наши услуги по ремонту катушек доступны для всех катушек, включая продукцию других компаний. Еще одной сильной стороной Hagoromo Electric Corporation является способность не только выполнять ремонт, но и предлагать фундаментальные решения проблем. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникнут какие-либо проблемы, связанные с катушкой. Мы будем рады провести диагностику и предложить решение для вашего предприятия, где бы оно ни находилось в стране. А также предложите наиболее энергоэффективную катушку, подходящую для вашей производственной среды.
Надеемся, что все компании, заинтересованные в повышении эффективности, хотя бы раз воспользуются нашими услугами по диагностике катушек. Наши технологии и ноу-хау, разработанные в Японии, также получили высокую оценку зарубежных клиентов. В одном случае зарубежная компания добилась увеличения производительности на 10-30% благодаря анализу и модернизации используемых катушек.
Акт поставки
Производители оборудования для индукционного нагрева
Производители высокоэффективного оборудования для индукционного нагрева для ковки
Крупная судостроительная компания, зарегистрированная в первой секции Токийской фондовой биржи
Международные производители оборудования для индукционной плавки/нагрева
Производители оборудования для индукционных плавильных печей
Связанные с ковкой
Основные производители автомобильных запчастей
Основные производители автомобильных запчастей, указанные в первом разделе Токийской фондовой биржи и др.
Связанные с производством черной металлургии
Многие крупные производители черной металлургии котируются на первой секции Токийской фондовой биржи
Заказ
Обычно мы следуем указанному ниже порядку до окончательной доставки, начиная с первоначального запроса, за которым следует опрос перед слушанием. Приведенный ниже порядок предназначен для справки, и мы будем гибко реагировать в зависимости от ситуации и обстоятельств.
Осмотр на месте
Как правило, все виды диагностики и осмотра мы проводим на месте. Подробно обсудим ваши пожелания и текущие вопросы.
Отчет о прогнозируемом эффекте
После того, как мы примем во внимание результаты проверки на месте, мы предложим рабочие предложения. Мы подготовим и поделимся с вами симуляцией ожидаемого эффекта и результатов.
Производство
С вашего согласия мы начнем производство. При желании можно посетить производственную площадку. Пожалуйста, не стесняйтесь посетить наши объекты.
Обзор эксплуатационных испытаний
Произведенное изделие будет подвергнуто эксплуатационным испытаниям. Вам будет отправлен обзор рабочего теста, после чего будет произведена окончательная поставка продукта. При необходимости будет доступна поддержка после поставки.
Повышение эффективности
Благодаря нашей продукции, отвечающей всем ожиданиям, мы делаем реальностью повышение эффективности. Наши высокопрочные продукты помогают снизить эксплуатационные расходы, что очень нравится нашим клиентам.
Высокочастотный индукционный нагрев
Высокочастотный индукционный нагревВведение
Индукционный нагрев — это процесс бесконтактного нагрева. Он использует электричество высокой частоты для нагрева материалов, которые являются электропроводящими. Поскольку он бесконтактный, процесс нагрева не загрязняет нагреваемый материал. Это также очень эффективно, так как тепло фактически генерируется внутри заготовки. Это можно противопоставить другим методам нагрева, при которых тепло генерируется пламенем или нагревательным элементом, который затем воздействует на заготовку. По этим причинам индукционный нагрев подходит для некоторых уникальных применений в промышленности.
Как работает индукционный нагрев?
Источник высокочастотного электричества используется для подачи большого переменного тока через катушку. Эта катушка известна как рабочая катушка. Смотрите картинку напротив. Прохождение тока через эту катушку создает очень интенсивное и быстро меняющееся магнитное поле в пространстве внутри рабочей катушки. Нагреваемая деталь помещается в это интенсивное переменное магнитное поле. В зависимости от материала заготовки происходит ряд вещей… | |
Переменное магнитное поле индуцирует ток в токопроводящем изделии. Расположение рабочей катушки и заготовки можно представить как электрический трансформатор. Рабочая катушка похожа на первичную, куда подается электрическая энергия, а заготовка похожа на вторичную обмотку с одним витком, которая короткозамкнута. Это вызывает огромные токи, протекающие через заготовку. Они известны как вихревые токи. В дополнение к этому, высокая частота, используемая в устройствах индукционного нагрева, вызывает явление, называемое скин-эффектом. Этот скин-эффект заставляет переменный ток течь тонким слоем к поверхности заготовки. Скин-эффект увеличивает эффективное сопротивление металла прохождению большого тока. Поэтому это значительно увеличивает эффект нагрева, вызванный током, индуцируемым в заготовке. |
(Хотя в этом приложении желателен нагрев из-за вихревых токов, интересно отметить, что производители трансформаторов делают все возможное, чтобы избежать этого явления в своих трансформаторах. Многослойные сердечники трансформаторов, сердечники из порошкового железа и ферриты используются для предотвращают протекание вихревых токов внутри сердечников трансформатора.Прохождение вихревых токов внутри трансформатора крайне нежелательно, так как вызывает нагрев магнитопровода и представляет собой потерю мощности.)
А для черных металлов?
Для черных металлов, таких как железо и некоторые виды стали, существует дополнительный механизм нагрева, который имеет место одновременно с упомянутыми выше вихревыми токами. Интенсивное переменное магнитное поле внутри рабочей катушки многократно намагничивает и размагничивает кристаллы железа. Это быстрое переключение магнитных доменов вызывает значительное трение и нагрев внутри материала. Нагрев из-за этого механизма известен как гистерезисные потери и максимален для материалов, которые имеют большую площадь внутри своей кривой BH. Это может быть большим фактором, способствующим теплу, выделяемому во время индукционного нагрева, но это происходит только внутри черных металлов. По этой причине черные материалы легче поддаются индукционному нагреву, чем цветные.
Интересно отметить, что сталь теряет свои магнитные свойства при нагревании выше примерно 700°С. Эта температура известна как температура Кюри. Это означает, что выше 700С не может быть нагрева материала из-за гистерезисных потерь. Любой дальнейший нагрев материала должен происходить только за счет индуцированных вихревых токов. Это делает нагрев стали выше 700°C более сложной задачей для систем индукционного нагрева. Тот факт, что медь и алюминий являются немагнитными и очень хорошими электрическими проводниками, также может затруднить эффективное нагревание этих материалов. (Мы увидим, что лучший способ действий для этих материалов — увеличить частоту, чтобы преувеличить потери из-за скин-эффекта.)
Для чего используется индукционный нагрев?
Индукционный нагрев можно использовать для любого применения, где требуется нагреть электропроводный материал чистым, эффективным и контролируемым образом.
Одним из наиболее распространенных применений является запечатывание пломб для защиты от несанкционированного доступа, которые приклеиваются к верхней части бутылок с лекарствами и напитками. Уплотнение из фольги, покрытое «клеем-расплавом», вставляется в пластиковую крышку и привинчивается к верхней части каждой бутылки во время изготовления. Затем эти уплотнения из фольги быстро нагреваются, когда бутылки проходят под индукционным нагревателем на производственной линии. Вырабатываемое тепло расплавляет клей и запечатывает фольгу на верхней части бутылки. Когда крышка снята, фольга остается, обеспечивая воздухонепроницаемое уплотнение и предотвращая любую фальсификацию или загрязнение содержимого бутылки до тех пор, пока покупатель не проткнет фольгу.
Другим распространенным применением является «обжиг геттера» для удаления загрязнений из вакуумированных трубок, таких как телевизионные кинескопы, вакуумные трубки и различные газоразрядные лампы. Кольцо из проводящего материала, называемое «геттер», помещается внутрь вакуумированного стеклянного сосуда. Поскольку индукционный нагрев является бесконтактным процессом, его можно использовать для нагрева газопоглотителя, уже запаянного внутри сосуда. Индукционная рабочая катушка расположена рядом с геттером снаружи вакуумной трубки, и источник переменного тока включен. В течение нескольких секунд после запуска индукционного нагревателя геттер нагревается добела, а химические вещества в его покрытии реагируют с любыми газами в вакууме. В результате газопоглотитель поглощает последние оставшиеся следы газа внутри вакуумной трубки и повышает чистоту вакуума.
Еще одним распространенным применением индукционного нагрева является процесс, называемый зонной очисткой, используемый в производстве полупроводников. Это процесс, в котором кремний очищается с помощью движущейся зоны расплавленного материала. Интернет-поиск обязательно выдаст более подробную информацию об этом процессе, о котором я мало что знаю.
Другие области применения включают плавку, сварку и пайку металлов. Индукционные плиты и рисоварки. Закалка металла боеприпасов, зубьев шестерен, пильных полотен, приводных валов и т. д. также является обычным применением, поскольку индукционный процесс очень быстро нагревает поверхность металла. Поэтому его можно использовать для упрочнения поверхности и упрочнения локализованных участков металлических деталей путем «опережения» теплопроводности вглубь детали или в окружающие области. Бесконтактный характер индукционного нагрева также означает, что его можно использовать для нагрева материалов в аналитических целях без риска загрязнения образца. Точно так же металлические медицинские инструменты можно стерилизовать, нагревая их до высоких температур, пока они все еще находятся в запечатанной стерильной среде, чтобы убить микробы.
Что требуется для индукционного нагрева?
Теоретически для реализации индукционного нагрева необходимы только 3 вещи:
- Источник высокочастотной электроэнергии,
- Рабочая катушка для создания переменного магнитного поля,
- Электропроводящая деталь, подлежащая нагреву,
При этом практические системы индукционного нагрева обычно немного сложнее. Например, часто требуется сеть согласования импеданса между источником высокой частоты и рабочей катушкой, чтобы обеспечить хорошую передачу мощности. Системы водяного охлаждения также распространены в индукционных нагревателях большой мощности для отвода отходящего тепла от рабочей катушки, ее согласующей сети и силовой электроники. Наконец, обычно используется некоторая управляющая электроника для контроля интенсивности действия нагрева и определения времени цикла нагрева для обеспечения стабильных результатов. Управляющая электроника также защищает систему от повреждения в результате ряда неблагоприятных условий эксплуатации. Однако основной принцип работы любого индукционного нагревателя остается таким же, как описано ранее.
Практическая реализация
На практике рабочая катушка обычно включается в контур резонансного резервуара. Это имеет ряд преимуществ. Во-первых, он делает форму волны тока или напряжения синусоидальной. Это сводит к минимуму потери в инверторе, позволяя использовать либо коммутацию при нулевом напряжении, либо коммутацию при нулевом токе, в зависимости от конкретной выбранной схемы. Синусоидальная форма волны на рабочей катушке также представляет собой более чистый сигнал и вызывает меньшие радиочастотные помехи для близлежащего оборудования. Этот более поздний момент становится очень важным в мощных системах. Мы увидим, что имеется ряд резонансных схем, которые конструктор индукционного нагревателя может выбрать для рабочей катушки:
Контур резонансного бака серии
Рабочая катушка резонирует на заданной рабочей частоте с помощью конденсатора, включенного последовательно с ней. Это приводит к тому, что ток через рабочую катушку становится синусоидальным. Последовательный резонанс также увеличивает напряжение на рабочей катушке, намного превышающее выходное напряжение инвертора. Инвертор воспринимает синусоидальный ток нагрузки, но он должен выдерживать полный ток, протекающий в рабочей катушке. По этой причине рабочая катушка часто состоит из множества витков провода с током всего в несколько ампер или десятков ампер. Значительная мощность нагрева достигается за счет повышения резонансного напряжения на рабочей катушке в последовательно-резонансной схеме при поддержании тока через катушку (и инвертор) на разумном уровне.
Такое расположение обычно используется в таких устройствах, как рисоварки, где уровень мощности низкий, а инвертор расположен рядом с нагреваемым объектом. Основные недостатки последовательного резонансного устройства заключаются в том, что инвертор должен проводить тот же ток, что и рабочая катушка. В дополнение к этому повышение напряжения из-за последовательного резонанса может стать очень заметным, если в рабочей катушке нет детали значительного размера для демпфирования цепи. Это не проблема в таких приложениях, как рисоварки, где заготовкой всегда является одна и та же посуда для приготовления пищи, и ее свойства хорошо известны во время проектирования системы.
Резервуарный конденсатор обычно рассчитан на высокое напряжение из-за повышения резонансного напряжения в последовательно настроенном резонансном контуре. Он также должен проводить полный ток рабочей катушки, хотя обычно это не проблема в маломощных приложениях.
Параллельный резонансный бак
Рабочая катушка резонирует на заданной рабочей частоте с помощью конденсатора, установленного параллельно ей. Это приводит к тому, что ток через рабочую катушку становится синусоидальным. Параллельный резонанс также увеличивает ток через рабочую катушку, намного превышающий выходной ток инвертора. Инвертор видит синусоидальный ток нагрузки. Однако в этом случае он должен нести только ту часть тока нагрузки, которая фактически выполняет реальную работу. Инвертор не должен проводить полный циркулирующий ток в рабочей катушке. Это очень важно, поскольку коэффициенты мощности в системах индукционного нагрева обычно невелики. Это свойство параллельного резонансного контура позволяет в десятки раз уменьшить ток, который должен поддерживаться инвертором и проводами, соединяющими его с рабочей катушкой. Потери проводимости обычно пропорциональны квадрату тока, поэтому десятикратное снижение тока нагрузки представляет собой значительную экономию потерь проводимости в инверторе и связанной с ним проводке. Это означает, что рабочая катушка может быть размещена в удаленном от инвертора месте без значительных потерь в питающих проводах.
Рабочие катушки, использующие эту технику, часто состоят всего из нескольких витков толстого медного проводника, но с протекающими большими токами во многие сотни или тысячи ампер. (Это необходимо, чтобы получить необходимые ампер-обороты для индукционного нагрева.) Водяное охлаждение является общим для всех систем, кроме самых маленьких. Это необходимо для отвода избыточного тепла, выделяемого при прохождении большого высокочастотного тока через рабочую катушку и связанный с ней накопительный конденсатор.
В схеме параллельного резонансного резервуара рабочая катушка может рассматриваться как индуктивная нагрузка с подключенным к ней конденсатором для «коррекции коэффициента мощности». Конденсатор PFC обеспечивает поток реактивного тока, равный и противоположный большому индуктивному току, потребляемому рабочей катушкой. Главное, что нужно помнить, это то, что этот огромный ток локализован в рабочей катушке и ее конденсаторе и просто представляет собой реактивную мощность, колеблющуюся туда-сюда между ними. Поэтому единственный реальный ток, протекающий от инвертора, — это относительно небольшая величина, необходимая для преодоления потерь в конденсаторе «PFC» и рабочей катушке. В этой цепи резервуара всегда есть некоторые потери из-за диэлектрических потерь в конденсаторе и скин-эффекта, вызывающих резистивные потери в конденсаторе и рабочей катушке. Поэтому от инвертора всегда отводится небольшой ток даже при отсутствии обрабатываемой детали. Когда деталь с потерями вставляется в рабочую катушку, это демпфирует параллельный резонансный контур, вводя дополнительные потери в систему. Поэтому ток, потребляемый параллельным контуром резонансного резервуара, увеличивается, когда в катушку вводится заготовка.
Согласование импеданса
Или просто «Соответствие». Это относится к электронике, которая находится между источником высокочастотной мощности и рабочей катушкой, которую мы используем для нагрева. Чтобы нагреть твердый кусок металла с помощью индукционного нагрева, нам нужно вызвать ОГРОМНЫЙ ток, протекающий по поверхности металла. Однако это можно сравнить с инвертором, который генерирует мощность высокой частоты. Инвертор обычно работает лучше (и его конструкция несколько проще), если он работает при достаточно высоком напряжении, но при малом токе. (Обычно проблемы возникают в силовой электронике, когда мы пытаемся включать и выключать большие токи за очень короткое время.) Увеличение напряжения и уменьшение тока позволяет использовать полевые МОП-транзисторы (или быстрые IGBT) с обычным режимом переключения. Сравнительно низкие токи делают инвертор менее чувствительным к проблемам компоновки и паразитной индуктивности. Работа согласующей сети и самой рабочей катушки заключается в преобразовании высокого напряжения/малотока от инвертора в низковольтный/сильный ток, необходимый для эффективного нагрева заготовки.
Мы можем думать о контуре резервуара, включающем рабочую катушку (Lw) и ее конденсатор (Cw), как о параллельном резонансном контуре. Имеет сопротивление (R) из-за того, что заготовка с потерями соединена с рабочей катушкой из-за магнитной связи между двумя проводниками. См. схему напротив. | |
На практике сопротивление рабочей катушки, сопротивление накопительного конденсатора и отраженное сопротивление детали вносят потери в колебательный контур и гасят резонанс. Поэтому полезно объединить все эти потери в одно «сопротивление потерям». В случае параллельного резонансного контура это сопротивление потерь проявляется непосредственно в колебательном контуре в нашей модели. Это сопротивление представляет собой единственный компонент, который может потреблять реальную мощность, и поэтому мы можем думать об этом сопротивлении потерь как о нагрузке, на которую мы пытаемся эффективно направить мощность. |
При работе в резонансе ток, потребляемый накопительным конденсатором и рабочей катушкой, равен по величине и противоположен по фазе и, следовательно, компенсирует друг друга, если речь идет об источнике питания. Это означает, что единственной нагрузкой, воспринимаемой источником питания на резонансной частоте, является сопротивление потерь в цепи бака. (Обратите внимание, что при возбуждении по обе стороны от резонансной частоты появляется дополнительная «несинфазная» составляющая тока, вызванная неполной компенсацией тока рабочей катушки и тока накопительного конденсатора. Этот реактивный ток увеличивает общая величина тока, потребляемого от источника, но не способствует какому-либо полезному нагреву заготовки.)
Задача согласующей цепи состоит в том, чтобы просто преобразовать это относительно большое сопротивление потерь в цепи резервуара до более низкого значения, которое лучше подходит для инвертора, пытающегося управлять им. Существует множество различных способов добиться этого преобразования импеданса, включая отвод от рабочей катушки, использование ферритового трансформатора, емкостного делителя вместо накопительного конденсатора или согласующей схемы, такой как L-образная схема.
В случае сети L-match он может преобразовать относительно высокое сопротивление нагрузки цепи бака до значения около 10 Ом, что лучше подходит для инвертора. Эта цифра типична для того, чтобы инвертор работал от нескольких сотен вольт, сохраняя при этом токи на среднем уровне, чтобы можно было использовать стандартные импульсные полевые МОП-транзисторы для выполнения операции переключения. Сеть L-match состоит из компонентов Lm и Cm, показанных напротив. |
Сеть L-match имеет несколько весьма полезных свойств в этом приложении. Катушка индуктивности на входе в L-образную схему представляет собой постепенно увеличивающееся индуктивное сопротивление на всех частотах выше резонансной частоты колебательного контура. Это очень важно, когда рабочая катушка должна питаться от инвертора источника напряжения, который генерирует выходное напряжение прямоугольной формы. Вот объяснение, почему это так
Прямоугольное напряжение, генерируемое большинством полумостовых и полномостовых схем, богато высокочастотными гармониками, а также необходимой основной частотой. Прямое подключение такого источника напряжения к параллельному резонансному контуру приведет к протеканию чрезмерных токов на всех гармониках частоты привода! Это связано с тем, что емкостной конденсатор в параллельном резонансном контуре будет иметь все более низкое емкостное сопротивление к возрастающим частотам. Это потенциально очень опасно для инвертора источника напряжения. Это приводит к большим всплескам тока на переходах переключения, поскольку инвертор пытается быстро зарядить и разрядить накопительный конденсатор на нарастающих и спадающих фронтах прямоугольной волны. Включение сети L-match между инвертором и контуром бака снимает эту проблему. Теперь на выходе инвертора сначала наблюдается индуктивное сопротивление Lm в согласующей цепи, а все гармоники формы сигнала возбуждения видят постепенно возрастающий индуктивный импеданс. Это означает, что максимальный ток течет только на заданной частоте, а ток гармоник небольшой, что превращает ток нагрузки инвертора в плавную форму волны.
Наконец, при правильной настройке сеть L-match способна обеспечить небольшую индуктивную нагрузку на инвертор. Этот слегка отстающий ток нагрузки инвертора может облегчить переключение при нулевом напряжении (ZVS) полевых МОП-транзисторов в инверторном мосту. Это значительно снижает потери при включении из-за выходной емкости полевых МОП-транзисторов, работающих при высоких напряжениях. Общий результат — меньший нагрев полупроводников и увеличение срока службы.
Таким образом, включение схемы L-согласования между инвертором и параллельным контуром резонансного резервуара позволяет достичь двух целей.
- Согласование импеданса, чтобы требуемое количество энергии могло подаваться от инвертора к заготовке,
- Представление о возрастающем индуктивном сопротивлении высокочастотным гармоникам для обеспечения безопасности инвертора.
Глядя на предыдущую схему выше, мы видим, что конденсатор в согласующей цепи (Cm) и накопительный конденсатор (Cw) включены параллельно. На практике обе эти функции обычно выполняются одним силовым конденсатором специальной конструкции. Большую часть его емкости можно представить как находящуюся в параллельном резонансе с рабочей катушкой, а небольшая ее часть обеспечивает согласование импеданса с согласующей катушкой индуктивности (Lm). Объединение этих двух емкостей в одну приводит нас к модели LCLR для расположение рабочей катушки, которое обычно используется в промышленности для индукционного нагрева. |
Рабочая катушка LCLR
Эта компоновка включает рабочую катушку в параллельный резонансный контур и использует L-образную схему между контуром резервуара и инвертором. Согласующая цепь используется для того, чтобы цепь бака выглядела как более подходящая нагрузка для инвертора, и ее вывод обсуждается в разделе выше.
Рабочая катушка LCLR обладает рядом преимуществ:
- В рабочей катушке протекает огромный ток, но инвертор должен подавать лишь небольшой ток. Большой циркулирующий ток ограничивается рабочей катушкой и ее параллельным конденсатором, которые обычно расположены очень близко друг к другу.
- По линии передачи от инвертора к контуру бака протекает сравнительно небольшой ток, поэтому можно использовать более легкий кабель.
- Любая паразитная индуктивность линии передачи просто становится частью индуктивности согласующей сети (Lm.) Поэтому тепловая станция может располагаться вдали от инвертора.
- Инвертор воспринимает синусоидальный ток нагрузки, поэтому он может использовать ZCS или ZVS для снижения коммутационных потерь и, следовательно, для охлаждения.
- Серийный согласующий индуктор может быть изменен для соответствия различным нагрузкам внутри рабочей катушки.
- Цепь бака может питаться через несколько согласующих катушек индуктивности от многих инверторов для достижения уровней мощности выше тех, которые достижимы с одним инвертором. Согласующие катушки индуктивности обеспечивают естественное распределение тока нагрузки между инверторами, а также делают систему устойчивой к некоторым рассогласованиям моментов переключения параллельно включенных инверторов.
Для получения дополнительной информации о поведении резонансной сети LCLR см. новый раздел ниже с пометкой «Частотная характеристика сети LCLR».
Еще одним преимуществом схемы рабочей катушки LCLR является то, что она не требует высокочастотного трансформатора для обеспечения функции согласования импеданса. Ферритовые трансформаторы, способные работать с несколькими киловаттами, большие, тяжелые и довольно дорогие. В дополнение к этому трансформатор необходимо охлаждать, чтобы отводить избыточное тепло, выделяемое большими токами, протекающими в его проводниках. Включение сети L-согласования в расположение рабочей катушки LCLR устраняет необходимость в трансформаторе для согласования инвертора с рабочей катушкой, что снижает затраты и упрощает конструкцию. Тем не менее, проектировщик должен учитывать, что между инвертором и входом в рабочую катушку LCLR может потребоваться изолирующий трансформатор 1:1, если необходима гальваническая изоляция от сети питания. Это зависит от того, важна ли изоляция и обеспечивает ли основной блок питания индукционного нагревателя достаточную электрическую изоляцию для выполнения этих требований безопасности.
Концептуальная схема
На приведенной ниже схеме системы показан простейший инвертор, управляющий рабочей катушкой LCLR.
Обратите внимание, что на этой схеме НЕ ПОКАЗАНЫ схема управления затвором МОП-транзистора и управляющая электроника!Инвертор в этом демонстрационном прототипе представлял собой простой полумост, состоящий из двух полевых МОП-транзисторов MTW14N50, сделанных на полупроводниковых приборах (ранее Motorola). инвертор. Однако следует понимать, что качество и регулировка источника питания для приложений индукционного нагрева не имеют решающего значения. Полноволновая выпрямленная (но несглаженная) сеть может работать так же, как сглаженный и регулируемый постоянный ток, когда речь идет о нагреве металла, но пиковые токи выше при той же средней мощности нагрева. Существует множество аргументов в пользу минимизации размера конденсатора звена постоянного тока. В частности, он улучшает коэффициент мощности тока, потребляемого от сети через выпрямитель, а также минимизирует накопленную энергию в случае неисправности в инверторе.
Конденсатор блокировки постоянного тока используется только для того, чтобы не допустить, чтобы выход постоянного тока полумостового инвертора вызывал протекание тока через рабочую катушку. Он имеет достаточно большой размер, чтобы не участвовать в согласовании импеданса и не оказывать неблагоприятного воздействия на работу рабочей катушки LCLR.
В конструкциях с высокой мощностью обычно используется полный мост (H-мост) из 4 или более коммутационных устройств. В таких конструкциях согласующая индуктивность обычно делится поровну между двумя ветвями моста, чтобы формы сигналов управляющего напряжения были сбалансированы по отношению к земле. Конденсатор, блокирующий постоянный ток, также может быть устранен, если используется управление режимом тока, чтобы гарантировать, что чистый постоянный ток не течет между ветвями моста. (Если обеими ветвями H-моста можно управлять независимо, тогда есть возможность управления пропускной способностью с помощью управления фазовым сдвигом. Дополнительные сведения см. в пункте 6 в разделе «Методы управления мощностью» ниже.)
При еще более высоких мощностях можно использовать несколько отдельных инверторов, эффективно соединенных параллельно, чтобы удовлетворить высокие требования к току нагрузки. Однако отдельные инверторы не соединены напрямую параллельно на выходных клеммах своих H-мостов. Каждый из распределенных инверторов подключен к удаленной рабочей катушке через собственную пару согласующих катушек индуктивности, которые обеспечивают равномерное распределение общей нагрузки между всеми инверторами.
Эти согласующие катушки индуктивности также обеспечивают ряд дополнительных преимуществ при таком параллельном подключении инверторов. Во-первых, импеданс МЕЖДУ любыми двумя выходами инвертора равен удвоенному значению соответствующей индуктивности. Этот индуктивный импеданс ограничивает ток между включенными инверторами, если их моменты переключения не полностью синхронизированы. Во-вторых, такое же индуктивное сопротивление между инверторами ограничивает скорость, с которой увеличивается ток короткого замыкания, если один из инверторов выходит из строя, что потенциально исключает отказ других устройств. Наконец, поскольку все распределенные инверторы уже подключены через катушки индуктивности, любая дополнительная индуктивность между инверторами просто добавляет к этому импедансу и лишь немного ухудшает распределение тока. Поэтому распределенные инверторы для индукционного нагрева не обязательно должны располагаться физически близко друг к другу. Если в конструкцию включены изолирующие трансформаторы, то они даже не должны работать от одного и того же источника питания!
Отказоустойчивость
Конструкция рабочей катушки LCLR очень хорошо себя ведет при различных возможных неисправностях.
- Рабочая катушка разомкнутой цепи.
- Рабочая катушка короткого замыкания (или накопительный конденсатор)
- Закорочен виток рабочей катушки.
- Конденсатор бака разомкнутой цепи.
Все эти отказы приводят к увеличению импеданса инвертора и, следовательно, к соответствующему падению тока, потребляемого инвертором. Автор лично использовал отвертку для короткого замыкания между витками рабочей катушки с током в несколько сотен ампер. Несмотря на то, что в месте приложенного короткого замыкания летят искры, нагрузка на инвертор снижается, и система легко переносит это обращение.
Худшее, что может случиться, это расстройка контура бака, так что его собственная резонансная частота окажется чуть выше рабочей частоты инвертора. Поскольку частота привода все еще близка к резонансу, через инвертор все еще протекает значительный ток. Но из-за расстройки коэффициент мощности снижается, и инвертор по току нагрузки начинает опережать напряжение. Эта ситуация нежелательна, потому что ток нагрузки, воспринимаемый инвертором, меняет направление до изменения приложенного напряжения. Результатом этого является принудительная коммутация тока между безынерционными диодами и оппозитным МОП-транзистором каждый раз, когда МОП-транзистор включается. Это вызывает принудительное обратное восстановление безынерционных диодов, в то время как они уже проводят значительный прямой ток. Это приводит к большому скачку тока как через диод, так и через оппозитный МОП-транзистор, который включается.
Хотя это не проблема для специальных выпрямителей с быстрым восстановлением, это принудительное восстановление может вызвать проблемы, если для обеспечения функции обратного диода используются внутренние диоды MOSFET. Эти большие пики тока по-прежнему представляют собой значительную потерю мощности и угрозу надежности. Однако следует понимать, что надлежащее управление рабочей частотой инвертора должно гарантировать, что он отслеживает резонансную частоту колебательного контура. Следовательно, в идеале не должно возникать условие опережающего коэффициента мощности, и уж точно оно не должно сохраняться в течение какого-либо промежутка времени. Резонансную частоту следует отследить до ее предела, а затем отключить систему, если она вышла за пределы допустимого частотного диапазона.
Методы контроля мощности
Часто желательно контролировать количество энергии, обрабатываемой индукционным нагревателем. Это определяет скорость, с которой тепловая энергия передается заготовке. Установку мощности индукционного нагревателя этого типа можно регулировать несколькими способами:
1. Изменение напряжения звена постоянного тока.
Мощность, обрабатываемая инвертором, может быть уменьшена за счет снижения напряжения питания инвертора. Это можно сделать, запустив инвертор от источника постоянного тока переменного напряжения, такого как управляемый выпрямитель, использующий тиристоры для изменения напряжения источника постоянного тока, полученного от сети. Импеданс, подаваемый на инвертор, в значительной степени постоянен при изменении уровня мощности, поэтому пропускная способность инвертора примерно пропорциональна квадрату напряжения питания. Изменение напряжения в звене постоянного тока позволяет полностью контролировать мощность от 0% до 100%.
Однако следует отметить, что точная пропускная способность в киловаттах зависит не только от постоянного напряжения питания инвертора, но и от импеданса нагрузки, который рабочая катушка представляет инвертору через согласующую сеть. Поэтому, если требуется точное регулирование мощности, необходимо измерить фактическую мощность индукционного нагрева, сравнить ее с запрошенной оператором «настройкой мощности» и подать обратно сигнал ошибки для постоянной регулировки напряжения в звене постоянного тока по замкнутому контуру для минимизации ошибки. . Это необходимо для поддержания постоянной мощности, поскольку сопротивление заготовки значительно изменяется при ее нагревании. (Этот аргумент в пользу управления мощностью с обратной связью также применим ко всем нижеследующим методам. )
2. Изменение коэффициента заполнения устройств в инверторе.
Мощность, обрабатываемая инвертором, может быть уменьшена за счет уменьшения времени включения переключателей в инверторе. Питание подается на рабочую катушку только в то время, когда устройства включены. Затем ток нагрузки свободно проходит через диоды корпуса устройства в течение мертвого времени, когда оба устройства выключены. Изменение коэффициента заполнения переключателей позволяет полностью контролировать мощность от 0% до 100%. Однако существенным недостатком этого метода является коммутация больших токов между активными устройствами и их безынерционными диодами. Принудительное обратное восстановление обратных диодов, которое может произойти при значительном уменьшении коэффициента заполнения. По этой причине регулирование коэффициента заполнения обычно не используется в инверторах индукционного нагрева большой мощности.
3. Изменение рабочей частоты инвертора.
Мощность, подаваемая инвертором на рабочую катушку, может быть уменьшена путем отстройки инвертора от собственной резонансной частоты контура резервуара, включающего рабочую катушку. По мере того, как рабочая частота инвертора удаляется от резонансной частоты колебательного контура, в колебательном контуре возникает меньше резонансного подъема, и ток в рабочей катушке уменьшается. Следовательно, в заготовке индуцируется меньший циркулирующий ток, и эффект нагрева уменьшается.
Для снижения пропускной способности инвертор обычно расстраивается по высокой стороне собственной резонансной частоты цепей резервуара. Это приводит к тому, что индуктивное сопротивление на входе согласующей цепи становится все более доминирующим по мере увеличения частоты. Поэтому ток, потребляемый от инвертора согласующей сетью, начинает отставать по фазе и уменьшаться по амплитуде. Оба эти фактора способствуют снижению реальной пропускной способности. В дополнение к этому запаздывающий коэффициент мощности гарантирует, что устройства в инверторе по-прежнему включаются с нулевым напряжением на них, и нет проблем с восстановлением диода свободного хода. (Это можно сравнить с ситуацией, которая произошла бы, если бы инвертор был расстроен на нижней стороне резонансной частоты рабочей катушки. ZVS теряется, и диоды обратного хода испытывают принудительное обратное восстановление при значительном токе нагрузки.)
Этот метод управления уровнем мощности путем расстройки очень прост, поскольку большинство индукционных нагревателей уже контролируют рабочую частоту инвертора, чтобы обслуживать различные детали и рабочие катушки. Недостатком является то, что он обеспечивает только ограниченный диапазон управления, поскольку существует предел скорости переключения силовых полупроводников. Это особенно верно в приложениях с высоким энергопотреблением, где устройства уже могут работать на скоростях, близких к максимальным. Системы большой мощности, использующие этот метод управления мощностью, требуют подробного теплового анализа результатов коммутационных потерь при различных уровнях мощности, чтобы гарантировать, что температура устройств всегда остается в допустимых пределах.
Более подробную информацию об управлении мощностью с помощью расстройки см. в новом разделе ниже, озаглавленном «Частотная характеристика сети LCLR».
4. Изменение номинала катушки индуктивности в согласующей сети.
Мощность, подаваемая инвертором на рабочую катушку, может варьироваться путем изменения значения соответствующих компонентов сети. Сеть L-согласования между инвертором и контуром резервуара технически состоит из индуктивной и емкостной частей. Но емкостная часть находится параллельно собственному накопительному конденсатору рабочей катушки, и на практике это обычно одна и та же часть. Поэтому единственная часть согласующей цепи, которую можно настроить, — это индуктор.
Согласующая цепь отвечает за преобразование импеданса нагрузки рабочей катушки в подходящий импеданс нагрузки, который будет управляться инвертором. Изменение индуктивности согласующего индуктора регулирует значение, в которое преобразуется импеданс нагрузки. В общем, уменьшение индуктивности согласующего индуктора приводит к преобразованию импеданса рабочей катушки в более низкий импеданс. Этот более низкий импеданс нагрузки, подаваемый на инвертор, приводит к тому, что от инвертора поступает больше энергии. И наоборот, увеличение индуктивности согласующей катушки индуктивности приводит к тому, что на инвертор подается более высокий импеданс нагрузки. Эта более легкая нагрузка приводит к меньшему потоку мощности от инвертора к рабочей катушке.
Степень регулирования мощности, достижимая путем изменения согласующей катушки индуктивности, умеренная. Также происходит сдвиг резонансной частоты всей системы — это цена, которую приходится платить за объединение емкости L-матча и емкости резервуара в одну единицу. Сеть L-согласования по существу заимствует часть емкости у накопительного конденсатора для выполнения операции согласования, таким образом оставляя накопительную цепь резонировать на более высокой частоте. По этой причине согласующий индуктор обычно фиксируется или регулируется с грубыми шагами в соответствии с предполагаемой нагреваемой деталью, а не предоставляет пользователю полностью регулируемую настройку мощности.
5. Согласующий трансформатор импеданса.
Мощность, подаваемая инвертором на рабочую катушку, может изменяться с грубыми шагами с помощью силового ВЧ-трансформатора с ответвлениями для преобразования импеданса. Хотя основное преимущество схемы LCLR заключается в отказе от громоздкого и дорогого ферритового силового трансформатора, она может учитывать большие изменения параметров системы, не зависящие от частоты. Ферритовый силовой трансформатор также может обеспечивать электрическую изоляцию, а также выполнять функцию преобразования импеданса для установки пропускной способности.
Кроме того, если ферритовый силовой трансформатор размещается между выходом инвертора и входом L-образной схемы, его конструктивные ограничения во многих отношениях смягчаются. Во-первых, размещение трансформатора в таком положении означает, что полное сопротивление обеих обмоток относительно велико. то есть напряжения высоки, а токи сравнительно малы. Для этих условий проще сконструировать обычный силовой ферритовый трансформатор. Массивный циркулирующий ток в рабочей катушке удерживается от ферритового трансформатора, что значительно снижает проблемы с охлаждением. Во-вторых, несмотря на то, что трансформатор воспринимает выходное напряжение прямоугольной формы от инвертора, его обмотки несут синусоидальные токи. Отсутствие высокочастотных гармоник снижает нагрев трансформатора за счет скин-эффекта и эффекта близости внутри проводников.
Наконец, конструкция трансформатора должна быть оптимизирована для обеспечения минимальной емкости между обмотками и хорошей изоляции за счет увеличения индуктивности рассеяния. Причина этого в том, что любая индуктивность рассеяния трансформатора, расположенного в этом положении, просто добавляется к согласующей индуктивности на входе схемы L-согласования. Следовательно, индуктивность рассеяния в трансформаторе не так вредна для производительности, как межобмоточная емкость.
6. Управление фазовым сдвигом Н-моста.
Когда рабочая катушка приводится в действие полномостовым (Н-мостовым) инвертором с питанием от напряжения, существует еще один метод достижения контроля мощности. Если моментами переключения обеих ветвей моста можно управлять независимо, это открывает возможность управления пропускной способностью путем регулировки фазового сдвига между двумя ветвями моста.
Когда обе ветви моста переключаются точно по фазе, они оба выдают одинаковое напряжение. Это означает, что на рабочей катушке нет напряжения, и через рабочую катушку не протекает ток. И наоборот, когда обе ветви моста включаются в противофазе, через рабочую катушку протекает максимальный ток и достигается максимальный нагрев. Уровни мощности от 0% до 100% могут быть достигнуты путем изменения фазового сдвига привода на одну половину моста от 0 до 180 градусов по сравнению с приводом другой ветви моста.
Этот метод очень эффективен, так как управление мощностью может быть достигнуто на стороне управления меньшей мощностью. Коэффициент мощности инвертора всегда остается хорошим, потому что инвертор не расстроен от резонансной частоты рабочей катушки, поэтому протекание реактивного тока через безынерционные диоды сведено к минимуму.
Конденсаторы индукционного нагрева
Требования к конденсаторам, используемым в высокомощном индукционном нагреве, пожалуй, самые высокие для любого типа конденсаторов. Батарея конденсаторов, используемая в цепи бака индукционного нагревателя, должна выдерживать полный ток, протекающий по рабочей катушке в течение продолжительных периодов времени. Этот ток обычно составляет многие сотни ампер при многих десятках или сотнях килогерц. Они также подвергаются многократному 100%-ному изменению напряжения на той же частоте. и увидеть полное напряжение, развиваемое на рабочей катушке. Высокая рабочая частота вызывает значительные потери из-за диэлектрического нагрева и скин-эффекта в проводниках. Наконец, паразитная индуктивность должна быть сведена к абсолютному минимуму, чтобы конденсатор выглядел как элемент схемы с сосредоточенными параметрами по сравнению с достаточно низкой индуктивностью рабочей катушки, к которой он подключен.
Для сведения к минимуму количества выделяемого тепла и сведения к минимуму эффективной последовательной индуктивности используются правильный выбор диэлектриков и расширенная конструкция фольги. Однако даже при использовании этих методов конденсаторы для индукционного нагрева по-прежнему демонстрируют значительное рассеивание мощности из-за огромных ВЧ-токов, которые они должны нести. Поэтому важным фактором в их конструкции является обеспечение эффективного отвода тепла изнутри конденсатора для продления срока службы диэлектрика.
Следующие производители производят компоненты специального назначения:
High Energy Corp. (дистрибьютором в Великобритании является AMS Technologies)
Компоненты Vishay.
Силовые конденсаторы Celem. базируется в Израиле.
Ассортимент конденсаторов высокой мощности для индукционного нагрева от High Energy Corp.
Мощный слюдяной конденсатор с кондуктивным охлаждением от Celem Power Capacitors. Celem
(фотографии предоставлены Стивом Коннером)
Обратите внимание на большую площадь поверхности соединительных пластин на компонентах Celem с кондуктивным охлаждением и номинальную реактивную мощность (кВАр), напечатанную на табличке с номинальными данными. Более мощные агрегаты, изображенные выше, в алюминиевых корпусах имеют соединения для шлангов водяного охлаждения для отвода выделяющегося внутри тепла.
Частотная характеристика сети LCLR
Сеть LCLR представляет собой резонансную систему 3-го порядка, состоящую из двух катушек индуктивности, одного конденсатора и одного резистора. На приведенном ниже графике Боде показано, как некоторые напряжения и токи в сети изменяются при изменении частоты привода. ЗЕЛЕНЫЕ кривые представляют ток, проходящий через согласующую катушку индуктивности, и, следовательно, ток нагрузки, видимый инвертором. КРАСНЫЕ кривые представляют собой напряжение на накопительном конденсаторе, которое совпадает с напряжением на рабочей катушке индукционного нагрева. Верхний график показывает переменные величины этих двух величин, а нижний график показывает относительную фазу сигналов относительно выходного переменного напряжения инвертора.
Из амплитудной части графика Боде видно, что максимальное напряжение развивается на рабочей катушке (верхний красный график) только на одной частоте. На этой частоте ток через рабочую катушку также максимален и на этой частоте развивается наибольший эффект нагрева. Видно, что эта частота соответствует максимальному току нагрузки, потребляемому инвертором (верхняя зеленая кривая). Стоит отметить, что величина тока нагрузки инвертора имеет нулевое значение на частоте лишь немного ниже той, которая дает максимальный нагрев. . Этот график показывает важность точной настройки в приложении индукционного нагрева. Для системы с высокой добротностью эти две частоты очень близки друг к другу. Разница между максимальной мощностью и минимальной мощностью может составлять всего несколько килогерц.
На нижнем графике видно, что для частот ниже точки максимальной мощности напряжение рабочей катушки (зеленый) совпадает по фазе с выходным напряжением инвертора. При увеличении рабочей частоты фазовый угол напряжения рабочей катушки резко изменяется на 180 градусов (инверсия фазы) прямо в точке, где обрабатывается максимальная мощность. В этом случае фазовый угол напряжения рабочей катушки остается сдвинутым на 180 градусов относительно выходного напряжения инвертора для всех частот выше точки максимальной мощности.
На нижнем графике также видно, что ток нагрузки от инвертора демонстрирует не одно, а два резких изменения фазы по мере постепенного увеличения рабочей частоты. Ток нагрузки инвертора изначально отстает от выходного напряжения инвертора на 90 градусов на низких частотах. Ток нагрузки резко изменяется на 180 градусов до опережения фазы на 90 градусов, когда рабочая частота проходит через «нулевую частоту» сети. Ток инвертора остается опережающим на 90 градусов до тех пор, пока не будет достигнута точка максимальной мощности, где он снова резко поворачивается на 180 градусов и возвращается к 90 градусов запаздывания фазы еще раз.
Если учесть, что только ток из инвертора, который находится в фазе с выходным напряжением, способствует передаче реальной мощности, мы можем видеть, что эти резкие переходы от -90 градусов до +90 градусов явно нуждаются в более детальном рассмотрении.
На приведенном выше графике Боде более подробно показана интересующая область вокруг нулевой частоты и точки максимальной мощности. На нем также показано семейство кривых, отображающих поведение контура бака индукционного нагрева при наличии множества различных заготовок. Это позволяет нам почувствовать, как сеть ведет себя с большой заготовкой с потерями и вообще без заготовок, а также со всеми загрузками между ними.
Без установленной заготовки потери низкие, а добротность высокая. Это приводит к резким скачкам токов и напряжений на верхнем графике и резко изменяющимся фазовым сдвигам на нижнем графике. Когда вводится заготовка с потерями, общая добротность сети LCLR падает. Это вызывает меньший резонансный рост тока нагрузки инвертора и напряжения на рабочей катушке. Резонансные пики становятся менее высокими и более широкими по мере уменьшения добротности. Точно так же фаза кривой тока инвертора и напряжение рабочей катушки изменяются менее быстро для более низких коэффициентов добротности.Из этих графиков мы можем сделать несколько выводов для любой системы управления, которая должна отслеживать резонансную частоту устройства LCLR и контролировать пропускную способность. Во-первых, в цепи LCLR наблюдается на 90 902 больше резонансного подъема, когда отсутствует заготовка. Поэтому ток, подаваемый инвертором, должен быть уменьшен, чтобы предотвратить резкий скачок тока рабочей катушки и накопительного конденсатора при отсутствии каких-либо значительных потерь в системе. Во-вторых, ток нагрузки инвертора без нагрузки должен отслеживаться очень точно, если инвертор не должен видеть ни опережающий, ни отстающий ток нагрузки из-за того, что он так быстро изменяется через ноль градусов.
И наоборот, мы можем сказать, что при наличии заготовки с большими потерями будет меньше резонансного подъема, присущего схеме LCLR, и инвертору придется подавать больший ток нагрузки, чтобы достичь требуемого уровня тока в рабочей катушке. Однако управляющей электронике теперь не нужно так точно отслеживать резонансную частоту, поскольку уменьшенная добротность дает ток нагрузки, который сдвигает фазу более медленно.
Наконец, при рассмотрении стратегии автоматического управления для отслеживания резонансной частоты индукционного нагревателя LCLR следует учитывать ряд моментов из приведенного выше графика. Для материалов заготовки с очень большими потерями (или больших объемов металла, которые вносят значительные общие потери) мы можем видеть, что фаза тока нагрузки инвертора (нижний зеленый график) иногда не может перейти через ноль градусов к ведущей фазе. Это означает, что ток нагрузки инвертора при больших рабочих нагрузках не может быть синфазным и всегда отстает на некоторую величину. Кроме того, ток нагрузки инвертора не является монотонным при качании частоты. Поэтому прямая обратная связь от трансформатора тока (ТТ) на выходе инвертора нецелесообразна. Хотя может показаться, что он нормально работает без установленной детали или при умеренных тепловых нагрузках, он неправильно отслеживает резонансную частоту и не будет работать удовлетворительно по мере увеличения рабочей нагрузки и падения добротности сети! (Прямая обратная связь от выходного тока инвертора с использованием трансформатора тока для формирования автономного силового генератора приводит к конструкции, которая колеблется при низкой нагрузке, но выходит из автоколебаний при увеличении рабочей нагрузки. )
Напротив, мы видим, что фаза напряжения рабочей катушки (и напряжения накопительного конденсатора) (нижний красный график) монотонна с увеличением частоты. Кроме того, он постоянно проходит через точку фазового запаздывания -90 градусов точно на частоте, которая дает максимальную мощность, независимо от того, насколько сильно загружена рабочая катушка. Эти два достоинства делают форму волны напряжения накопительного конденсатора превосходной регулируемой величиной. В заключение, частота инвертора должна регулироваться таким образом, чтобы обеспечить постоянное отставание в 90 градусов между напряжением накопительного конденсатора и выходным напряжением инвертора для достижения максимальной пропускной способности. Теперь мы можем отметить некоторые области интереса на диаграмме Боде ниже.
Белая вертикальная линия указывает частоту, при которой напряжение накопительного конденсатора (а также напряжение рабочей катушки) отстает от выходного напряжения инвертора на 90 градусов. Это также точка, в которой на рабочей катушке развивается максимальное напряжение и через нее протекает максимальный ток. Белая линия — это то место, где вы хотите получить максимально возможный эффект нагрева в заготовке. Если мы посмотрим на фазу тока нагрузки инвертора (нижний зеленый график), то увидим, что она всегда находится в диапазоне от 0 до -9 градусов.0 градусов, когда он пересекает белую линию, независимо от того, насколько резко или медленно он поворачивается. Это означает, что инвертор всегда видит ток нагрузки, который либо находится в фазе, либо, в худшем случае, немного отстает по коэффициенту мощности. Такая ситуация идеальна для поддержки мягкого переключения ZVS в инверторе и предотвращения проблем с обратным восстановлением обратного диода.
Справа от белой линии мы видим область, заштрихованную синим цветом, с надписью «Область индуктивной нагрузки». Когда рабочая частота увеличивается выше точки максимальной мощности, напряжение на рабочей катушке уменьшается, и в заготовке возникает меньший эффект нагрева. Ток нагрузки инвертора также падает и начинает отставать по фазе относительно выходного напряжения инвертора. Эти свойства делают область, заштрихованную синим цветом, идеальным местом для управления мощностью индукционного нагрева. Путем расстройки частоты привода инвертора по верхней стороне точки максимальной мощности можно уменьшить пропускную способность, и инвертор всегда будет видеть отстающий коэффициент мощности.
И наоборот, слева от белой линии находится полоса частот, помеченная как «Область емкостной нагрузки». Когда рабочая частота снижается ниже точки максимальной мощности, напряжение рабочей катушки также падает и происходит меньший эффект нагрева. Однако это сопровождается возможным отклонением тока нагрузки инвертора до опережающего фазового угла, когда потери в изделии малы, а добротность высока. Это нежелательно для многих полупроводниковых инверторов, так как опережающий ток нагрузки вызывает потерю ZVS и приводит к принудительному обратному восстановлению безынерционных диодов с повышенными коммутационными потерями и выбросами напряжения. Поэтому область емкостной нагрузки не рекомендуется для достижения контроля пропускной способности.
Вертикальная фиолетовая линия отмечает другой конец области емкостной нагрузки, где ток нагрузки инвертора снова переходит в отстающий «индуктивный» ток нагрузки. Эта вторая индуктивная область не представляет особого интереса, поскольку она не обеспечивает значительной пропускной способности и не может быть достигнута без прохождения через потенциально опасную область емкостной нагрузки. Когда сеть LCLR питается от напряжения прямоугольного инвертора, также существует риск значительного протекания тока на гармонике частоты привода. Здесь он отмечен на диаграмме только для полноты картины.
Примечание: Фаза напряжения накопительного конденсатора была предложена в качестве управляющей переменной и подробно обсуждалась на графиках выше. Это связано с тем, что это напряжение может быть легко измерено с помощью высокочастотного трансформатора напряжения и предоставляет всю необходимую управляющую информацию. Хотя он показывает фазовый сдвиг на 90 градусов по отношению к выходному напряжению инвертора (что на первый взгляд может показаться нежелательным), он все же является лучшей регулируемой переменной, чем попытка определить ток накопительного конденсатора. Хотя ток накопительного конденсатора совпадает по фазе с выходным сигналом инвертора, этот ток может составлять многие сотни ампер, что делает ферритовые ТТ с закрытым сердечником нецелесообразным. Кроме того, 9Сдвиг фазы на 0 градусов формы сигнала напряжения накопительного конденсатора означает, что его пересечение нуля преднамеренно смещено во времени от потенциально шумных моментов переключения инвертора. Этот фазовый сдвиг сигнала обратной связи по напряжению на -90 градусов может быть учтен в конструкции управляющей электроники и является небольшой ценой за облегчение восприятия и повышенную помехоустойчивость.
Требования к охлаждению
#Добавить комментарии о водяном охлаждении#
Подогрев картинок
Сигналы
Здесь показана форма выходного тока инвертора, когда рабочая катушка LCLR находится на близкой к ее резонансной частоте. Эта точка соответствует максимальной пропускной способности и, следовательно, максимальному нагревательному эффекту. Обратите внимание, что ток нагрузки инвертора представляет собой почти чистую синусоиду.
Здесь показана форма волны выходного тока инвертора, когда рабочая катушка LCLR возбуждается на частоте, существенно превышающей ее собственную резонансную частоту. Эта рабочая точка дает пониженную пропускную способность и меньший эффект нагрева. На частотах выше собственной резонансной частоты рабочей катушки LCLR преобладает индуктивное сопротивление согласующей цепи, и ток нагрузки инвертора отстает от приложенного напряжения. Обратите внимание на треугольный ток нагрузки, вызванный индуктивной нагрузкой, интегрирующей прямоугольное выходное напряжение инвертора во времени.
Показывает напряжение на рабочей катушке при нормальной работе, когда возбуждение близко к резонансу. Обратите внимание, что форма сигнала напряжения имеет форму чистой синусоиды. Это также верно для формы волны тока и сводит к минимуму гармоническое излучение и радиочастотные помехи. В этом случае напряжение на рабочей катушке также выше, чем напряжение шины постоянного тока, подаваемое на инвертор. Оба этих свойства объясняются высокой добротностью контура бака индукционного нагрева.
Показывает выходное напряжение инвертора, когда он расстроен на частоту, которая ниже собственной резонансной частоты рабочей катушки. Обратите внимание на очень быстрое время нарастания и спада прямоугольной волны, сопровождающееся чрезмерным выбросом напряжения и звоном. Все это связано с принудительным обратным восстановлением диодов корпуса МОП-транзистора при сохранении этого нежелательного режима работы. (Перерегулирование и звон возникают из-за всплесков обратного тока восстановления, возбуждающих паразитную индуктивность схемы инвертора в паразитные колебания.)
Показывает выходное напряжение инвертора, когда оно настроено немного выше собственной резонансной частоты рабочей катушки. Обратите внимание, что время нарастания и спада прямоугольной волны более контролируемо, и здесь сравнительно мало выбросов или звона. Это происходит из-за переключения при нулевом напряжении (ZVS), которое происходит, когда инвертор работает в этом благоприятном режиме работы.
Показывает выходное напряжение инвертора, точно настроенного на резонансную частоту рабочей катушки. Хотя эта ситуация на самом деле обеспечивает максимальную пропускную способность, она не совсем обеспечивает переключение полевых МОП-транзисторов при нулевом напряжении. Обратите внимание на маленькие зазубрины на нарастающем и спадающем фронтах сигнала напряжения. Это происходит из-за того, что средняя точка моста не была полностью коммутирована с противоположной шиной питания в течение мертвого времени перед включением следующего МОП-транзистора. На практике небольшое количество индуктивного сопротивления, подаваемого на инвертор, помогает обеспечить требуемый коммутирующий ток и достичь ZVS.