Индуктивный нагреватель своими руками схема: Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме?

Индукционный нагреватель на 1000W своими руками

Оглавление:

Индукционный нагреватель представляет собой электронное устройство, используемое для нагрева и плавления металлов. Оно использует быстро меняющееся электромагнитное поле, которое нагревает металл внутри него с помощью вихревых токов. Такие нагреватели используются в промышленности для закалки и плавки металлов, на сталелитейных заводах и небольших металлообрабатывающих предприятиях, в ювелирных мастерских. В промышленности различают два типа индукционных нагревателей: сердечниковые (косвенные) и без сердечника (прямые), и именно этот тип нагревателей будет представлен в статье.

Основные параметры

• Генератор с самовозбуждением LC.
• Частота задается катушкой и набором конденсаторов.
• Автонастройка на резонанс.
• Напряжение питания 9…40 В.
• Потребляемый ток до 40 А.

Основным преимуществом индукционного нагрева является его высокая энергоэффективность, достигающая 90%. При традиционном нагреве сжигаемым топливом происходит большая потеря тепловой энергии, которая выделяется в окружающую среду, и только часть этой энергии идет на нагрев металла. При индукционном методе нагрева почти вся энергия, кроме потерь в генераторе, катушке и схеме преобразования, нагревает металл, так как металл нагревается изнутри вихревыми токами. Если в поле нагревателя нет металла, потребляется только ток, необходимый для питания генератора.

Важно отметить, что в отличие от нагрева топливом, с помощью индукционного нагревателя можно нагревать только электропроводящие предметы – эта конструкция предназначена для нагрева именно металлов.

Также метод индукционного нагрева нашел применение в домашнем хозяйстве – в виде индукционных плит. Такая плита обеспечивает удобство использования, высокий КПД и безопасность, и не требует задействования горючих газов. Мощность, которую необходимо обеспечить для кипячения газом, намного больше за счет теплопотерь, чем мощность подводимая к индукционной электроплите.

Принцип действия и схема

Конструкция индукционного нагревателя состоит из генератора и катушки. Катушка не имеет сердечника, а нагретый металл помещается внутрь, например, в тигель. Принцип работы печи можно сравнить с работой трансформатора с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Быстро меняющийся ток большой силы и частоты в несколько десятков кГц, протекающий через катушку, создает быстро меняющееся электромагнитное поле. Когда проводник (металл) помещается в это поле, он становится «вторичной обмоткой», в которой индуцируются вихревые токи для нагревания.

Представленный нагреватель сконструирован таким образом, что после сборки и включения питания он сразу готов к работе, без необходимости его настройки или запуска.

На рисунке представлена принципиальная схема. Он сделан из нескольких элементов, самые главные из которых два транзистора, два дросселя, набор конденсаторов и катушка.

Принципиальная схема транзисторного индукционного нагревателя

При проектировании нагревателя рассматривались различные конструкции, в том числе решения с частотно-регулируемым генератором. Но нагреватели с отдельным генератором работают не очень хорошо из-за изменения параметров индуктивности и емкости, которые в процессе работы нагреваются, вызывая изменение генерируемой частоты и расстройку резонанса.

Представленное решение отличается стабильной работой и хорошими параметрами, широко используется в самодельных устройствах. После включения питания генератор автоматически настраивается на резонанс и самостоятельно поддерживает соответствующую рабочую частоту, автоматически реагируя на изменение температуры используемых компонентов. По сравнению с типовым решением для упрощения и повышения надежности в нагреватель добавлено несколько элементов.

Стабилитроны D1 и D2 включены в цепи затворов МОП-транзисторов Т1 и Т2, ограничивая напряжение на них, предотвращая повреждение транзисторов, а диоды D3 и D4 служат для облегчения поочередного открывания транзисторов Т1 и Т2. Генерируемая схемой частота составляет около 90 кГц и зависит от суммарной емкости С1…С6 и индуктивности катушки.

Катушка нагревателя изготовлена из медной трубки диаметром около 6 мм. Использование стержня не имеет смысла из-за скин-эффекта. С другой стороны, медная трубка позволяет легко охлаждать её во время продолжительной работы, например, водой или другой охлаждающей жидкостью, которая может проходить через внутреннюю часть трубки.

Монтаж и наладка генератора

Схема нагревателя выполнена на двухсторонней плате с металлизацией отверстий и представлена на рисунке. Все радиоэлементы монтируются в один слой, их сборку лучше начинать с самых мелких элементов, таких как резисторы R1, R2, R5, затем диоды D1, D2, D3 и D4. Транзисторы Т1 и Т2 следует припаять таким образом, чтобы их можно было прикрутить к радиатору. Дроссели L1 и L2 лучше всего припаять в самом конце. Их предварительная пайка может затруднить прикручивание транзисторов к радиатору.

Чертеж платы индукционного нагревателя

Катушка изготовлена из медной трубки диаметром около 6 мм, намотанной на сердечник диаметром около 50 мм. Намотайте 6 или 7 витков, оставив прямые выводы для монтажа в клеммах генератора и возможного соединения труб с охлаждающей жидкостью. Пример катушки нагревателя показан на рисунке.

Примерный вид изготовления катушки

Для изготовления катушки с семью витками, намотанными на сердечник диаметром 50 мм, используют трубку длиной около 150 см. На фото показан способ подключения катушки к плате генератора.

Способ крепления катушки к плате ZVC

Нагреватель питается напряжением в диапазоне 12…48 В. Испытания проводились также и при питании 55 В, но схема уже перегревалась. В связи с большим током, до 30…40 А, для запуска индукционного нагревателя металлов следует использовать трансформатор мощностью около 1 кВт и вторичным напряжением 9…40 В переменного тока, в зависимости от выбранного рабочего напряжения устройства. Переменное вторичное напряжение трансформатора следует выпрямить мостом с током около 50 А и сгладить конденсатором емкостью около 10 мФ. Схема несложного выпрямителя показана на рисунке, а его прототип на фото.

Сборка схемы блока питания генератора

Вот пример работы нагревателя. В зависимости от типа нагреваемого металла можно достичь температуры даже выше 1000°С.

Индукционный нагреватель на 1000W

Схема не нагревает немагнитные металлы, например, алюминий. Для плавки алюминия следует использовать тигель с металлическим сердечником.

Простейший индукционный нагреватель своими руками

=

http://all-he.ru/publ/svoimi_rukami/ehlektronika/prostejshij_indukcionnyj_nagrevatel_svoimi_rukami/2-1-0-494

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

=

Основы индукционного нагрева, Часть 5: Самостоятельные версии

9 февраля 2022 г. By Bill Schweber Оставить комментарий

Индукционный нагрев широко используется в промышленности и даже в бытовых приборах в качестве метода бесконтактного нагрева со многими явными преимуществами.

В заключение этой статьи мы рассмотрим, как продвинутые любители могут построить собственную систему индукционного нагрева. Индукционные нагреватели являются одними из многих драматических проектов, созданных экспериментаторами и любителями. В конце концов, впечатляет нагрев этого металлического образца за несколько секунд.

Как и в случае с катушками Теслы, существуют веб-сайты, подробно описывающие, как построить собственную систему индукционного нагрева. В отличие от катушек Теслы, необходимые электронные детали довольно стандартны, как и медные или другие трубки, необходимые для первичной катушки. Кроме того, в отличие от катушек Тесла, используемые напряжения намного ниже, поэтому опасность поражения электрическим током гораздо меньше, а требования к изоляции и размеры зазоров значительно снижены.

Тем не менее, создание собственной системы — амбициозный проект. Всякий раз, когда у вас есть большие токи, как это свойственно индукционному нагреву, значения компонентов имеют решающее значение, и, казалось бы, тривиальные изменения могут повлиять на характеристики и работу усилителя мощности. Кроме того, высокие токи означают, что омические потери на контактах и ​​соединениях являются проблемой, и они могут фактически перегреться через I ² R Самонагрев с большими токами.

Как и в случае с катушкой Тесла, схема индукционного нагревателя довольно проста

(рис. 1) . Генератор основан на классической конструкции Ройера (разработанной в 1954 году Джорджем Х. Ройером). В этом релаксационном генераторе используется трансформатор с насыщающимся сердечником, и он создает прямоугольные волны с помощью всего нескольких основных компонентов. (Эта топология генератора также используется в некоторых несвязанных схемах инвертора постоянного/переменного тока.) В большинстве реализаций, включая индукционный нагреватель, выходной сигнал грубой прямоугольной формы часто модифицируется, чтобы быть более синусоидальным, с использованием резонансной схемы выходного резервуара. (С1/Л1).

Рис. 1. Базовая схема цепи индукционного нагревателя относительно проста и обычно основана на классическом генераторе Ройера. (Изображение: RM Cybernetics)

Задача усилителя мощности состоит в том, чтобы подавать большое количество тока заданной частоты на первичную катушку с низким импедансом (замените здесь «катушку» словом «антенна»; сходство между низкочастотным вещанием передатчик и индукционный УМ чистые). Напротив, источник питания с катушкой Теслы должен обеспечивать малый ток, но при очень высоком напряжении.

Типичный источник питания для проектов индукционного нагрева начинается со стандартного источника переменного/постоянного тока скромного уровня, рассчитанного на 15 В постоянного тока/20 А, который затем используется для схемы усилителя мощности/генератора. Предположим, что используется коммерческий источник переменного/постоянного тока, работающий от сети. В этом случае остальная часть цепи находится под относительно низким напряжением (как правило, ниже 100 В), поэтому это опасно, но не так опасно, как катушка Тесла, которая находится под напряжением в тысячи вольт и подвержена всевозможным индуцированным напряжением.

поломки материалов.

Большой проблемой является изготовление специальных электромеханических компонентов, таких как первичная катушка, их сборка и соединение. Небольшие изменения и кажущиеся незначительными проблемы могут оказать серьезное влияние, учитывая текущие уровни и повлиять на способность схемы нормально функционировать или вообще работать. Большое значение имеют провода, соединения и крепления, а также прочная конструкция. Вы даже можете купить наборы со всеми или большинством электронных деталей и печатной платой, но многие детали вам все равно придется изготовить самостоятельно.

Во многих промышленных и некоторых любительских конструкциях самонагрев первичной обмотки из-за неизбежных потерь I ² R (большие токи через постоянное сопротивление катушки в сочетании с теплом, излучаемым от заготовки обратно к первичной обмотке, могут перегреть сам материал первичного змеевика.Водяное охлаждение часто используется с водой, прокачиваемой через первичный змеевик, чтобы предотвратить это явление.

Это, очевидно, усложняет физическую конструкцию и сборку (рис. 2) .

Рис. 2. Даже небольшой индукционный нагреватель может нуждаться в охлаждении первичной обмотки, что усложняет физическое устройство; обратите внимание на насос для аквариума слева с прозрачной пластиковой трубкой, идущей к спиральной трубе, которая также электрически связана с усилителем. (Изображение: RM Cybernetics)

Заключение

Индукционные нагреватели играют важную роль в промышленности и исследованиях как бесконтактный, эффективный, электрический и очень контролируемый метод нагрева и даже плавления различных металлов. Он широко используется и анализируется учеными и металлургами, которые исследовали как основную теорию, так и критические детали производительности, а также усилия инженеров-электриков и инженеров-механиков, которые построили необходимые схемы и системы. Он также подходит для проектов «сделай сам» серьезными экспериментаторами, хотя к нему следует подходить с осторожностью из-за связанных с ним токов, напряжений и температур.

Родственный EE World Content

• Использование закона индукции Фарадея
• IGBT с обратной проводимостью предназначен для приложений индукционного нагрева
• Какие передовые методы обнаружения используются для поиска потерянных сокровищ? Часть 2: Электромагнитная индукция
• БТИЗ снижают затраты на индукционные плиты
• Основы индукции
• Проблемы переменного тока с катушками индуктивности

Дополнительные ссылки

Профессиональные и промышленные ссылки

• Википедия, «Индукционный нагрев»
• AZO Materials, «Что такое индукционный нагрев и как работают индукционные катушки?»
• GH Induction Atmospheres, «Что такое индукционный нагрев?»
• Inductoheat, «Что такое индукционный нагрев?»
• ООО «РДО Индукция», «Основы индукционного нагрева»
• UltraFlex Power Technologies, «Как работает индукционный нагрев»
• Википедия, «Осциллятор Ройера»

Ссылки на потребительское использование

• Википедия, «Индукционная кулинария» (имеет номера эффективности)
• Consumer Reports, «Плюсы и минусы индукционных варочных панелей и плит»
• Марта Стюарт, «Плюсы и минусы индукционной кулинарии»
• Don’s Appliances, «Индукционная кулинария: что это такое и как это работает?»
• CDA, «Как работает индукционная плита?»

Самодельные ссылки

• Самодельные схемы, «2 простые схемы индукционных нагревателей — плиты»
• Самодельные схемы, «Как спроектировать схему индукционного нагревателя»
• Инновационные открытия, «Как построить индукционный нагреватель и как он работает?»
• RM Cybernetics, «Как работает индукционный нагрев?»
• Autodesk/Instructables, «Мощный индукционный нагреватель своими руками»

Рубрики: FAQ, Рекомендуемые Теги: FAQ

Электрическая схема индукционного нагревателя своими руками.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками. Более сложный дизайн

Электрическая схема индукционного нагревателя своими руками. Как сделать индукционный нагреватель своими руками. Более сложная конструкция

Электронагреватели исключительно просты в использовании. Они намного безопаснее любого газового оборудования, не выделяют копоти и копоти, в отличие от агрегатов, работающих на жидком или твердом топливе, наконец, для них не нужно заготавливать дрова и т. д. Главный недостаток электрических обогревателей – высокая стоимость электричества. В поисках экономии некоторые умельцы решили сделать индукционный нагреватель своими руками. Они получили отличное оборудование, которое требует гораздо меньших затрат на эксплуатацию.

Принцип работы индукционного нагревателя

В работе индукционного нагревателя используется энергия электромагнитного поля, которую нагреваемый объект поглощает и преобразует в тепло. Для создания магнитного поля используется индуктор, то есть многовитковая цилиндрическая катушка. Проходя через этот индуктор, переменный электрический ток создает вокруг катушки переменное магнитное поле.

Самодельный инверторный обогреватель позволяет быстро и до очень высоких температур нагреваться. С помощью таких устройств можно не только нагревать воду, но даже плавить различные металлы.

Если нагретый предмет поместить внутрь или рядом с индуктором, он будет пронизан потоком вектора магнитной индукции, который постоянно меняется во времени. При этом возникает электрическое поле, линии которого располагаются перпендикулярно направлению магнитного потока и движутся по замкнутому кругу. Благодаря этим вихревым потокам электрическая энергия преобразуется в тепловую и происходит нагрев объекта.

Таким образом, электрическая энергия индуктора передается объекту без использования контактов, как это происходит в печах сопротивления. В результате тепловая энергия расходуется более эффективно, а скорость нагрева заметно увеличивается. Этот принцип широко используется в области обработки металла: его плавки, ковки, пайки и т. д. С не меньшим успехом можно использовать вихревой индукционный нагреватель для нагрева воды.

Теплогенератор индукционный в системе отопления

Для организации отопления частного дома с помощью индукционного нагревателя проще всего использовать трансформатор, который состоит из первичной и вторичной короткозамкнутой обмотки. Вихревые токи в таком устройстве возникают во внутреннем компоненте и направляют возникающее электромагнитное поле во вторичную цепь, выполняющую одновременно функции корпуса и нагревательного элемента для теплоносителя.

Обратите внимание, что теплоносителем при индукционном нагреве может выступать не только вода, но и антифриз, масло и любые другие токопроводящие среды. При этом степень очистки теплоносителя большого значения не имеет.

Инверторный нагреватель компактен, тих и может быть установлен практически в любом подходящем месте, отвечающем требованиям безопасности.

Оснащен двумя насадками. Нижний патрубок, по которому будет поступать холодный теплоноситель, должен быть установлен на входном участке трубопровода, а вверху установлен патрубок, передающий горячий теплоноситель в подающий участок трубопровода. При нагреве теплоносителя в котле возникает гидростатическое давление и поступает в тепловую сеть.

Работа индукционного нагревателя имеет ряд преимуществ, о которых следует упомянуть:

• теплоноситель в системе постоянно циркулирует, что предотвращает возможность перегрева;
• индукционная система вибрирует, в результате чего на стенках оборудования не откладывается накипь и другие отложения;
• отсутствие традиционных ТЭНов позволяет эксплуатировать котел с высокой интенсивностью, не опасаясь частых поломок;
• отсутствие разъемных соединений исключает протечки;
• работа индукционного котла не сопровождается шумом, поэтому его можно установить практически в любом подходящем помещении;
• при индукционном нагреве не выделяются опасные продукты разложения топлива.

Безопасность, тихая работа, возможность использования подходящей охлаждающей жидкости и долговечность оборудования привлекают многих домовладельцев. Некоторые из них задумываются о возможности изготовления самодельного индукционного нагревателя.

Как сделать индукционный нагреватель самостоятельно?

Изготовление такого обогревателя своими руками не очень сложная задача, с которой справится даже начинающий мастер. Для начала запаситесь:

• кусок пластиковой трубы с толстыми стенками, которая станет корпусом обогревателя;
проволока стальная
• диаметром не более 7 мм;
переходники
• для подключения корпуса отопителя к системе отопления дома;
• металлическая сетка, которая будет удерживать куски стальной проволоки внутри корпуса;
медный провод
• для создания индукционной катушки;
• высокочастотный инвертор.

Сначала нужно подготовить стальную проволоку. Для этого его просто нарезают кусочками длиной около 5 см. Нижняя часть отрезка пластиковой трубы покрыта металлической сеткой, внутрь насыпаны куски проволоки, а корпус сверху также покрыт металлической сеткой. Тело должно быть полностью заполнено кусками проволоки. При этом приемлема может быть проволока не только из «нержавейки», но и из других металлов.

Затем нужно сделать индукционную катушку. В качестве основы используется подготовленный пластиковый корпус, на который аккуратно намотаны 90 витков медного провода.

После того, как змеевик готов, корпус подключается к системе отопления дома с помощью переходников. После этого катушку подключают к сети через высокочастотный инвертор. Из сварочного инвертора считается вполне целесообразным сделать индукционный нагреватель, так как это самый простой и бюджетный вариант.

Чаще всего при изготовлении самодельных вихревых индукционных нагревателей используются недорогие модели сварочных инверторов, так как они удобны и полностью соответствуют требованиям

Следует отметить, что не следует проводить испытания прибора при отсутствии охлаждающей жидкости к нему подводится, иначе пластиковый корпус может очень быстро расплавиться.

Интересный вариант индукционного нагревателя из варочной панели представлен на видео:

Для повышения сохранности конструкции советуют утеплить оголенные участки медного змеевика.

Установите систему индукционного нагрева на расстоянии не менее 30 см от стен и мебели и не менее 80 см от потолка или пола.

Чтобы сделать эксплуатацию прибора более безопасной, рекомендуется оснастить его манометром, а также системой автоматического управления и устройствами для удаления воздуха, попавшего в систему.

Простой индукционный нагреватель состоит из мощного высокочастотного генератора и катушки-цепи с низким сопротивлением, которая является нагрузкой генератора.

Генератор с самовозбуждением генерирует импульсы на основе резонансной частоты контура. В результате в катушке возникает мощное переменное электромагнитное поле частотой около 35 кГц.
Если в центр этой катушки поместить сердечник из проводящего материала, то внутри него возникнет электромагнитная индукция. В результате частых изменений эта индукция вызовет вихревые токи в сердечнике, что в свою очередь приведет к выделению тепла. Это классический принцип преобразования электромагнитной энергии в тепловую.
Индукционные нагреватели уже очень давно используются во многих сферах производства. С их помощью можно делать закалку, бесконтактную сварку, а главное — точечный нагрев, а также плавку материалов.
Покажу вам принципиальную схему простого низковольтного индукционного нагревателя, ставшего уже классикой.

Еще больше упростим эту схему и не будем ставить стабилитроны «D1, D2».
Вам понадобятся:
1. Резисторы 10 кОм — 2 шт.
2. Резисторы 470 Ом — 2 шт.
3. Диоды Шоттки на 1 А — 2 шт. (Возможны другие, главное на ток 1 А и быстродействующие)
4. Транзисторы полевые IRF3205 — 2 шт. (можно взять любые другие мощные)
5. Дроссель «5+5» — 10 витков с отводом от середины. Чем толще проволока, тем лучше. Намотал на деревянную круглую палочку, сантиметра 3-4 в диаметре.
6. Дроссель — 25 витков на кольце от старого компьютерного блока.
7. Конденсатор 0,47 мкФ. Емкость лучше набирать несколькими конденсаторами и на напряжение не менее 600 вольт. Сначала довел до 400, в результате чего стал греться, потом заменил на составной из двух последовательно, но так не делают, просто не было под рукой.

Изготовление простого индукционного нагревателя на 12 В

Всю схему я собрал методом поверхностного монтажа, отделив дроссель от всей схемы блоком. Конденсатор желательно разместить в непосредственной близости от выводов катушки. Не то что у меня в этом примере вообще. Транзисторы установлены на радиаторы. Питалась вся установка от 12 вольтовой батареи.

Отлично работает. Лезвие канцелярского ножа очень быстро нагревается до покраснения. Всем рекомендую повторить.
После замены конденсатора перестали греться. Транзисторы и сам дроссель нагреваются, если он постоянно работает. На короткое время — почти не критично.

Когда человек сталкивается с необходимостью нагреть металлический предмет, на ум всегда приходит огонь. Огонь — старомодный, неэффективный и медленный способ нагревания металла. Львиную долю энергии он тратит на тепло, а от огня всегда идет дым. Было бы здорово, если бы всех этих проблем можно было избежать.

Сегодня я покажу как собрать индукционный нагреватель своими руками с ЗВС драйвером. Этот прибор нагревает большинство металлов с помощью драйвера ZVS и электромагнетизма. Такой обогреватель отличается высокой эффективностью, не выделяет дыма, а нагрев таких небольших металлических изделий, как, скажем, скрепка, — дело нескольких секунд. На видео показан обогреватель в действии, но инструкция другая.

Шаг 1: Как это работает

Многие из вас сейчас задаются вопросом — что это за драйвер ZVS? Это высокоэффективный трансформатор, способный создавать мощное электромагнитное поле, нагревающее металл, основу нашего нагревателя. 2*R.

Металл, из которого изготовлен предмет, который вы хотите нагреть, очень важен. Сплавы на основе железа имеют более высокую магнитную проницаемость и могут использовать больше энергии магнитного поля. Из-за этого они быстрее нагреваются. Алюминий имеет низкую магнитную проницаемость и соответственно дольше нагревается. А предметы с высоким сопротивлением и низкой магнитной проницаемостью, например палец, вообще не будут нагреваться. Сопротивление материала очень важно. Чем выше сопротивление, тем слабее ток будет проходить через материал, и тем меньше будет выделяться тепла. Чем меньше сопротивление, тем сильнее будет ток и по закону Ома меньше потеря напряжения. Это немного сложно, но из-за соотношения между сопротивлением и выходной мощностью максимальная выходная мощность достигается при сопротивлении 0,9.0005

Трансформатор ЗВС самая сложная часть устройства, объясню как он работает. При включении ток проходит через два индукционных дросселя на оба конца спирали. Дроссели нужны для того, чтобы устройство не выдавало слишком большой ток. Далее ток через резисторы 2 470 Ом поступает на затворы МДП-транзисторов.

Поскольку идеальных компонентов не существует, один транзистор включится раньше другого. Когда это происходит, он принимает на себя весь поступающий ток от второго транзистора. Он также закоротит второй на землю. Из-за этого не только через катушку будет течь ток на землю, но и через быстрый диод будет разряжаться затвор второго транзистора, тем самым блокируя его. За счет того, что параллельно катушке подключен конденсатор, создается колебательный контур. Из-за возникшего резонанса ток изменит свое направление, напряжение упадет до 0В. В этот момент затвор первого транзистора разряжается через диод на затвор второго транзистора, блокируя его. Этот цикл повторяется тысячи раз в секунду.

Резистор 10K предназначен для уменьшения избыточного заряда затвора транзистора, действуя как конденсатор, а стабилитрон должен поддерживать напряжение затвора транзисторов на уровне 12 В или ниже, чтобы они не взорвались. Этот трансформаторный высокочастотный преобразователь напряжения позволяет нагревать металлические предметы.
Пришло время собрать обогреватель.

Шаг 2: Материалы

Для сборки нагревателя требуется немного материалов, и большинство из них, к счастью, можно найти бесплатно. Если вы видите электронно-лучевую трубку, лежащую просто так, идите и поднимите ее. Он содержит большинство деталей, необходимых для обогревателя. Если вам нужны детали получше, купите их в магазине электротоваров.

Вам потребуется:

Шаг 3: Инструменты

Для этого проекта вам понадобятся:

Шаг 4: Охлаждение полевых транзисторов

В этом устройстве транзисторы отключаются при напряжении 0 В, и они не сильно греются. Но если вы хотите, чтобы нагреватель работал дольше одной минуты, вам нужно отводить тепло от транзисторов. Я сделал оба транзистора одним общим радиатором. Следите за тем, чтобы металлические затворы не касались поглотителя, иначе МОП-транзисторы закоротит и взорвется. Я использовал компьютерный радиатор, на котором уже был слой силиконового герметика. Для проверки изоляции коснитесь мультиметром средней ножки каждого МДП-транзистора (затвора), если мультиметр подаст звуковой сигнал, то транзисторы не изолированы.

Шаг 5: Блок конденсаторов

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

Шаг 6: Рабочая спираль

Это часть устройства, в которой создается магнитное поле. Спираль сделана из медной проволоки — очень важно, чтобы использовалась медь. Сначала я использовал стальной змеевик для нагрева, и устройство работало не очень хорошо. Без нагрузки потреблял 14 А! Для сравнения, после замены катушки на медь прибор потреблял всего 3 А. Я думаю, что в стальной катушке были вихревые токи из-за содержания железа, и она тоже подвергалась индукционному нагреву. Я не уверен, что именно в этом причина, но это объяснение кажется мне наиболее логичным.

Для спирали возьмите большой отрезок медной проволоки и сделайте 9 витков на куске трубы из ПВХ.

Шаг 7: Сборка цепи

Я сделал много попыток и допустил много ошибок, пытаясь собрать цепь правильно. Больше всего сложностей было с блоком питания и со спиралью. Взял импульсный блок питания 55А 12В. Я думаю, что этот блок питания дал слишком большой начальный ток драйверу ZVS, что привело к взрыву МДП-транзисторов. Возможно, дополнительные катушки индуктивности исправили бы это, но я решил просто заменить блок питания на свинцово-кислотные аккумуляторы.
Потом помучился с катушкой. Как я уже сказал, стальная катушка не подходила. Из-за большого тока потребления стальной катушки взорвалось еще несколько транзисторов. Всего у меня взорвалось 6 транзисторов. Что ж, они учатся на ошибках.

Обогреватель переделывал много раз, но здесь расскажу, как я собрал самый удачный его вариант.

Шаг 8: Сборка устройства

Для сборки драйвера ZVS необходимо следовать прилагаемой схеме. Сначала я взял стабилитрон и подключил его к резистору 10К. Эту пару деталей можно сразу припаять между стоком и истоком МДП-транзистора. Убедитесь, что стабилитрон обращен к стоку. Затем припаяйте МДП-транзисторы к макетной плате с контактными отверстиями. На нижней стороне макетной платы припаяйте два быстрых диода между затвором и стоком каждого транзистора.

Убедитесь, что белая линия обращена к затвору (Рисунок 2). Затем подключите плюс от вашего блока питания к стокам обоих транзисторов через резисторы 2220 Ом. Заземлите оба источника. Припаяйте рабочую катушку и батарею конденсаторов параллельно друг другу, затем припаяйте каждый конец к другому затвору. Наконец, подайте ток на затворы транзисторов через дроссель 2,50 мкГн. Они могут иметь тороидальный сердечник с 10 витками провода. Теперь ваша схема готова к использованию.

Шаг 9: Установка на основание

Для того, чтобы все части вашего индукционного нагревателя склеились, им необходима основа. Для этого я взял деревянный брусок 5*10 см. Печатная плата, батарея конденсаторов и рабочая катушка были склеены горячим клеем. Я думаю, что устройство выглядит круто.

Шаг 10: Функциональная проверка

Чтобы включить обогреватель, просто подключите его к источнику питания. Затем поместите предмет, который нужно нагреть, в середину рабочей катушки. Он должен начать нагреваться. Мой обогреватель заставил скрепку загореться красным за 10 секунд. Более крупные предметы, такие как гвозди, нагревались примерно за 30 секунд. В процессе нагрева потребляемый ток увеличился примерно на 2 А. Этот обогреватель можно использовать не только для развлечения.

После использования устройство не выделяет копоти и дыма, воздействует даже на изолированные металлические предметы, например геттеры в вакуумных трубках. Также прибор безопасен для человека – с пальцем ничего не случится, если его поместить в центр рабочей спирали. Однако можно обжечься о предмет, который был нагрет.

Спасибо за внимание!

Схема индукционного нагревателя мощностью 500 Вт, который можно сделать своими руками! Подобных схем в интернете много, но интерес к ним пропадает, так как в основном они либо не работают, либо работают но не так, как хотелось бы. Данная схема индукционного нагревателя полностью рабочая, проверенная, а главное не сложная, думаю вы оцените!

Компоненты и катушка:

Рабочая катушка содержит 5 витков, для намотки использовалась медная трубка диаметром около 1 см, но можно меньше. Такой диаметр выбран не случайно, по трубке подается вода для охлаждения катушки и транзисторов.

Транзисторы поставил IRFP150, так как IRFP250 под рукой не было. Конденсаторы пленочные 0,27 мкФ 160 вольт, но можно поставить 0,33 мкФ и выше, если не найдете первые. Обратите внимание, что схема может питаться напряжением до 60 вольт, но в этом случае конденсаторы рекомендуется ставить на 250 вольт. Если схема питается напряжением до 30 вольт, то достаточно и 150!

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

Несколько фото:

Вместо радиаторов использованы медные пластины, которые припаяны непосредственно к трубке, так как в данной конструкции используется водяное охлаждение. На мой взгляд, это самое эффективное охлаждение, потому что транзисторы хорошо греются и никакие вентиляторы и суперрадиаторы их не спасут от перегрева!

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

Конденсаторы расположены на двустороннем текстолите, плата так же припаяна к трубке катушки по прямой, для лучшего охлаждения.

Дроссели намотаны на ферритовых кольцах, я их лично вынул из компьютерного блока питания, провод использовал в медной изоляции.

Индукционный нагреватель оказался достаточно мощным, очень легко плавит латунь и алюминий, железные детали тоже плавит, но немного медленнее. Так как я использовал транзисторы IRFP150, по параметрам схема может питаться напряжением до 30 вольт, поэтому мощность ограничивается только этим фактором. Так что все таки советую использовать IRFP250.

Вот и все! Ниже я оставлю видео работы индукционного нагревателя и список запчастей, которые можно купить на AliExpress по очень низкой цене!

Купить запчасти на Aliexpress:

Купить Транзисторы IRFP250 Купить Диоды UF4007 Купить Конденсаторы 0. 33мкФ-275В

Индукционные нагревательные котлы – это устройства с очень высоким КПД. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оснащенными нагревательными элементами.

Модели промышленного производства стоят недешево. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий простым набором инструментов. В помощь ему предлагаем подробное описание принципа работы и сборки эффективного обогревателя.

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

• индуктор;
• генератор;
• нагревательный элемент.

Катушка индуктивности представляет собой катушку, обычно изготовленную из медной проволоки, которая создает магнитное поле. Генератор переменного тока используется для получения высокочастотного потока из стандартного бытового потока электроэнергии с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента используется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под действием магнитного поля.