Схемы индукционных нагревателей своими руками: Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме?

Содержание

Как сделать простой индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель – это устройство, которое работает используя магнитные свойства металлов. Сделать его своими руками очень просто. Устройство будет полезно не только для изучения основ электротехники, но и в практических целях, например, для закалки деталей. После небольшой доработки можно использовать для сборки домашнего отеплителя.

Необходимые детали

Для сборки индукционного нагревателя нам потребуется:

медная проволока диаметром 1-1,5 мм;
2 полевых транзистора IRF44N с радиаторами;
набор конденсаторов, общей емкостью 2-2,5 мкф;
по 2 резистора сопротивлениями 10 Ком и 470 Ом.

К деталям не предъявляется строгих требований. Вместо указанных можно использовать любые N-канальные полевики с аналогичной цоколевкой и ток не менее 10 А. Мощность рассеивания входных резисторов R3 и R4– 2 Вт, с разбросом по сопротивлению 100 – 620 Ом.
Схема индукционного нагревателя представлена ниже.

Процесс сборки индукционного нагревателя

Схема довольно проста, поэтому будем собирать ее навесным монтажом. Все элементы впоследствии закрепим на небольшом деревянном бруске.
Подготовим детали. Если под рукой не окажется резисторов нужных номиналов, можно соединить два последовательно.
Помните! При последовательном соединении резисторов, их мощность остается неизменной. Если вы заменяете R3 или R4 несколькими резисторами, убедитесь, что все детали имеют требуемую мощность рассеивания.

Изготовим индуктор. На гладкий стальной стержень диметром 70 мм, намотаем 3 витка медного провода, оставив с концов прямые отрезки под выводы. Нужно сделать две такие катушки.

Спаяем вместе два вывода катушек, которые образуют общую точку.

Для изготовления катушки индуктивности L1 нужен стержень тоньше, диаметром 20-25 мм. Намотаем 10 витков провода. Для удобства монтажа сделаем так, чтобы выводы были расположены в противоположных направлениях.

Установим транзисторы на радиаторы, смазав внутреннюю часть корпуса термопастой.

Соберем конденсаторную батарею необходимой емкости, соединив их параллельно. В качестве проводников используем такой же медный провод, которым проводили намотку индуктора.
Отформуем выводы транзисторов: крайнюю левую ножку аккуратно изогнем влево, крайнюю правую – вперед.

Соединим центральные выводы транзисторов с конденсаторной батареей.

Соединим исток первого транзистора (крайний правый вывод) с истоком второго перемычкой. Оставим небольшой отрезок провода для дальнейшего монтажа.

Подпаяем резисторы согласно схеме.

С другой стороны конденсаторной батареи устанавливаем индуктор, средний вывод которого соединяем с катушкой индуктивности.

Установим клеммник питания. «Плюсовой» провод пойдет на свободный конец катушки индуктивности, «минус» соединяем с перемычкой между правыми ножками транзисторов.

Устройство готово к работе. Если поместить в катушку индуктора металлический предмет, он быстро нагреется. Сама же катушка нагреваться не будет.

Смотрите видео

принцип работы, особенности конструкции, рекомендации по изготовлению своими руками

Сегодня индукционные теплогенераторы применяются довольно широко. В сравнении с традиционными отопительными котлами, они отличаются более высоким КПД. Кроме этого, применение индукционного нагревателя воды позволяет снизить расходы на электроэнергию. Так как заводские модели агрегатов этого типа имеют высокую стоимость, владельцы частных домов часто решают собрать аппарат самостоятельно.

Содержание

Принцип действия
Преимущества и недостатки
Рекомендации по изготовлению
Простой нагреватель
Мощный агрегат

Принцип действия

Идея изготовить самодельный водонагреватель индукционного типа кажется весьма привлекательной. Такой агрегат практически не уступает в эффективности фабричным моделям, но обойдется владельцу дома в значительно меньшую сумму. Чтобы сделать индукционный нагреватель своими руками, потребуется три основных элемента:

Генератор.
Нагревательный элемент.
Индуктор.

Генератор необходим для получения переменного электрического тока высокой частоты из стандартной домашней сети. В роли индуктора используется катушка, изготовленная из медной проволоки. Задача этого элемента конструкции состоит в генерации магнитного поля.

Для изготовления нагревателя используется предмет из металла, способного поглощать теплоэнергию под воздействием магнитного поля.

Если все эти элементы правильно соединены, то получится мощный электронагреватель, способный обеспечить нагрев жидкого теплоносителя для отопления строения. Благодаря генератору, электроток с требуемыми показателями поступает на индуктор. Это приводит к появлению на витках катушки магнитного вихревого поля.

Особенность этого поля заключается в способности изменять направление электромагнитных волн при высоких частотах. Если в него поместить металлический предмет, то он начинает нагреваться. Ввиду отсутствия контакта, при переходе энергии из одного вида в другой потери будут минимальными. Поэтому собранный своими руками котел индукционного типа обладает высоким КПД.

Чтобы нагреть теплоноситель, достаточно обеспечить его контакт с металлическим нагревателем, например, трубкой. Именно так работает проточный нагреватель. Так как вода одновременно охлаждает агрегат, то его срок службы значительно увеличивается.

Разобравшись с принципом работы индукционного нагревателя, можно рассмотреть его положительные и отрицательные стороны.

Учитывая высокую популярность теплогенераторов этого типа, можно предположить, что преимуществ у него значительно больше, чем недостатков. Среди наиболее значимых плюсов можно выделить:

Простота конструкции.
Высокий показатель КПД.
Длительный срок эксплуатации.
Небольшие риски поломки устройства.
Существенная экономия электроэнергии.

Так как показатель производительности индукционного котла находится в широком диапазоне, то можно без особых проблем подобрать агрегат под конкретную систему обогрева здания. Эти устройства способны быстро нагревать теплоноситель до заданной температуры, что сделало их достойным конкурентом традиционным котлам.

Во время работы индукционного нагревателя наблюдается небольшая вибрация, благодаря которой с труб стряхивается накипь. В результате можно реже проводить чистку агрегата. Так как теплоноситель находится в постоянном контакте с нагревательным элементом, то риски его выхода из строя сравнительно малы.

Если во время монтажа индукционного котла не было допущено ошибок, то протечки практически исключены. Этот связано с бесконтактной передачей теплоэнергии нагревателю. Использование индукционной технологии нагрева воды позволяет довести его практически до газообразного состояния. Таким образом достигается эффективное движение воды по трубам, и в некоторых ситуациях можно даже обойтись без использования циркуляционных насосных установок.

К сожалению, идеальных устройств сегодня не существует. Вместе с большим количеством преимуществ, индукционные нагреватели имеют и ряд недостатков. Так как для работы агрегата требуется электроэнергия, то в регионах с частыми перебоями в подаче электричества он не сможет работать с максимальной эффективностью.

При перегреве теплоносителя резко возрастает давление в системе и трубы может разорвать. Чтобы этого избежать, индукционный нагреватель нужно оснастить устройством аварийного отключения.

Схема индукционного нагревателя на солнечной энергии

конструкция индукционной плиты/нагревателя, которая может питаться от напряжения солнечной панели. Идея была запрошена г-ном Вамши

Меня зовут Вамши, и я из Хайдарабада, Индия. Я мелкий предприниматель, стремящийся продвигать и продавать продукты нового века на рынке.

Сейчас очень интересуюсь возобновляемыми источниками энергии.

Прочитав ваш блог и следя за ним какое-то время, я был бы очень признателен за ваш интерес к тому, чтобы быть нанятым мной, если вы заинтересованы в проекте индукционной кулинарии с солнечной панелью по очень, очень дешевой цене. (хотел бы представить это для бедных) с помощью государственных схем здесь, в моем штате.

Характеристики, которые я искал, были около

Солнечная панель 180 Вт

Бестрансформаторный инвертор (встроенный в индукционную плиту)

Максимальная мощность индукционной плиты 500 Вт (тип катушки) день .

Прошу прощения, если спецификации, которые я вам дал, могут быть неверными, так как я не из науки, а просто некоторые расчеты, считанные из Интернета. поэтому я понятия не имею об этом, но просто имею концепцию и могу продавать продукт.

Я просмотрел 12-вольтовые кастрюли и другие подобные вещи в Google, но тщетно, чтобы найти какие-либо решения.

Я надеюсь услышать от вас в ближайшее время об этом проекте и сделать его перспективным говорить о светлом будущем.

С уважением

Vamshee

Дизайн
В соответствии со спецификациями выходная мощность 500 Вт предназначена для получения солнечной панели мощностью 180 Вт. Правильный параметр солнечной панели для предлагаемой системы солнечного индукционного нагрева должен составлять примерно 600 Вт, или можно попробовать две параллельные панели по 180 Вт для достижения оптимальных результатов, хотя это будет недешево.
Технические характеристики панели могут варьироваться от 30 до 44 В, а номинальный ток — от 20 до 10 ампер, и потребуется понижающий регулятор, чтобы снизить напряжение до требуемых уровней для цепи индукционного нагревателя.
Ниже показана подходящая схема индукционного нагревателя, в которой используется полумостовая топология драйвера, схема довольно проста и может быть понята следующим образом: до 15 ампер. Регулятор напряжения 7812 снижает входное напряжение до 12 В для микросхемы драйвера, которая представляет собой стандартную полумостовую микросхему драйвера IRS2153 или любую другую аналогичную.
Двухтактный выход микросхемы управляет парой полевых МОП-транзисторов, которые, в свою очередь, передают колебания на основную рабочую катушку индукционного нагревателя через разделительный конденсатор постоянного тока и дроссель, согласующий импеданс.
Блокировочный конденсатор предотвращает протекание чрезмерного тока через рабочую катушку и предотвращает повреждение полевых транзисторов, в то время как дроссель предотвращает попадание в линию возмущающих гармоник и не приводит к неэффективности системы.
Резервуарные конденсаторы емкостью 376 нФ используются для достижения резонанса с рабочей катушкой на частоте около 210 кГц, которая задается цепью R/C между выводами 2 и 3 ИС драйвера. Резистор 33k можно сделать переменным для тонкой настройки или оптимизации эффекта резонанса.
Размер рабочей катушки
Размеры рабочей катушки и расположение резонансного конденсатора представлены на рисунке ниже:
Технические характеристики понижающего преобразователя
Понижающий преобразователь для преобразования высокого напряжения панели в требуемое 24 В для индукционного нагревателя может построить с помощью следующей схемы:
Т1, Т2 вместе с С1, С2 и соответствующими резисторами образуют классический нестабильный мультивибратор (АМВ) с заданной частотой около 30 кГц.
Напряжение панели подается на указанный выше AMV и генерируется на указанной частоте перед подачей на каскад понижающего преобразователя, выполненный с использованием MOSFET и связанного с ним диода, каскада индуктивности.
В периоды отключения от L1 подается напряжение эквивалентной величины в виде противо-ЭДС, которое соответствующим образом фильтруется и подается на подключенную цепь индукционного нагревателя через выходные клеммы.
C4 обеспечивает отсутствие пульсаций в преобразованном сниженном напряжении и помогает получить более чистый постоянный ток для цепи индукционного нагревателя.
Регулируемое напряжение 24 В постоянного тока на выходах может быть достигнуто путем грубой намотки нужного количества витков для L1 методом проб и ошибок, а также путем включения D2, который в конечном итоге стабилизирует выходное напряжение на требуемом уровне.
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем/печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными схемами и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете общаться через комментарии, я буду очень рад помочь!
Электрификация вашего дома может стать большой проблемой. Helio…
Один из важнейших шагов, которые вы можете предпринять для уменьшения своего углеродного следа, — это электрификация вашего дома. Но часто это означает навигацию по запутанной чаще взаимосвязанных решений и шагов.
Например, прежде чем покупать электрический тепловой насос для замены печи, работающей на ископаемом топливе, рекомендуется утеплить дом, чтобы на обогрев и охлаждение не требовалось столько энергии. Планируете установку солнечных батарей? Какой размер вы получите, зависит от того, сколько энергии вам понадобится, когда ваш дом станет полностью электрическим. Хотите купить аккумулятор, чтобы по вечерам использовать накопленную солнечную энергию, например, для зарядки электромобиля?
Может ли ваш электрический щит справиться со всем этим, или он потребует модернизации? И сколько времени и денег все это будет стоить?
Если вас переполняют эти бесчисленные соображения, вы не одиноки.
Подпишитесь, чтобы получать последние новости Canary
Несколько лет назад Эрик Рейнхардт, бывший директор по программным продуктам в Sunrun, взял интервью у пары десятков домовладельцев, которые прошли процесс электрификации дома. Услышав об их опыте, он понял, насколько запутанным и обременительным это может быть.
«Я начал спрашивать [себя], что нам нужно сделать, чтобы это было легко для клиентов?» он сказал. Его ответом на этот вопрос является Helio Home, компания из Денвера, которую он соучредил в 2021 году. Это «универсальный магазин, где вместо того, чтобы звонить от пяти до десяти подрядчиков, вы звоните одному», — сказал он. «Вместо того, чтобы пытаться самостоятельно управлять и быть генеральным подрядчиком, вы получаете… целостный план с нулевым потреблением» — другими словами, план, позволяющий вашему дому производить столько энергии, сколько он потребляет.
Индивидуальные планы нулевого энергопотребления
В прошлом году Сехар Паладугу и его муж Джим Берджесс решили электрифицировать свой дом, но столкнулись с неожиданной проблемой: неохотными подрядчиками. Пара живет в Денвере, и, поскольку их дом площадью 3700 квадратных футов с четырьмя спальнями и четырьмя ванными был разделен на две зоны нагрева и охлаждения, у них было две газовые печи и два кондиционера.
Берджесс и Паладугу хотели заменить эти четыре блока HVAC на один воздушный тепловой насос. Паладугу обзвонил более дюжины подрядчиков, но не смог найти ни одного, кто согласился бы с желанием пары полностью отказаться от газа. «Никто не стал бы мне это цитировать, — сказал он. Те немногие установщики, которые даже подумали бы об этом, были непреклонны в том, чтобы держать печь в сети для резервного копирования.
Затем Паладугу связался с Хелио Хоум. Вместо того, чтобы возражать, стартап разработал дорожную карту для полной электрификации дома пары и привлек подрядчиков, соответствующих их видению.
Берджесс был в восторге. «Я не думал, что это действительно возможно, — сказал он.
Helio предоставляет всем клиентам индивидуальные комплексные планы нулевого энергопотребления, которые охватывают почти все, что необходимо для дома мечты с чистой энергией: изоляция, герметизация воздуха, вентиляция, солнечные панели, тепловые насосы, индукционные плиты, зарядка электромобилей, хранение аккумуляторов. и более.
Планы также показывают предполагаемые затраты клиентов, сокращение выбросов, повышение энергоэффективности и годовые темпы производства и потребления энергии, сказал Рейнхардт. «Затем мы даем [клиентам] возможность двигаться по этой дорожной карте в своем темпе» — что бы это ни было.
Некоторые домовладельцы «готовы ко всему», сказал он. Их менталитет таков: «пациент на столе; давай просто сделаем всю операцию».
Другие предпочитают брать вещи по частям, заменяя оборудование по мере его износа, сказал он. «Когда они будут готовы к следующей вещи в списке, мы готовы прийти и установить ее».
На данный момент Helio Home обслуживает более 100 домов в районе Денвера, помогая каждому избежать выбросов в среднем от 5 до 8 метрических тонн углерода в год.
Страна электрификации
Helio входит в растущее число компаний, а также программ, финансируемых государством и коммунальными службами, которые возникают по всей стране, чтобы помочь клиентам в сложном и многогранном процессе электрификации дома. Большинство из них обслуживают определенные территории и регионы, сотрудничая с местными электриками, сантехниками и установщиками систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для выполнения работ.

Некоторые известные стартапы включают Elephant Energy, которая, как и Helio Home, работает в районе метро Денвера; Amly Energy, работающая в основном в штате Мэн; BlocPower, компания со штаб-квартирой в Бруклине, реализующая программы для жителей Калифорнии, Колорадо, Иллинойса, Нью-Йорка и Висконсина; и Sealed , , которые обслуживают клиентов преимущественно на северо-востоке и востоке Среднего Запада: Нью-Йорк, Нью-Джерси, Коннектикут, Висконсин и некоторые части Пенсильвании и Иллинойса. Как и Helio, эти компании берут на себя роль генерального подрядчика, управляя многими частями проекта электрификации дома от начала до конца.
Стартап из района залива QuitCarbon придерживается другого подхода: компания разрабатывает планы электрификации для клиентов, но вместо того, чтобы управлять самой работой, она направляет клиентов к проверенным подрядчикам, которым клиенты платят напрямую.

No related posts.