Мощный индукционный нагреватель своими руками схема: Индукционный нагреватель большой мощности схема. Как сделать высокочастотный индукционный нагреватель своими руками – схема простого индуктивного горна для нагрева металла электричеством. Простейший индукционный нагреватель своими руками

Напряжение включения затвора IGBT составляет 24-30В для полного включения этих модулей. Отсюда и соотношение оборотов 1:2 на GDT, как упоминалось выше. Нагрев является меньшей проблемой для IGBT, которые обычно нагреваются в соответствии с IR, в отличие от правила IR2, которое обычно наблюдается для резисторов и MOSFET. Как и полевые МОП-транзисторы, IGBT отлично подходят для работы с высокими частотами переключения, которые обычно наблюдаются в индукционных нагревателях порядка 30–200 кГц. Их другая конструкция позволяет им лучше справляться с более высокими токами по сравнению с полевыми МОП-транзисторами. Даже при небольшой площади основания To247 для IGBT Fairchild FGA60N65 они могут легко выдерживать непрерывный ток 60 А при напряжении 650 В. С более крупными «кирпичными» IGBT, которые могут работать с большими токами, электроника драйвера затвора становится более серьезной проблемой, поскольку для запуска затворов в этих «кирпичных» модулях требуются более высокие мощности. По этой причине я решил придерживаться блоков размера To247, так как они могут работать на тех же чипах драйвера затвора UCC37321/37322, которые хорошо работают с блоками, управляемыми MOSFET. Для этого более мощного блока схема резервуара состоит из катушки диаметром 2,4–2,5 дюйма, состоящей из 6 витков медной катушки 3/8 дюйма и конденсаторной батареи емкостью 6 мкФ. Батарея емкостных конденсаторов состоит из 28 параллельно соединенных 0,22 мкФ, 2000 В 9Металлопленочные полипропиленовые конденсаторы 40C20P22K-F, полученные компанией Eastern Voltage Research. Конденсаторы были электрически соединены вместе для установки с низкой индуктивностью с использованием медного листа размером 8 x 12 x 0,0216 дюйма. Медная трубка длиной 18 дюймов и диаметром 1/2 дюйма была припаяна к каждому из двух медных листов путем нагревания горелкой, а затем с использованием большого количества флюса и припоя, чтобы получить хорошее электрическое соединение. В листах с припаянными медными трубками были предварительно просверлены отверстия для установки 28 конденсаторов и 28 латунных винтов для крепления выводов (см. ниже):

Завершенный блок полного моста

Латунные винты электрически соединяют крышки резервуаров (учтите, что железные винты нагреваются и не подходят).

Прежде чем углубляться в детали конструкции, краткое введение в индукционный нагрев, которое я описал ранее в другом видео на этом канале, но воспроизведено здесь для удобства (https://teslascience.wordpress.com/how-to-construct- простой-мощный-индукционный-нагреватель):

Индукционный нагрев — это удивительная возможность беспроводного нагревания металлических или графитовых предметов без использования открытого пламени и с минимальными потерями тепла в окружающую среду. Это не новое явление и существует уже более 100 лет. Он широко используется в металлургической и автомобильной промышленности, поскольку его легко контролировать и масштабировать.

Создав индукционный полумостовой нагреватель с фазовой автоподстройкой частоты (PLL) и настраиваемый индукционный полумостовой нагреватель, я хотел придумать что-то, что могло бы работать с большей мощностью, чем полумостовые полевые МОП-транзисторы порядка 3-5 кВт. Поскольку я также новичок в электронике, я чувствовал, что этот проект будет интересным и даст хорошее представление об основах работы индукционных нагревателей. В дополнение к PLL и настраиваемым индукционным нагревателям, упомянутым выше, я также построил много индукционных нагревателей типа Mazilli или Royer и купил коммерчески доступные (на Ebay и Alibaba) индукционные драйверы Mazilli китайского производства. Я обнаружил, что, хотя они хороши и просты в использовании, они склонны к сбоям, поскольку они ограничены диапазоном работы при низком напряжении и относительно низкой мощностью для того, что я хотел. Их также трудно контролировать с точки зрения количества нагрева. Хотелось сделать что-то более надежное и управляемое, а не вылиться в кучу перегоревших транзисторов! По сути, я хотел настраиваемую вручную установку, которая работала бы напрямую от выпрямленной сети вместо дорогих импульсных источников питания и позволяла бы избежать использования переменного тока. Базовая конструкция этих устройств использует сеть с более высоким напряжением при более низком токе (с которым хорошо справляются транзисторы IGBT) и преобразует это в более низкое напряжение при гораздо более высоких токах порядка 100 или 1000 ампер и высокочастотном переменном токе, обычно 30-200. кГц. Этот высокочастотный высокочастотный ток проходит через катушку из нескольких витков меди (называемую «рабочей катушкой»). Если в рабочую катушку помещается кусок железа, в этом куске железа (также называемом «заготовкой») индуцируются вихревые токи таким образом, что заготовка действует как закороченная первичная катушка с 1 витком. Из-за передаточного эффекта трансформатора в заготовке протекают огромные токи порядка многих сотен или тысяч ампер, что приводит к нагреву заготовки из-за комбинации внутреннего сопротивления (нагрев IR2) и гитерезиса (из-за воздействия на случайный массив магнитных диполей в железной заготовке, меняющий направление много раз в секунду на высокой частоте). Из-за высокой частоты ток протекает преимущественно в самых поверхностных слоях заготовки и рабочей катушки, что также известно как «скин-эффект». Это дополнительно увеличивает эффективное сопротивление заготовки, что приводит к еще большему нагреву I2R. Поскольку в рабочем змеевике также имеет место скин-эффект, в рабочем змеевике происходят потери энергии в виде тепла в поверхностных слоях змеевика. Толстая медная трубка с наружной и внутренней поверхностью или литцендратный провод (многожильный изолированный провод, каждая жила которого имеет электроизоляционное покрытие) увеличивает эффективную площадь поверхности рабочей катушки, снижая потери энергии в виде потерь тепла. Литцендрат используется в индукционных варочных панелях по той же причине. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект с большим нагревом поверхности, что лучше подходит для нагрева небольших деталей. Низкие частоты имеют меньший скин-эффект и лучше подходят для нагрева больших деталей. Этот нагрев может перевести железо, например, из комнатной температуры в красное тепло, затем в оранжевое и ярко-желтое тепло выше точки Кюри (точки, в которой заготовка из железа или стали теряет нагрев из-за гистерезиса из-за потери своего ферромагнетизма). Чтобы иметь возможность добиться дальнейшего нагрева и расплавить железную заготовку (включая неферромагнитные металлы, такие как медь, серебро, золото и алюминий), необходимо достичь гораздо больших токов, чтобы преодолеть отсутствие гистерезиса. Целью этого второго проекта настраиваемого индукционного нагревателя является создание более крупного, но простого настраиваемого индукционного нагревателя, который мог бы плавить большее количество этих металлов, чем устройство на 4 мкФ, описанное во введении.

Для упомянутых выше индукционных нагревателей с PLL (включая тот, который я построил, хорошее подробное руководство по его изготовлению было написано Джонатаном Крайденом на http://inductionheatertutorial.com/), они предлагают удобство самостоятельной сборки. настроиться на точку. PLL работает от генератора, управляемого напряжением. Поскольку частота резонанса индукционного нагревателя изменяется по мере того, как в него помещается заготовка, в результате возникает потеря резонанса и соответствующая потеря нагрева, поскольку максимальный нагрев происходит только тогда, когда контур бака индукционного нагревателя находится в резонансе. При использовании PLL напряжение на баке подается на управляемый напряжением генератор микросхемы CD4046 PLL для поддержания максимального напряжения на баке. Однако обычно, когда металл, такой как железо, достигает точки Кюри, изменение резонансной частоты выходит за пределы диапазона PLL, и схема выходит из резонанса, и нагрев прекращается. Джонатон Крайден с сайта mindchallenger. com решил эту проблему, используя микропроцессор для поддержания резонанса схемы, а также для периодической расстройки схемы для снижения общего тока, протекающего через силовые транзисторы, и предохраняя их от разрушения в случае превышения допустимого значения тока. максимальная толерантность. Многие люди помогли продвинуть области твердотельного индукционного нагрева, в том числе такие люди, как «Неон Джон», Бэйли Ванг из Массачусетского технологического института, Джонатан Крайден, Ричи Бернетт (Великобритания) и многие другие. Если вы планируете построить индукционный нагреватель, такой как показанный здесь, сначала предостережение: в этом проекте использовались незащищенные сети, высокое напряжение и большие токи с серьезным риском травм или смерти, если не выполнять его в опытных руках. Я не несу ответственности за травмы или более серьезные последствия любой работы, описанной здесь. Описанная здесь работа предназначена только для академического и научного интереса.

Этот проект можно разделить на 3 основные части: 1) Генератор с регулируемой частотой, 2) Полномостовой инвертор с IGBT и 3) Резервуарная схема 6 мкФ.

Вот список компонентов для этого проекта по разделам:

ГЕНЕРАТОР С ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТОЙ:

1. 8-контактный разъем IC x 3
2. 14-контактный разъем IC x 1
3. Резистор 1 кОм 0,5 Вт x 2
4. Керамический конденсатор 10 нФ, 50 В x 1
5. 1 нФ, керамический колпачок 50 В x 1
6. 20k 10 оборотов банка x 1
7. Керамический конденсатор 100 нФ, 50 В, 4 шт.
8. 47 мкФ, 35 В электролитический конденсатор x 4
9. 1 мкФ керамика, цоколь 50 В x 4
10. 1000 мкФ, электролитический колпачок 35 В x 1
11. LM7812 x 1
12. LM7805 х 1
13. маленький радиатор для LM7812 x 1
14. Алюминиевый ящик для проектов (дополнительно) x 1
15. Понижающий трансформатор с 120 В переменного тока на 19–26,5 В (радиостанция) x 1
16. Мостовой выпрямитель 50 В 2 А x 1
17. 1 или 2 – зеленые ферритовые сердечники диаметром 1,5 дюйма для GDT)
18. перфокартон x 1
19. тонкий припой (зафлюсованный канифолью) x 1
20. паяльник 20-30 Вт x 1
21. UC37321 x 2
22. UC37322 x 2
23. NE555 x 1
24. 1N5819 (шоттки) x 4
25. соединительный провод x 1 рулон
26. 74HC14 шестигранный инвертор x 1

IGBT ПОЛНЫЙ МОСТ ИНВЕРТОР И ШИННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ:

1. FGA60N65 IGBT x 4
2. 6,8 Ом, резистор 2 Вт, 4 шт.
3. 1N5819 (шоттки) x 4
4. 1N5360B (стабилитрон 25 В) x 8
5. 1.5KE440CA двунаправленный (или однонаправленный) диод TVS x 5
6. Полипропиленовый демпферный колпачок 4,7 мкФ, 400 В пост. тока, 1 шт. (было бы лучше использовать снаббер 0,15–0,47, 1000 В).
7. Резистор 100 кОм, 2 Вт x 2 (для разрядки конденсаторов шины)
8. Aerovox RBPS20591KR6GNZ Демпферный колпачок 1 кВ, 2 мкФ, используемый в качестве колпачка блокировки постоянного тока (доступен в компании Eastern Voltage Research, Нью-Джерси, США) x 1
9. Электролитические конденсаторы мкФ, 400 В, 2700 мкФ, 2 шт.
10. Шунтирующий амперметр, 50 А x 1
11. 1,4″/2,4″ FT-240-61 Ферритовый тороидальный сердечник, тип 61 Материальный соединительный трансформатор x 3, сложенные вместе для получения одного большого сердечника соединительного трансформатора
12. Изолированный многожильный соединительный провод калибра 16 на 22 витка на трансформаторе связи
13. большой алюминиевый радиатор x 1 (Ebay)
14. Мостовой выпрямитель 35–40 А, 400 В x 1
15. Предохранитель 30–40 А с держателем предохранителя или автоматический выключатель 30–40 А (предпочтительно) x 1
16. клеммные винтовые соединители x 8 (для легкого удаления IGBT)
17. Термистор Ametherm SL32 1R030 x 1

КОНДЕНСАТОР РЕЗЕРВУАРА – 6-ОБОРОТНАЯ РАБОЧАЯ КАТУШКА:

1. Мягкая медная трубка 3/8″ из хозяйственного магазина x 1
2. Медная трубка длиной 18 дюймов и диаметром 1/2 дюйма из хозяйственного магазина x 2 (припаяйте их к медному листу)
3. Соединители для медных трубок от 3/8″ до 3/8″ x 2–4
4. Соединители для медных трубок от 1/2″ до 3/8″ x 2–4
5. Медный лист 12″ x 6″ x 0,0215″ (2 шт. )
6. фонтанный насос x 1
7. Латексная трубка для соединения насоса и медной трубки, 1 рулон
8. Стационарный припой и флюс x 1
9. Резак для медных труб x 1
10. 28 емкостных конденсаторов 2000 В, 0,22 мкФ 940C20P22K-F полипропиленовые металлопленочные конденсаторы (доступны здесь: eastvoltageresearch.com, а также на Ebay и Alibaba)
11. Резистор 47 кОм x 1
12. зеленый светодиод x 1
13. Ультрабыстрый диод UF4007 x 1
14. Пропановая горелка x 1

В этом проекте мы используем микросхему таймера 555 (рис. 1) в нестабильном режиме для генерации прямоугольного сигнала с коэффициентом заполнения 50%. Это достигается с помощью переменного резистора (0-20 кОм) для генерации переменной частоты в диапазоне от 35 кГц до 132 кГц. Этот диапазон отлично подходит для различных индукционных нагревателей различных размеров.

Рисунок 1: Схема драйвера. NB, если микросхемы драйвера затвора слишком сильно нагреваются, попробуйте уменьшить емкость керамических конденсаторов между выходом микросхемы драйвера затвора и GDT с 2 мкФ до 0,1 мкФ. 7HC14N является опечаткой и должно читаться как 74HC14N

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЕ С ВЫСОКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ:
Хотя 555 выдает прямоугольную волну, это не «чистая» прямоугольная волна. Чтобы очистить прямоугольную волну, выход 555 подается на шестнадцатеричный инвертор 74HC14N, который выдает хороший чистый прямоугольный сигнал. Он подается на инвертирующие и неинвертирующие входы микросхем драйверов MOSFET UC37321/22. Эти микросхемы питаются от 12 В для 12-вольтового выхода. Поскольку чипы работают в непрерывном режиме, а не в импульсном режиме, как в твердотельных катушках Теслы, они имеют тенденцию нагреваться и могут выйти из строя. Для уменьшения перегрева и выхода из строя этих микросхем по 2 штуки каждой из микросхем укладываются параллельно, спаивая их ножки между собой. Единственным недостатком микросхемы таймера 555, подключенной, как показано на этой схеме, является то, что рабочий цикл фиксируется на уровне 50%, и поэтому при отсутствии вариатора управление мощностью более ограничено. Еще одним недостатком показанной здесь настройки таймера 555 является отсутствие мертвого времени между включением одной микросхемы драйвера затвора UC и выключением другой. Это приводит к возможности одновременного включения обоих IGBT-транзисторов на одной стороне полного моста, что приводит к ситуации, известной как прострел, создающей короткое замыкание на одной стороне полного моста и приводящее к разрушению IGBT на одной стороне. стороне полного моста. В действительности прострелы действительно происходят и, по-видимому, допустимы для IGBT. Я не заметил, чтобы это было проблемой (пока) с этой настройкой таймера 555.

2 микросхемы UC373XX с припаянными друг к другу ножками и наклеенной алюминиевой полосой для снижения перегрева

На эти параллельно соединенные микросхемы можно приклеить небольшие полоски алюминия для еще большего охлаждения. Выход микросхемы проходит через керамические конденсаторы, которые функционируют как конденсаторы блокировки постоянного тока. Обычно достаточно 1-2 мкФ (рис. 1). Крышки должны быть рассчитаны не менее чем на 50В. Трансформатор драйвера затвора намотан на одиночном ферритовом тороиде, который намотан 1:2:2:2:2 с 10:20:20:20:20 витками витых пар.

Трансформатор привода затвора с обмоткой 1:2:2:2:2 Изготовлен из кабеля CAT5. Он содержит 8 проводов, 4 из них цветные и 4 «белых». Все белые были объединены для праймериз. 4 цветных питают каждую из баз 4 IGBT в полномостовом инверторе. Важно, чтобы провода от GDT были короткими, чтобы уменьшить паразитный шум от радиопомех.

В качестве альтернативы, 2 трансформатора привода затвора могут быть намотаны 1:2:2 каждый трехжильным проводом 10:20:20 витков. Цель состоит в том, чтобы подать 24 В на базы IGBT, чтобы убедиться, что они полностью включены. Более 30 В приведет к отказу IGBT. Для предотвращения всплесков на базах между базами и эмиттерами подключены встречные 25-вольтовые стабилитроны (рис. 2). Эти стабилитроны также помогают дополнительно выравнивать входной сигнал базы транзистора.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ИЗОБРАЖИТЬ В БОЛЬШОМ РАЗРЕШЕНИИ:

Рис. 2: Полномостовой инвертор IGBT с питанием от сети.

Если используются 2 GDT, то их первичные контакты должны быть подключены параллельно к выходу пары микросхем драйвера UC37321/22 (рис. 1). Две оставшиеся обмотки каждого из GDT подключены между базами и эмиттерами IGBT таким образом, что 2 IGBT в полном мосту включены, а другая пара выключена (см. рис. 2). Это достигается путем реверсирования выходных соединений вторичных устройств второго GDT. Прежде чем подключать выходы GDT к базам IGBT, проверьте формы сигналов вторичных обмоток GDT, чтобы убедиться, что они прямоугольные или как можно ближе к прямоугольным. Для достижения хороших прямоугольных сигналов может потребоваться использование другого или большего GDT или увеличение или уменьшение количества обмоток на нем. Существует множество различных типов ферритовых материалов. Зеленые ферритовые тороиды работают лучше всего. Тороиды из желтого или светло-зеленого порошкового железа, используемые в компьютерных блоках питания, дают очень плохой сигнал привода затвора и не подходят для этой цели. Убедитесь, что один набор оппозитных IGBT в полном мосту (рис. 2) включен, сведя сигналы к основаниям, в то время как другая оппозитная пара имеет противофазные формы сигналов, которые отключили бы их. Таким образом, одна пара включена, а другая противоположная пара (рис. 2) выключена, а затем наоборот.

Противоположный прямоугольный входной сигнал, измеренный на воротах:

Отрицательная шина секции драйвера на рис. 1 также должна быть заземлена на заземление сети, так как при перемещении руки или других предметов на выходе могут возникать колебания к секции драйвера во время ручной настройки, если он не был должным образом заземлен, как я испытал. Секция драйвера должна быть изолирована от силовой части цепи предпочтительно алюминиевой коробкой. Коробка также должна быть заземлена. Важно: обратите внимание, что 12-вольтовый регулятор напряжения LM7812 ДОЛЖЕН иметь радиатор, иначе он перегреется и автоматически отключится. Теплоотвод может быть достигнут либо путем добавления навинчиваемого радиатора к регулятору, либо, что более удобно, путем привинчивания LM7812 к стенке проектной коробки. Поскольку металлическая задняя часть регулятора представляет собой отрицательную шину, это позволяет легко заземлить отрицательную шину, а также коробку на землю, просто подключив заземление к внешней стороне коробки.

БТИЗ FGA60N65 легко могут работать при постоянном напряжении 650 В 60 А (для чего определенно требуется радиатор). Все эти БТИЗ имеют собственную базовую емкость, которая в сочетании с вторичной индуктивностью приводного трансформатора приводит к сильным звонковым колебаниям на базах во время коммутации, которые могут повредить базы. Этот звон гасится резисторами затвора на 6,8 Ом. Остаточный заряд на базах быстро снимается диодами Шоттки (1N5819), включенными параллельно резисторам базы (см. рис. 2). Если базы работают при напряжении 24-30 В, они работают в области плато кривой напряжения-тока, где резистивный нагрев IGBT минимален. Это дополнительно уменьшается за счет ZVS или переключения нулевой точки, которое достигается правильной настройкой (см. далее). Диоды TVS 440В защищают коллектор-эмиттер от скачков обратного напряжения. Снабберный конденсатор на 400 В 4,7 мкФ (оглядываясь назад, было бы лучше использовать демпфер на 1000 В 0,22 мкФ, так как номинальное напряжение 400 В — слишком низкое напряжение) и дополнительные TVS, обычно рассчитанные на 400–440 В (переходное пиковое напряжение), защищают рельсы ( Рис. 2) от скачков напряжения. Большие электролитические конденсаторы (2700 мкФ, 400 В) помогают сгладить выпрямленный переменный ток и действуют как резервуар заряда. Однако в этих колпачках нет необходимости, и устройство будет работать непосредственно от несглаженного выпрямленного переменного тока. Выпрямитель и IGBT-транзисторы FGA60N65 должны иметь радиатор с добавлением вентилятора для дополнительного охлаждения радиаторов.

Вентилятор в основании радиатора:

Выход инвертора подается на ферритовый соединительный трансформатор, состоящий из 3 ферритовых тороидальных сердечников диаметром 2,4 дюйма, соединенных вместе лентой, и примерно с 20–22 витками изолированного многожильного провода 16 калибра. наматывается вокруг них. Эти обмотки действуют как первичные обмотки для контура бака (см. рис. 3).

Рис. 3: Цепь 6 мкФ резонирует на частоте 40 кГц. Резервуар представляет собой первичную обмотку с 1 витком, соединенную последовательно с рабочей катушкой (в данном случае 6 витков медной трубки диаметром 2,5 дюйма и диаметром 3/8 дюйма) и последовательно с батареей конденсаторов (рис. 3). Конденсаторная батарея состоит из 28 параллельно соединенных пленочных конденсаторов 0,22 мкФ 2000 В (рассчитанных на использование с индукционными нагревателями и катушками Тесла) общей емкостью 6 мкФ. Использование качественных MKP или других полипропиленовых конденсаторов, способных выдерживать большие токи, высокое напряжение и высокую частоту, необходимо для работы индукционного нагревателя. Если конденсаторы имеют неправильный номинал, они нагреются и взорвутся, а передача энергии на заготовку в 6-витковой рабочей катушке будет незначительной или вообще не будет передаваться.

Блокирующий конденсатор по постоянному току подключен между выходом инвертора и ферритовым трансформатором связи (см. схему инвертора на рис. 2). Демпферные колпачки Aerovox RBPS20591KR6GNZ 1 кВ, 2 мкФ прекрасно работают в этой емкости и очень долговечны:

Если, например, 20 А протекает через IGBT во время нагрева, это означает, что 22 x 20 А течет в баке с 22 включите соединительный трансформатор, т.е. 440А.

Использование токоизмерительных клещей для измерения тока 355 А, протекающего в контуре бака:

С 6-витковой рабочей катушкой величина тока, протекающего через заготовку, составит 440 x 6 = приблизительно 2,6 кА! Общая емкость конденсаторной батареи, состоящей из 28 конденсаторов по 0,22 мкФ = 6 мкФ. С 6-витковой рабочей катушкой диаметром 2,5 дюйма это резонирует примерно на 40 кГц. Это частота, при которой происходит максимальный нагрев заготовки и переключение нулевой точки транзисторов. Частота может быть изменена на лету, чтобы приспособиться к более крупной заготовке и т. д. Обычно для более точной настройки предпочтительнее использовать 10-оборотный подстроечный резистор 20 кОм в схеме драйвера (рис. 1) (у меня был только 1-оборотный подстроечный резистор). Когда желаемый уровень нагрева достигнут, передачу мощности можно уменьшить и отключить, расстроив цепь, а затем отключив питание от сети. Однако для более безопасной работы можно использовать вариатор, но он должен быть рассчитан на мощность не менее 3-4 кВА, что приводит к увеличению объема и шума (обмотки и сердечник вариатора громко вибрируют при больших мощностях). Рабочий змеевик охлаждается за счет того, что вода течет по медным трубкам в виде непрерывного контура с помощью фонтанного насоса или просто из шланга, подсоединенного непосредственно к крану. При выбранных значениях нагрева материала трансформатора связи или первичной обмотки трансформатора связи немного или совсем нет. Конденсаторы подключены (рис. 3) таким образом, что каждый из конденсаторов в группе конденсаторов вносит одинаковый вклад в общий ток, чтобы избежать чрезмерного нагрева любого из конденсаторов. Следовательно, рабочая катушка подключена к противоположным концам батареи конденсаторов, как показано на рисунке 3. Дальнейшее охлаждение конденсаторов может быть достигнуто с помощью принудительного воздушного охлаждения от вентилятора корпуса компьютера, но я обнаружил, что это не нужно даже при больших пробегах! Вероятно, это связано с тем, что номинальные характеристики выбранных конденсаторов подходят для этого типа приложений.

Резонансную частоту контура бака можно определить перед подключением к индукционному нагревателю, подключив его к генератору сигналов через резистор 10 кОм и замерив напряжение на баке при изменении частоты сигнала. Либо синусоида, либо прямоугольная волна могут быть введены в резервуар через резистор 10 кОм. Резонанс наблюдается при внезапном повышении напряжения на баке.

При типичном запуске схема драйвера включается и расстраивается, начиная с частоты, ВЫШЕ резонанса контура резервуара — точка резонанса может быть отмечена на циферблате регулятора настройки. Важно начинать с более высокой частоты выше резонансной и медленно уменьшать частоту, пока не будет достигнут резонанс и не произойдет нагрев заготовки. Причина в том, что если настройка начинается с более низкой частоты на более высокую, между эмиттером и коллектором IGBT будут возникать сильные всплески напряжения звонка ниже резонанса, что может привести к отказу IGBT. Затем обрабатываемая деталь помещается в змеевик. Затем инвертор подключается к сети переменного тока со среднеквадратичным значением 120 В или 220 В, в зависимости от того, где вы живете (обратите внимание, что это устройство было протестировано с напряжением 120 В переменного тока, а не 240 В переменного тока). Частота медленно уменьшается с помощью настроечного потенциометра, пока не будет достигнута резонансная частота контура резервуара. В этот момент загорится зеленый светодиодный индикатор на баке. Настройку продолжают до тех пор, пока на шунтирующем амперметре не появится максимальный ток (рис. 2). Причина, по которой предпочтительнее начинать настройку с деталью, уже находящейся в рабочей катушке, заключается в том, что отсутствие детали в катушке приведет к очень высоким токам, протекающим через коллекторы IGBT при резонансе, что может вызвать нагрузку на IGBT. Когда устройство настроено (максимальный ток при наличии заготовки и горящем индикаторе), будет отмечаться видимый нагрев заготовки. Перенастройка выполняется, если железо нагрето выше точки Кюри (770 градусов по Цельсию), так как потеря ферромагнетизма в заготовке приведет к выходу резервуара из резонанса. Я обнаружил, что это относится к индукционным нагревателям с ФАПЧ, которые вышли из резонанса в точке Кюри и должны были быть настроены вручную. Это было разочаровывающим, так как это как бы лишало цели использования PLL, и поэтому я решил сделать устройства с ручной настройкой.

Обратите внимание на короткие соединения от GDT. Провода GDT представляют собой витые пары и покрыты алюминиевой лентой для защиты от паразитных радиопомех:

Я использовал пропановую горелку и припой для электрических соединений 18-дюймовой прямой медной трубы 1/2″ с медным листовым покрытием. . Медная трубка диаметром 3/8 дюйма была разрезана с помощью резака для медных труб, и после того, как она превратилась в катушку диаметром 2,5 дюйма, была соединена с медью диаметром 1/2 дюйма с помощью фитингов и припоя для герметичности соединений. 6-витковая медная рабочая катушка была изготовлена ​​путем расчета правильной длины медной трубки 3/8″, чтобы получить 6-витковую катушку диаметром 2,5 дюйма, а затем добавлены дополнительные 20–24 дюйма, чтобы получить 10–12-дюймовую прямую медную трубку. на каждом конце катушки. Требуемая длина трубки – это отрезок (с помощью резака для медных труб, а не ножовки) рулона мягкой медной трубки, который можно приобрести в любом хозяйственном магазине. Середина отрезанного куска отмечается маркером, один конец отрезанного куска закрывается колпачком, а затем отрезанный кусок доверху засыпается песком. Песок периодически утрамбовывают, постукивая трубкой по земле, чтобы обеспечить полное заполнение без воздушных зазоров. Затем другой конец закрывается крышкой, как только труба полностью заполняется песком. Используя кусок трубы из ПВХ или дерева с наружным диаметром 2,5 дюйма, крепко удерживая его как минимум двумя тисками, среднюю точку заполненной песком трубы помещают на один конец трубы из ПВХ или деревянного дюбеля, и с каждой стороны наматывают 3 витка. отмеченной средней точке, чтобы получить в общей сложности 6 витков с наконечниками равной длины 10-12 дюймов на 6-витковой катушке. Песок предотвращает перекручивание или коробление трубки во время намотки змеевика. Намотать катушку не так просто, как может показаться, и перед тем, как намотать 6-витковую катушку, может быть полезно потренироваться с небольшой длиной заполненной песком медной трубки. Песок удаляют из готового змеевика, снимая торцевые крышки и постукивая по нему, пока песок не высыпается из него. Последние следы песка в змеевике можно удалить, продув их ртом или сжатым воздухом.

Потоотделители:

Термистор на 30 А рядом с выключателем на 40 А для предотвращения скачков пускового тока при включении агрегата напрямую от сети без вариатора:

Шунтирующий амперметр на 50 А для настройки:

2

0 трансформатор, состоящий из трех 2,4-дюймовых ферритовых тороидов, соединенных вместе лентой. 22-витковый красный многожильный провод 16-го калибра намотан вокруг трансформатора связи:

Схема драйвера была изготовлена ​​с использованием обычной перфокарты и компонентов со сквозными отверстиями. Для компонентов ИС настоятельно рекомендуется использовать держатели гнезд ИС! Заземление отрицательной шины схемы драйвера необходимо для стабильной работы драйвера.

Для полномостового инвертора я использовал клеммные винтовые соединители, чтобы легко заменить IGBT, вместо того, чтобы припаивать их на место. Многослойный мост с низкой индуктивностью с медной шиной или полосой использовался для уменьшения паразитной индуктивности. Полный мост с низкой индуктивностью. Обратите внимание на демпферный колпачок aerovox 4,7 мкФ, 400 В и диоды TVS:

После добавления стабилитронов:

Без стабилитронов:

28 x 0,22 мкФ конденсаторы 2 кВ, расположенные между 6 медными листами u банк. Это едва нагревалось во время более длительных пробежек:

Вот видео установки, подключенной непосредственно к розетке 220 В:

Вот тигель, полный расплавленного алюминия, который расплавился за считанные минуты:

Большой кусок алюминия, выплавленный из алюминиевого лома ( плавится за считанные минуты):

Я надеюсь, что это краткое руководство было полезным для тех, кто заинтересован в создании более крупного и мощного настраиваемого индукционного нагревателя с полным мостом IGBT. Это устройство зарекомендовало себя как надежное без перегоревших транзисторов (пока) и может легко работать от сети. Полезно иметь выключатель хотя бы на 30-40А. Это более крупное устройство способно плавить различные металлы, как показано в приведенном выше видео, и этот проект полезен для изучения некоторых основных электронных устройств, лежащих в основе этих удивительных устройств.

Если вас интересует другая электроника и целый ряд других интересных технических проектов, посетите мой канал на YouTube по адресу

https://www.youtube.com/user/skippy38305

и не забудьте подписаться!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Схема установки индукционного нагревателя. Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме. Создание сложных устройств

Индукционные отопительные котлы – это устройства, отличающиеся очень высоким КПД. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными устройствами, оснащенными Tanni.

Модели промышленного производства Неш-чит. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками может домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. Предлагаем ему в помощь подробное описание Принцип работы и сборки эффективного обогревателя.

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

• индуктор;
• генератор;
• нагревательный элемент.

Индуктор представляет собой катушку, обычно изготовленную из медной проволоки, с ее помощью создают магнитное поле. Генератор переменного тока используется для получения высокочастотного потока из стандартного потока бытовой электросети с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента металлический предмет может поглощать тепловую энергию под действием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительное устройство, которое отлично подойдет для нагрева жидкого теплоносителя и .

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

Принцип действия индукционных нагревателей основан на возникновении внутри проводников электротоков, возникающих под действием магнитных полей

Особенность поля в том, что оно обладает способностью на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. Если поместить в это поле любой металлический предмет, то он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под действием создаваемых вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, поступающий от инвертора на индукционную катушку, создает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором магнитной волны. Металл, помещенный в это поле, быстро нагревается

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе от одних видов к другим незначительными, чем и объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Для подогрева воды для отопительного контура достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используется металлическая труба, через которую просто пропускается поток воды. Одна только вода охлаждает нагреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнитное индукционное устройство Получают путем намотки провода на сердечник из ферромагнетика. Образовавшаяся индукционная катушка нагревается и передает тепло нагреваемому телу или протекающему рядом теплоносителю через теплообменник 9.0005

Достоинства и недостатки прибора

«Плюсов» у вихревого индукционного нагревателя большой набор. Простая для самостоятельного изготовления схема, повышенная надежность, высокий КПД, относительно небольшие затраты электроэнергии, длительный срок службы, малая вероятность поломок и т.д.

Производительность устройства может быть значительной, агрегаты данного типа успешно эксплуатируются в металлургической промышленности. По скорости нагрева теплоносителя устройства этого типа уверенно конкурируют с традиционными электрическими кипятильниками. Температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время работы индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация стряхивает со стенок металлической трубы известковый осадок и другие возможные загрязнения, поэтому в очистке такой прибор нуждается крайне редко. Конечно, система отопления должна быть защищена от этих загрязнений с помощью механического фильтра.

Индукционная катушка нагревает металл (трубу или отрезки проволоки), помещенный внутри нее, с помощью вихревых токов высокой частоты, контакт не требуется

Постоянный контакт с водой сводит к минимуму вероятность прогорания ТЭНа, что является довольно рамочной проблемой для традиционных котлов с Танни. Несмотря на вибрацию, котел работает исключительно тихо, дополнительная шумоизоляция в месте установки устройства не потребуется.

Даже индукционные котлы хороши тем, что почти никогда не выходят из строя, если только правильно не выполнить монтаж системы. Это очень ценное качество, так как исключает или значительно снижает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие протечек обусловлено бесконтактным способом передачи тепловой энергии на нагреватель. Теплоноситель с помощью описанной выше технологии можно разогреть практически до парообразного состояния.

Обеспечивает достаточную тепловую конвекцию для стимулирования эффективного движения теплоносителя по трубам. В большинстве случаев систему отопления не обязательно оснащать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и схемы конкретной системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик №1. Обзор принципов индукционного нагрева:

Ролик №2. Интересный вариант Изготовление индукционного нагревателя:

Для установки индукционного нагревателя не обязательно получать разрешение органов управления, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, они подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцы самодельных агрегатов не забывают о технике безопасности.

Когда перед человеком возникает необходимость нагреть металлический предмет, на ум приходит сам огонь. Огонь — старомодный, неэффективный и медленный способ нагреть металл. Львиную долю энергии он тратит на тепло, а от огня всегда идет дым. Было бы хорошо, если бы всех этих проблем можно было избежать.

Сегодня я покажу как собрать индукционный нагреватель своими руками с драйвером ЗВС. Это устройство нагревает большинство металлов, используя драйвер ZVS и силу электромагнетизма. Такой обогреватель высокоэффективен, не дымит, а нагрев таких небольших металлических изделий, как, допустим, скрепка – вопрос нескольких секунд. Видео демонстрирует обогреватель в действии, но инструкция там представлена ​​другая.

Шаг 1: Принцип работы

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

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

Очень важен металл, из которого очень важен предмет, который вы хотите нагреть. Сплавы на основе железа имеют более высокую магнитную проницаемость, они 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 греются. Сопротивление материала очень важно. Чем выше сопротивление, тем слабее ток будет проходить через материал, и тем, соответственно, меньше будет выделяться тепло. Чем меньше сопротивление, тем сильнее будет ток, и по закону Ома меньше потери напряжения. Это немного сложно, но из-за связи между сопротивлением и выдачей мощности максимальная выходная мощность достигается при сопротивлении 0,

Трансформатор ЗВС

самая сложная часть устройства, я объясню как он работает. Когда ток включен, он проходит через два индукционных дросселя в оба конца спирали. Эти дроссели необходимы для того, чтобы устройство не превышало слишком большой ток. Далее ток идет через резисторы 2 470 Ом для затворов транзисторов МДП.

Из-за того, что идеальных компонентов не бывает, один транзистор включится раньше другого. Когда это происходит, он принимает на себя весь входящий ток от второго транзистора. Второго он тоже засунет на землю. Из-за этого не только ток через катушку утекает в землю, но и через быстрый диод будет разряжаться вторым транзистором, тем самым блокируя его. За счет того, что конденсатор подключен параллельно катушке, создается колебательный контур. Из-за возникшего резонанса ток изменит свое направление, напряжение упадет до 0В. В этот момент вентиль первого транзистора разряжается через диод на затворе второго транзистора, блокируя его. Этот цикл повторяется тысячи раз в секунду.

Резистор 10К предназначен для уменьшения избыточного заряда затвора транзистора, выполняя роль конденсатора, а стабилитрон должен поддерживать напряжение на затворах транзисторов 12В и ниже, чтобы они не взорвались. Этот трансформаторный высокочастотный преобразователь напряжения позволяет нагревать металлические предметы.
Пришло время собрать обогреватель.

Шаг 2: материалы

Для сборки обогревателя материалов нужно немного, и большинство из них, к счастью, можно найти бесплатно. Если вы увидели где-то валяющуюся именно так трубку электронмама, идите и берите ее. В нем большая часть деталей подходит для отопителя. Если вам нужны более качественные детали, купите их в магазине электрических деталей.

Вам понадобится:

Шаг 3: инструменты

Для этого проекта вам понадобится:

Шаг 4: Охлаждение полевых транзисторов

В этом приборе транзисторы отключаются при напряжении 0 В, и не сильно греется. Но если вы хотите, чтобы нагреватель работал дольше одной минуты, нужно отводить тепло от транзисторов. Я сделал оба транзистора одним общим теплопоглотителем. Убедитесь, что металлические вентили не касаются абсорбера, иначе транзисторы МДП будут короткими и они взорвутся. Я использовал компьютерный радиатор, а там уже был ленточный силиконовый герметик. Для проверки изоляции постучите мультиметром по средней ножке каждого ТИР-транзистора (затвора) если мультиметр был набит, то транзисторы не изолированы.

Этап 5: Конденсаторная батарея

Конденсаторы сильно нагреваются из-за того, что через них постоянно проходит ток. Для нашего нагревателя нужна емкость конденсатора 0,47 Igf. Поэтому нам нужно объединить все конденсаторы в блок, так мы получим требуемую емкость, а площадь отвода тепла увеличится. Номинальное напряжение конденсаторов должно быть выше 400 В для учета пиков индуктивного напряжения в резонансном контуре. Я сделал два кольца из медной проволоки, к которым параллельно друг другу присоединил 10 конденсаторов емкостью 0,047 мкФ. Таким образом, я получил конденсаторный аккумулятор накопительной 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 стальную спираль для нагрева, и устройство было не очень хорошим. Без нагрузки он потреблял 14 А! Для сравнения, после замены спирали на медную прибор стал потреблять всего 3 А. Я думаю, что в стальных спиралях были вихревые токи из-за содержания железа, и она тоже подвергалась индукционному нагреву. Не уверен, что причина именно в этом, но это объяснение кажется мне наиболее логичным.

Для спиралей взять медную проволоку большого сечения и сделать 9 витков на отрезке трубы ПВХ.

Шаг 7: Сборка цепи

Я делал много проб и делал много ошибок, пока цепь собиралась правильно. Больше всего сложностей было с источником питания и спиралью. Я взял импульсный блок питания 55А 12В. Я думаю, что этот блок питания дал слишком высокий начальный ток на драйвере ZVS, который был взорван транзисторами TIR. Возможно, это исправили бы дополнительные катушки индуктивности, но я решил просто заменить блок питания на свинцово-кислотные аккумуляторы.
Потом мучился с катушкой. Как я уже сказал, стальная катушка не подошла. Из-за большого тока потребления стальной спирали взорвалось еще несколько транзисторов. Всего я взорвал 6 транзисторов. Что ж, на ошибках учатся.

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

Шаг 8. Соберите устройство

Для сборки драйвера ZVS необходимо следовать прилагаемой схеме. Сначала я взял стабилитрон и соединил с резистором 10К. Эту пару штук можно сразу впаять между стоком и истоком транзистора МДП. Убедитесь, что стабилитрон смотрит на шток. Затем припаяйте транзисторы МДП к корпусу с контактными отверстиями. На нижней стороне макатеборда продаются два быстродействующих диода между затвором и стоком каждого из транзисторов.

Убедитесь, что белая линия смотрит на заслонку (рис. 2). Затем соедините плюс от вашего блока питания со стоками обоих транзисторов после 2220 Ом резистора. Заземлите оба источника. Расположите рабочую спираль и конденсаторную батарею параллельно друг другу, затем припаяйте каждый из концов к разным заслонкам. Наконец, подайте ток на затворы транзисторов через 2 дросселя по 50 мкг. Они могут иметь тороидальный сердечник с 10 витками провода. Теперь ваша схема готова к использованию.

Шаг 9: Установка на основание

Чтобы все части вашего индукционного нагревателя держались вместе, им нужна основа. Я взял для этого деревянную парикмахерскую 5*10 см. На термоконы была приклеена плата с электрической схемой, конденсаторной батареей и рабочей спиралью. Мне кажется, агрегат круто выглядит.

Шаг 10. Проверка производительности

Чтобы ваш нагреватель включился, просто подключите его к источнику питания. Затем поместите предмет, который нужно нагреть, в середину рабочей спирали. Он должен начать тепло. Мой обогреватель раскатал обойму до красного свечения за 10 секунд. Предметы крупнее гвоздей, нагреваются примерно за 30 секунд. В процессе нагрева потребляемый ток увеличился примерно на 2 А. Этот обогреватель можно использовать не только для развлечения.

После использования устройства не образуется сажа или дым, так же воздействуют на изолированные металлические предметы, например, газопроводы в вакуумных трубках. Также прибор безопасен для человека – с пальцем ничего не случится, если его поставить в центр рабочей спирали. Впрочем, можно погореть о том, что нагрелось.

Спасибо за прочтение!

Всем привет. Сегодня рассматриваем популярную вещь — индукционный нагреватель прямиком из Китая, точнее из магазина Benggud.

Такие платы выпускаются в разных модификациях, на любой вкус.

Мой образец не из бюджетного, в комплекте есть дроссель, сейчас достать медную трубу нужного диаметра довольно сложно, поэтому если брать такую ​​плату, то лучше сразу с дросселем.

Итак, это популярная схема драйвера ЗВС, на основе которой можно построить что угодно, от простых преобразователей до индукционных нагревателей, я намерен протестировать этот образец детально, раскрыть потенциал, и сделать все возможные замеры, так что один статья не ограничивается.

В комплекте плата и сам индуктор, схема нагревателя теперь перед вами.

Заявленная мощность 1Киловатт, входное напряжение от 12 до 36 вольт при максимальном токе 20 ампер, дальше сами китайцы опровергают, так как даже при максимальном напряжении и токе потребление будет не более 720 ватт, но зная эту схему, Могу сказать, что он может питаться А от большего напряжения, до 60 вольт и потреблять токи более 20 ампер, так что если говорить о потребляемой мощности, то можно перевести на 1000 ватт, но в ущерб полезной мощности, с учетом КПД схемы китайцы молчат. Реально полезная мощность около 200-250 ватт при питании от источника в 36В.

Двусторонняя печатная плата, сделано отлично, но китайцы слегка поленились отчистить остатки флюса, силовые дорожки производитель развернул, в общем претензий нет, размер платы вы сейчас видите на своих экранах. (Позже при подаче 36 вольт через некоторое время одна из силовых линий просто сгорела, пришлось усиливать натяжку медным проводом и добавлять все что добавить)

Схема имеет принудительное охлаждение в виде кулера, он расположен непосредственно над транзисторами и питается от отдельного уменьшенного стабилизатора на базе XL2596 чип. Плата стабилизатора приклеена к соплям кулера (на горячую).

Силовых транзисторов 2, это мощные фаски IRFP260 (200В 50А), а сама схема двухтактный автогенератор.

Для ограничения тока вентилей ключей используются резисторы большой мощности на 470 Ом, по форме они двухтактные, но габариты чуть больше стандартных двухпроводных резисторов, так что там резисторы на 3 или 4 ватта.

Резисторы одновременно являются ограничителями для стабилитронов, которые не допускаются на замыкание высоковольтных ключей формирования, стабилизация на 12 вольт, видна на линейный стабилизатор на 12 или 15 вольт, так как стабилитроны в некоторых версиях заменены линейным стабилизатором .

Дроссель с батареей конденсаторов образуют параллельный колебательный контур, параметры этих компонентов задают рабочую частоту схемы в целом, так как это резонансный преобразователь.

Аккумулятор состоит из 6 специализированных конденсаторов, емкость каждого 0,33 мкФ, общая емкость около 2 мкФ.

Такие конденсаторы предназначены для работы в высокочастотных схемах и применяются в частности в индукционных нагревателях, так что это идеальный вариант для подобной схемы.

На плате есть латунные стойки для крепления кулера и дросселя, достаточно удобное решение.

Два дросселя, питание к ним, оба дросселя одинаковые, намотаны на кольца из порошкового железа. Количество витков 30, диаметр провода 1мм, индуктивность 74МХН.

Дроссель или контур, это медная трубка диаметром 5мм, внутренний диаметр индуктора 42-мм, количество витков почти 8, витки можно растягивать или сжимать, главное не сближать.

Питание подается на клеммную коробку, которая находится в укромном месте под охладителем.

Такая же клеммная колодка и спереди, к ней можно подключить контур. Поддерживается такая клеммная коробка в случае использования контуров из медного провода.

На клеммах питания полярность подписана, проблем с подключением не возникнет.

Думаю с платой все понятно, идите на тесты. Сразу хочу сказать, полностью загрузить индуктор в один из следующих пунктов, ибо для максимального разгона нужно водяное охлаждение, а подходящего водяного насоса к сожалению нет.

Итак, первым делом проверим ток холостого хода от источника 12 вольт.

Как видим схема потребляет около 2 ампер, скажу что для конкретно этой схемы — это потребление норма.

От источника 24 вольта потребление увеличилось до 4 А, чего стоит ожидать.

Наконец, от источника 36 вольт схема потребляет почти 5,5а в простое.

Рабочая частота около 90 кГц,

Это форма импульсов на затворе одной из клавиш.

В дросселе наблюдаем чистую синусоиду, обратите внимание на размах амплитуды, кратно превышает напряжение питания.

Для испытаний были куплены 3 полностью новые батареи на 12 вольт из бесперебойной комнаты, соединенные последовательно для получения 36 вольт.
За пару секунд можно нагреть тонкую жесть на подобии лезвий от канцелярских ножей и т.п.

Теперь вы видите потребление схемы в случае прогрева жестяной гильзы от аккумулятора 18650 напряжение аккумулятора догнал до 26 вольт.

Без вентилятора, все — ключи, дроссели, конденсаторы и резисторы подзатвора, контур особенно критично греется даже без нагрузки, поэтому он в виде трубы и если вы собираетесь использовать нагреватель для каких-то целей обязательно дайте водяное охлаждение, иначе контур завораживает буквально до красна. Также очень рекомендую усилить силовые шины на доске, их выбрали китайцы, но греют они ужасно.

У читателей может возникнуть вполне нормальный вопрос — греет ли такая индукция другие металлы помимо железа, скажу что греет, но так слабо, что практически незаметно. Пробовал алюминий, латунь, медь, олово, нагрев почти не чувствуется, но не смотря на это этот индуктор расплавил некоторые металлы получится если тигель установить в железную трубу, а лучше в трубу В тигле железо нагревается и тепло передается металл, который нужно расплавить.

В любом случае необходимо помнить, что любительская схема и для серьезных целей не подходят из-за отсутствия схемы ШИМ-управления, контроля тока, температуры, защиты и прочих узлов, которые содержатся в дорогих, профессиональных обогревателях, но профессиональных моделях может стоить несколько сотен тысяч рублей А наш платок стоит каких-то 36 вечнозеленых долларов.

В случае эксплуатации советую поставить предохранитель питания ампера на 40, дабы не сжечь ключи в случае чего, и это легко сделать если витки контура случайно замкнуты при больших питающих напряжениях, или перепутать полярность питания.
Сегодня все подписывайтесь на нашу группу, чтобы не пропускать обновления.

Товар можно купить

Видеообзор

Индукционные нагреватели работают по принципу «Получение тока из магнетизма». В специальной катушке создается переменное магнитное поле большой мощности, которое создает вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

Замкнутый проводник в индукционных плитах представляет собой металлическую посуду, которая нагревается вихревыми электрическими токами. В целом принцип работы таких устройств не сложен, и при наличии небольших познаний в физике и электрике собрать индукционный нагреватель не составит большого труда.

Отдельно можно изготовить следующие устройства:

1. Приборы Для отопления в котле отопления.
2. Мини-печь Для плавки металлов.
3. Тарелки для приготовления пищи.

Плита индукционная своими руками, должна быть изготовлена ​​с соблюдением всех норм и правил эксплуатации данного прибора. Если снаружи тела в боковых направлениях будет выделяться опасное электромагнитное излучение, то использовать такое устройство категорически запрещено.

Кроме того, большую сложность в конструкции плиты представляет выбор материала для основания варочной панели, который должен отвечать следующим требованиям:

1. Идеально проводят электромагнитное излучение.
2. Не быть проводящим материалом.
3. Выдерживают высокотемпературную нагрузку.

В бытовой кулинарии используются индукционные поверхности, дорогая керамика, при изготовлении в домашних условиях индукционной плиты Найти достойную альтернативу такому материалу достаточно сложно. Поэтому для начала необходимо сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя
Рисунок 2. Устройство. Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи потребуются следующие материалы и инструменты:

• припой;
• текстолитовая плата.
Мини дрель
• .
• радиоэлементов.
• термопаста.
• химические реагенты для травления.

Дополнительные материалы и их характеристики:

1. Для изготовления катушки , которая будет излучать переменное магнитное поле, необходимое для нагрева, необходимо подготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм и длиной 800 мм.
2. Мощные силовые транзисторы Являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы генератора частоты необходимо подготовить 2 таких элемента. Для этих целей подходят транзисторы марок: ИРФП-150; ИРФП-260; ИРФП-460. При изготовлении схемы использованы 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
3. Для изготовления колебательного контура Нам потребуются керамические конденсаторы емкостью 0,1 мФ и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке был переменный ток большой мощности, таких конденсаторов потребуется 7 штук.
4. При работе такого индукционного прибора Полевые транзисторы будут сильно греться и если к ним не прикрепить радиаторы из алюминиевого сплава, то через несколько секунд работы на максимальной мощности эти элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на радиаторы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальной.
5. Диоды , которые используются в индукционном нагревателе, должны быть обязательно сверхтонкими. Наиболее подходящие для этой схемы диоды: МУР-460; УФ-4007; ЕЕ — 307.
6. Резисторы, используемые в схеме 3: 10 ком мощностью 0,25 Вт — 2 шт. и мощностью 440 Ом — 2 Вт. Стабилизаторы: 2 шт. При рабочем напряжении 15 В. Мощность стабилизатора должна быть не менее 2 Вт. Дроссель для подключения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
7. Для питания всего устройства потребуется блок питания мощностью до 500 Вт и напряжением 12 — 40 В. Спасти этот прибор от автомобильного аккумулятора можно, но получить самые высокие показатели мощности при таком напряжении не получится.

Процесс изготовления генератора электронов и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

1. Из медной трубы Делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали медная трубка должна превратиться в стержень с гладкой поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 концевые трубки припаяйте крепежные кольца для соединения с транзисторными радиаторами.
2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то за счет того, что такие элементы имеют минимальные потери и устойчивую работу при больших перепадах напряжения, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы на схеме установлены параллельно, образуя колебательный контур с медной катушкой.
3. Нагрев металла Происходит внутри катушки, после подключения схемы к источнику питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания витков пружин. Если коснуться нагретым металлом 2-х витков катушки одновременно, транзисторы мгновенно выходят из строя.

Нюансы

1. При проведении опытов по нагреву и закалке металлов , внутри индукционной спирали температура может быть значительной и составляет 100 градусов Цельсия. Этот тепловой эффект нагрева можно использовать для нагрева воды для хозяйственных нужд или для отопления дома.
2. Схема рассмотренного выше нагревателя (рисунок 3) При максимальной нагрузке он способен обеспечить излучение магнитной энергии внутри змеевика равной 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого количества воды, а конструкция индукционной катушки большой мощности потребует изготовления схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
3. Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости является использование нескольких описанных выше устройств, расположенных последовательно. При этом спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
4. Как Труба используется из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На «стойке» трубы имеется несколько индукционных спиралей, чтобы теплообменник находился в середине спирали и не соприкасался с ее витками. При одновременном включении 4-х таких устройств мощность нагрева составит около 2 кВт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений, позволяющих использовать данную конструкцию в подаче теплая вода Домик.
5. Если соединить такой ТЭН с хорошо изолированным баком , который будет располагаться над нагревателем, то получится котельная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, и ее место займет более холодная жидкость.
6. Если площадь дома значительна Количество индукционных спиралей можно увеличить до 10 шт.
7. Мощность такого котла легко регулируется. Путем выключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включенных секций, тем больше мощность работающего отопительного прибора.
8. Для питания этого модуля вам понадобится мощный блок питания. При наличии инверторного сварочного аппарата постоянного тока Из него можно сделать преобразователь напряжения необходимой мощности.
9. В связи с тем, что система работает на постоянном электрическом токе который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное предусмотреть в схеме питания блок предохранителей в генераторе , который в случае короткого замыкания обесточит систему, есть самый легкий пожар.
10. Таким образом можно организовать «бесплатное» отопление дома при условии установки для питания индукционных приборов аккумуляторов, зарядка которых будет осуществляться за счет энергии солнца и ветра.
11. Аккумуляторы должны быть объединены в секции по 2 шт., соединены последовательно. В результате напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на большой мощности. Кроме того, последовательное соединение снизит силу тока в цепи и увеличит срок службы аккумуляторов.

1. Эксплуатация самодельных устройств Индукционный нагрев не всегда исключает распространение вредных для человека электромагнитных излучений, поэтому индукционный котел необходимо устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованной сталью.
2. Требуется при работе с электричеством необходимо соблюдать правила техники безопасности и, особенно это касается сети переменного тока напряжением 220 В.
3. В качестве эксперимента можно изготовить варочную поверхность для приготовления пищи По схеме указанной в статье, но эксплуатировать данное устройство постоянно не рекомендуется из-за несовершенства самостоятельного изготовления экранировки данного устройства, из-за этого возможно воздействовать на организм человека вредных электромагнитных излучений, способных негативно сказаться на здоровье.

Простой индукционный нагреватель состоит из мощного генератора Высокочастотная и низкоуровневая контурная катушка, являющаяся 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 поместить сердечник из центра этой катушки из токопроводящего материала, то внутри нее возникнет электромагнитная индукция. В результате частых переключений 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 давно используются во многих сферах производства. С их помощью можно производить закалку, бесконтактную сварку, а главное — точечный нагрев, а также плавку материалов.
Покажу простую схему низковольтного индукционного нагревателя, ставшую уже классической.

Мы просто упростим эту схему и станции «D1, D2» не будут установлены.
Элементы которые понадобятся:
1. Резисторы на 10 ком — 2 шт.
2. Резисторы на 470 Ом — 2 шт.
3. Диоды Шоттки на 1 А — 2 шт. (Можно другие, основные на ток от 1 А и быстрые)
4. Транзисторы полевые IRF3205 — 2 шт. (можно взять любой другой мощный)
5. Дроссель «5+5» — 10 витков с отводом от середины. Чем толще проволока, тем лучше. Мотал на деревянной круглой палочке, сантиметра 3-4 в диаметре.
6. Дроссели — 25 витков на кольце от блока старого компа.
7. Конденсатор 0,47 Igf. Емкость лучше набрать с несколькими конденсаторами и уже не ниже 600 вольт. Взял в начале на 400, в результате чего он стал греться, далее заменил его составным из двух последовательно, но так не делают, просто под рукой нет больше.

Изготовление простого индукционного нагревателя 12 В

Собрал всю схему крепления, отделив индуктор на блоке от всей схемы. Конденсатор желательно располагать в непосредственной близости от выводов катушки. Не то что я в этом примере вообще. Транзисторы установлены на радиаторы. Собираем всю установку от аккумулятора 12 вольт.

Отлично работает. Лезвие канцелярского ножа очень быстро нагревается до покраснения. Рекомендую все повторить.
После замены конденсатора они уже не хуже. Транзисторы и сама дроссель греются, если он работает постоянно. На короткое время — почти не критично.

Индукционный нагрев – Блог Дэна Workshop

Концептуальный автогенератор на МОП-транзисторах

Эта конструкция является результатом небольших экспериментов. Изначально я хотел использовать SCR
из-за простоты конструкции. Но оказывается,
, что недорогие, легкодоступные SCR не справляются с 9Частота 0184 достаточно высока, чтобы нагреть небольшие тигли, наполненные металлом, ничего
не выше 10 кГц. Мое приложение для индукции нагрева требует частоты
между 200 кГц и 1 МГц. Поэтому я обратился к MOSFET-устройствам, и наиболее разумной была собственная резонансная схема
. Обратите внимание, что эта схема является только концептуальной. Пожалуйста, не пишите мне по электронной почте
, запрашивая номера деталей и стоимость компонентов. Ничего хорошего они вам не сделают! Я экспериментировал с небольшими устройствами, и поскольку схема
все еще находится в стадии разработки, не стоит брать эту
информация как инструкция! Эта страница здесь только для того, чтобы подробно описать мои исследования,
эксперимента и наблюдения.

ОБНОВЛЕНИЕ: октябрь 2011 г. — я нашел этот сайт: http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/diy-induction-heater.htm, который очень похож на те же мысли о саморезонансе. Почему я не подумал об этом?? Я помню эти схемы Ройера из наборов для экспериментаторов Radio Shack, они были просты и легки в сборке со многими вариациями и размерами/формами, если хотите. Ссылка выше — это ройер с мосфетами большой мощности вместо транзисторов 2SA, которые были у RS 160-in-1. Отличная идея. Отличная работа, RM Cybernetics.

 

Ниже мое понимание и объяснение работы схемы.
Для тех из вас, кто знает об индукционном нагреве больше, чем я,
, пожалуйста, пришлите мне свои комментарии!

Вот что я наблюдал в аналогичной концептуальной схеме на моем осциллографе Phillips 35 МГц. Схема

работала от 12 вольт. Верхняя дорожка была снята на выводе стока
на MOSFET (я использовал IRF510 в этот конкретный момент)
, который также является соединением между L1 и C2. В основном это представляет
заряд на C2.

Нижняя трасса получена на соединении между C2 и L2. Это
представляет собой напряжение на L2. Ниже приводится объяснение того, как работает эта схема
.

Когда цепь включена, заряд
конденсатора C1 постепенно накапливается. Когда оно превышает опорное напряжение, установленное VR1, выход усилителя op
подхватывается и замыкает транзистор Q1. Это быстрое изменение вызывает «звон»
в резонансном силовом каскаде. Положительная половина этого «кольца»
проводится самим Q1, а отрицательная половина проводится собственным диодом Q1
(должен любить их МОП-транзистор!). На осциллограмме заметка
происходит только один полный цикл.

Во время этого резонансного состояния происходят некоторые другие вещи. Полное напряжение питания
подается на катушку индуктивности L1, в то время как транзистор Q1 закрыт. Этот
создает поток в L1, который затем высвобождает всплеск энергии в C2
, когда открывается Q1. Этот всплеск виден на осциллограмме на верхней трассе
как наклонный сигнал.

Кроме того, пока Q1 закрыт, напряжение на C1 сбрасывается, и когда оно
падает ниже опорного значения, установленного VR1, выход операционного усилителя резко возвращается к
низкому уровню, открывая Q1 и позволяя L1 дергать C2 обратно примерно в 1,5 раза. напряжение питания
. Это повышение синхронизируется с C1, и цикл повторяется.

В конечном итоге мы хотим получить высокое напряжение, высокую силу тока,
высокочастотный переменный ток («звон») в L2, который является рабочей катушкой
. Это индуцирует токи в массе металла, нагревая его и
в конечном итоге плавит его. Промышленность усовершенствовала этот принцип для промышленного использования
, и моя цель состоит в том, чтобы разработать схему, применимую для домашнего использования
в магазине.

Форма волны в собственной резонансной цепи МОП-транзистора

ВСПЫШКА НОВОСТЕЙ!! Для всех вас,
, ожидающих, затаив дыхание, прогресса на этой странице, я пересмотрел свою концептуальную схему
. Сначала я расскажу о фундаментальных различиях
между этой и оригинальной концептуальной схемой: во-первых, временная развертка R/C получает сигнал от датчика тока, а не
, чем датчик напряжения. Это главное отличие. Резистор R1
очень низкого сопротивления, в миллиомах, как шунт амперметра. 30-50
ампер на этом резисторе вызовет падение напряжения только около 1 вольта.
Отрицательное питание операционных усилителей, вероятно, будет -5 вольт, чтобы дать
им хороший рабочий запас.

Этот метод измерения тока для заряда и разряда времязадающего конденсатора C1
означает, что частота колебаний цепи пропорциональна
(a) индуктивности L1 и L2 и (b) резистивной нагрузке, представленной
к дросселю L2.

Частоту (читай: потребляемую мощность) можно настроить, регулируя переменный резистор
VR. Перемещение дворника на VR вправо приведет к тому, что частота
будет выше, а энергопотребление уменьшится. Перемещение влево
приведет к увеличению времени включения Q1, снижению частоты и увеличению потребляемой мощности
. R3 и R4 просто устанавливают верхний и нижний пределы
«усиления» каскада предусилителя датчиков схемы. Эти значения
еще не установлены.

Эта схема представляет «удобство» по сравнению с предыдущей: поскольку
зарядка и разрядка RC-конденсатора временной развертки C1 следует среднеквадратичному значению или
«площади под кривой» значения силы тока через (и результирующее напряжение
на) шунтирующего резистора R1, потребляемый ток цепи будет
постоянным независимо от значений индуктивности L1 и L2. Удобство
заключается в возможности работы схемы
с различными индуктивностями и частотами, а также регулировкой тока (и до некоторых
градуса, выходная мощность) будет автоматически регулироваться схемой.

Нет, у меня пока нет фотографии осциллограммы. До этого
еще далеко не дошел. Вот насколько это новинка. Да, я тестировал маломощную версию схемы
с прицелом. Я не знаю, когда будет следующее обновление
, так что наберитесь терпения. Возможно, эта схема некоторое время будет «новой» для
.

Кроме того, я также обнаружил хороший источник «похищенных» катушек индуктивности
. В старых телевизорах есть два ферритовых сердечника хорошего размера. Один из
— трансформатор обратного хода, а другой — индуктор ярма. Моим предпочтением
, вероятно, будет индуктор с ярмом из-за его круглой формы. Тороидальные индукторы, как их называют, отличаются тем, что
удерживают свои магнитные поля ограниченными. А при высоких уровнях мощности
и высоких частотах, присутствующих в этих схемах, это уже хорошо.

 

Пересмотренная концептуальная схема

Для индукции требуется высокочастотный полупроводник с большой силой тока
отопление. Это изображение представляет собой корпус SOT-227, который является обычным выбором
для источников питания индукционного нагрева. Конкретное устройство, которое я считаю
наиболее перспективным для моего приложения, — это IXYS IXFN36N100 .
Это полевой МОП-транзистор на 36 ампер, 1000 вольт с быстродействующим внутренним диодом. У него достаточно быстрое время нарастания и спада
для моей конструкции. Его можно приобрести в Digi-Key примерно за 90 долларов. IXFN44N50 , рассчитанный на 44 ампера, 500 вольт, стоит 33 доллара и может быть достаточным в качестве более дешевой альтернативы.

 

Высокоамперный полевой МОП-транзистор для индукционного нагрева

Также необходим выпрямительный модуль хорошего размера для подачи постоянного напряжения в цепь. Наилучшие возможности упакованы в модуль
«ADD-A-Pak», изображенный на фото. Я думаю использовать IRKC71/06 , стандартный восстанавливающий диодный модуль на 70 ампер и 600 вольт производства International Rectifier. и доступен в Newark Electronics
примерно за 30 долларов. Этот модуль содержит два диода с общим катодом
, просто идеально подходит для двухполупериодного выпрямления трех проводов
, питание 240 В. Если IRKC71/06 недостаточно большой, может понадобиться IRKC166/08 , но он дороже.

 

Высокоамперный диодный модуль для источника питания

На этом замечательном веб-сайте можно найти подробные инструкции по замене тигля
в индукционной плавильной печи. Есть много фотографий
небольшой печи, которую восстанавливают. Печь на этих фотографиях кажется такой, в которой можно расплавить
около сотни фунтов железа. Моя печь была бы немного меньше
, я подозреваю, больше около 25 или 30 фунтов.


Ссылка на большой веб-сайт по индукционному нагреву

Ниже приводится результат моего исследования на патентном веб-сайте США
по теме индукционного нагрева. Я приложил немало усилий, изучая конструкции на основе SCR
, но технологии SCR немного не хватает на высокочастотных устройствах
, выше 20 кГц. Но вы определенно можете увидеть
сходства между этими запатентованными схемами и моей конструкцией, в которой используются
полевых МОП-транзистора. ПРИМЕЧАНИЕ. Эти схемы являются фактическими снимками патентов США.
Они НЕ являются моей «интеллектуальной собственностью». Я просто представляю их здесь как
план моих исследований в области электронного индукционного нагрева. Благодаря
администрации Клинтона база данных патентных изображений США открыта для
публики. Вы можете добраться туда и найти полные
патента здесь.

Любое использование этой информации регулируется патентным законодательством. Это зависит от вас
, чтобы убедиться, что использование любого запатентованного дизайна является законным! (В реальности
все патенты, на которые я ссылаюсь на этой странице, датированы 1974 годом, за исключением
, за исключением последнего, который датируется 1981 годом. Таким образом, срок их действия, вероятно, истек!)

Схема выше взята из патента номер 3,786,222. . Нажмите на изображение, чтобы
увидеть всю страницу. Это индукционный нагреватель, предназначенный для нагрева
продуктов питания или других веществ, завернутых в фольгу, путем нагрева самой фольги
. Нас интересует именно схема, обратите внимание на ее
простота!
Я обыскал Интернет в поисках подобных схем, и в патентах
я нашел лучшую информацию. Это не более чем схемы индукционной плиты
, но я считаю, что принципы
могут быть применены к термической обработке и плавке металлов.

 

Индукционный нагреватель на основе SCR

Наиболее вероятным кандидатом для индукционного нагревателя для домашнего магазина на основе SCR был нагреватель 9 компании International Rectifier.0019 ИРХФ200-12ХДЖ . Это 200-амперный, 1200-вольтовый высокоскоростной SCR-модуль MagnaPak с восстанавливающим диодом. Это удивительное устройство, которое действительно может выдерживать номинальную силу тока при
10 кГц! Как вы можете видеть на картинке, это очень прочный блок с основанием радиатора толщиной
и большими клеммами. Цена также немного
прочный. Arrow Electronics оценивает эту малышку в 180 долларов!

Его ограничение
— это частота, при которой его рейтинг достигает пика: 10 кГц. Мое приложение
(маленькие размеры тигля) требует гораздо более высоких частот,
между 200 кГц и 1 МГц. Но принципы остаются прежними.

 

Высокоскоростной модуль SCR для индукционного нагрева

Из патента № 3,786,219. Этот практически идентичен
3,786,222, но показывает источник питания с выпрямлением переменного тока. Также
обратите внимание на «резервуарную» цепь, образованную конденсатором 27 и катушкой индуктивности 31, чьи LC-характеристики
несомненно задают частоту сигнала индукционного нагрева
.

Еще одна простая схема

Вот что происходит в схеме. Обратите внимание, как тринистор срабатывает, и
проводит положительный провод, а затем, когда индуктивные компоненты «пинаются», тогда
параллельный диод занимает отрицательную половину.

 

Форма сигнала в конструкции с одним тиристором

Из патента № 3,814,888. Эта схема
принципиально отличается от других тем, что в ней используются тринисторы в полумосте, которые срабатывают через
чередующаяся последовательность для формирования сигнала переменного тока.

 

Полумост индукционного нагревателя Twin SCR

Опять же, вот внутренняя работа. Не путайте форму волны и работу
этой схемы с двойной самокоммутирующей схемой в трехфазной схеме
, далее.

 

Форма сигнала в полумостовой конструкции

Из патента № 3,814,888. Этот использует два SCR, но работает как
две встречно-параллельные одинарные цепи SCR в патентах 3,786,222 и 3,786,219
, упомянутых ранее. Для осциллограммы нажмите на картинку, и вы сможете увидеть всю страницу.

 

Трехфазный промышленный индукционный нагреватель. мое патентное исследование индукционного нагрева 9Схема 0184. Однажды я надеюсь построить небольшую домашнюю индукционную печь
, которая сможет плавить железо и другие металлы, требующие больше тепла, чем моя печь сопротивления, которую я использую для плавки алюминия.

 

Цепь питания для индукционной плиты

Простое руководство по индукционному нагревателю своими руками. Jadroppingscience | Джеймс Эндрюс

Рисунок 1. Использование моего индукционного нагревателя для нагрева вилки за секунды.

Индукционный нагрев — это так увлекательно. Катушка не горячая, но все же может нагреть любой магнитный и проводящий объект до сотен градусов за секунды! Самое безумное то, что вы можете получить подобное устройство менее чем за 15 долларов. У меня их несколько, и я люблю показывать, какие они крутые на моем YouTube, как показано ниже:

Хотите прочитать эту историю позже? Сохранить в журнале.

Индукционный нагрев широко используется в промышленности. В промышленном мире индукционный нагрев можно использовать для отжига, сварки, ковки и т. д. Кроме того, многие любители велосипедов и автомобилей используют индукционный нагрев для удаления старых ржавых гаек и болтов с помощью устройства для удаления болтов, хотя они несколько дороги.

Лично я считаю, что индукционные нагреватели — это слишком крутая идея, чтобы не получать от нее удовольствие, поэтому я использую свой в основном для разогрева случайных предметов или разрезания продуктов горячим ножом.

Индукционный нагрев довольно сложен, но может быть упрощен для тех, у кого нет сильной технической подготовки. Вам нужно понять четыре основных понятия. Если вы больше визуальный ученик, вы можете посмотреть мое видео на YouTube, где я обсуждаю следующее.

Магнитные и проводящие объекты

Индукционный нагрев работает только с объектами, способными проводить электричество, и намного лучше работает с объектами, которые обладают магнитными свойствами. Чтобы объект был проводящим, в нем должны быть свободные электроны, способные двигаться вокруг объекта. Большинство металлов являются проводящими. Магнитные объекты имеют вокруг себя магнитное поле. Хотя вы не можете видеть магнитное поле визуально, магнитные поля будут взаимодействовать с другими магнитными полями. Например, если вы поместите два магнита рядом друг с другом, они будут притягиваться друг к другу.

Закон Ампера

Когда вы пропускаете ток через провод, вокруг провода создается магнитное поле. Провод изначально не был магнитным, но теперь имеет магнитное поле. Когда вы наматываете катушку из проволоки, а затем пропускаете через нее ток, магнитное поле внутри катушки становится намного сильнее.