Домашна индукционна пещ за топене на метална схема. Направи си сам индукционна фурна

У дома

Помпи и помпено оборудване

Сега пещите с индукционна система се използват широко в процеса на топене на метали. Токът, произведен в полето на индуктора, допринася за нагряването на веществото и тази характеристика на такива устройства е не само основната, но и най-важната. Обработката води до факта, че веществото претърпява няколко трансформации. Първият етап на трансформация е електромагнитният етап, след него електрическият етап и след това термичният етап. Температурата, излъчвана от печката, се прилага почти без следа, така че това решение е най-доброто сред всички останали. Много може да се интересуват от направената печка. След това ще говорим за възможностите за прилагане на такова решение.

Видове пещи за топене на метали

Този тип оборудване може да бъде разделено на основни категории. Първо, сърдечният канал действа като основа и металът се поставя в такива пещи по пръстеновиден начин около индуктора. Втората категория няма такъв елемент. Този тип се нарича тигел и металът се поставя вътре в самия индуктор. В този случай е технически невъзможно да се използва затворено ядро.

Основни принципи

Топилната пещ в този случай работи на базата на явлението магнитна индукция. И има няколко компонента. Индукторът е най-важният компонент на това устройство. Това е намотка, проводниците в която не са обикновени проводници, а медни тръби. Това изискване се определя от конструкцията на топилните пещи. Токът, който преминава в индуктора, генерира магнитно поле, което засяга тигела, вътре в който се намира металът. В този случай ролята на вторичната намотка на трансформатора се възлага на материала, т.е. през него преминава ток, който го нагрява. Така се извършва топенето, дори ако индукционната пещ е направена ръчно. Как да изградим този тип пещ и да увеличим нейната ефективност? Това е важен въпрос, който има отговор. Използването на токове с повишена честота може значително да повиши степента на ефективност на оборудването. За това е подходящо да използвате специални захранвания.

Характеристики на индукционните пещи

Този тип оборудване има определени характеристики, които са както предимства, така и недостатъци.

Тъй като разпределението на метала трябва да бъде равномерно, полученият материал се характеризира с добра хомогенна маса. Този тип пещ работи чрез транспортиране на енергия през зони, като е предвидена и функцията за фокусиране на енергията. Налични са параметри като капацитет, работна честота и метод на облицовка, както и регулиране на температурата, при която се топи металът, което значително улеснява работния процес. Съществуващият технологичен потенциал на пещта създава висока скорост на топене, устройствата са екологични, напълно безопасни за хората и готови за работа по всяко време.

Най-забележимият недостатък на такова оборудване е трудността при почистването му. Тъй като нагряването на шлаката се дължи единствено на топлината, отделена от метала, тази температура не е достатъчна, за да се осигури пълното му използване. Високата температурна разлика между метала и шлаката прави невъзможно процеса на обезвреждане на отпадъците да бъде максимално опростен. Като друг недостатък е обичайно да се подчертава празнината, поради която винаги е необходимо да се намали дебелината на облицовката. Поради такива действия след известно време може да се окаже, че е дефектен.

Използването на индукционни пещи в промишлен мащаб

В промишлеността най-често се срещат тигелни и канални индукционни пещи. При първия всички метали се топят в произволни количества. Резервоарите за метал в такива варианти могат да поберат до няколко тона метал. Разбира се, направи си сам индукционни топилни пещи в този случай не може да се направи. Каналните пещи са предназначени за топене на различни видове цветни метали, както и чугун.

Феновете на радиотехниката и радиотехнологиите често се интересуват от тази тема. Сега става ясно, че създаването на индукционни пещи със собствените си ръце е доста реалистично и много хора успяха да го направят. Въпреки това, за да се създаде такова оборудване, е необходимо да се приложи действието на електрическа верига, която да съдържа предписаните действия на самата пещ. Такива решения изискват участието на хора, способни да произвеждат вълнови трептения. Проста индукционна пещ „направи си сам“ според схемата може да бъде изградена с помощта на четири електронни лампи в комбинация с една неонова, сигнализираща, че системата е готова за работа.

В този случай дръжката на AC кондензатора не е поставена вътре в инструмента. Благодарение на това може да се създаде индукционна пещ „направи си сам“. Схемата на устройството описва подробно местоположението на всеки отделен елемент. Можете да се уверите, че устройството е достатъчно мощно, ако използвате отвертка, която трябва да достигне горещо състояние само за няколко секунди.

Особености

Ако създавате индукционна пещ със собствените си ръце, чийто принцип на работа и сглобяване се изучава и извършва съгласно подходящата схема, трябва да знаете, че един или повече от изброените по-долу фактори могат да повлияят на скоростта на топене в това случай:

Честота на импулса;

Хистерезисни загуби;

Мощност на генератора;

Периодът на отделяне на топлина навън;

Загуби, свързани с появата на вихрови токове.

Ако ще направите индукционна фурна със собствените си ръце, тогава, когато използвате лампи, трябва да запомните, че тяхната мощност трябва да бъде разпределена така, че да са достатъчни четири броя. Когато използвате токоизправител, получавате мрежа от приблизително 220 V.

Домашна употреба на печки

В ежедневието такива устройства се използват доста рядко, въпреки че подобни технологии могат да бъдат намерени в отоплителните системи. Те могат да се видят под формата на микровълнови печки и в средата на новите технологии, това развитие намери широко приложение. Например, използването на вихрови токове в индукционните печки ви позволява да готвите огромно разнообразие от ястия. Тъй като им отнема много малко време за загряване, горелката не може да се включи, ако няма нищо върху нея. Необходими са обаче специални съдове за готвене, за да използвате такива специални и полезни печки.

Процес на сглобяване

Направи си сам индукцията се състои от индуктор, който е соленоид, направен от водно охлаждана медна тръба и тигел, който може да бъде направен от керамични материали, а понякога и от стомана, графит и други. В такова устройство е възможно да се топят чугун, стомана, благородни метали, алуминий, мед, магнезий. Индукционните пещи "направи си сам" се произвеждат с капацитет на тигела от няколко килограма до няколко тона. Те могат да бъдат вакуумни, газови, отворени и компресорни. Пещите се захранват с токове с висока, средна и ниска честота.

Така че, ако се интересувате от индукционна пещ „направи си сам“, схемата включва използването на такива основни компоненти: топилна вана и индукционна единица, която включва огнище, индуктор и магнитна сърцевина. Каналната пещ се различава от тигелната по това, че електромагнитната енергия се преобразува в топлинна енергия в топлоотделящия канал, в който винаги трябва да има електропроводимо тяло. За да се направи първоначалното стартиране на канална пещ, в нея се излива разтопен метал или се вкарва шаблон от материал, който може да бъде разбит в пещта. Когато топенето приключи, металът не се източва напълно, но остава "блато", предназначено да запълни канала за освобождаване на топлина за бъдещи стартирания. Ако ще направите сами индукционна пещ, тогава за да улесните подмяната на камъка на огнището за оборудване, той е направен разглобяем.

Компоненти на пещта

Така че, ако се интересувате от направете сами индукционна мини-фурна, тогава е важно да знаете, че нейният основен елемент е нагревателна намотка. В случай на домашна версия е достатъчно да използвате индуктор, изработен от гола медна тръба с диаметър 10 mm. За индуктора се използва вътрешен диаметър 80-150 mm, а броят на завоите е 8-10. Важно е завоите да не се допират, а разстоянието между тях да е 5-7 мм. Части от индуктора не трябва да влизат в контакт с неговия екран, минималното разстояние трябва да бъде 50 mm.

Ако ще направите сами индукционна пещ, тогава трябва да знаете, че водата или антифризът охлаждат индукторите в индустриален мащаб. В случай на ниска мощност и кратка работа на създаденото устройство е възможно да се направи без охлаждане. Но по време на работа индукторът става много горещ и котленият камък върху медта може не само драстично да намали ефективността на устройството, но и да доведе до пълна загуба на неговата производителност. Невъзможно е самостоятелно да се направи индуктор с охлаждане, така че ще трябва да се сменя редовно. Не трябва да се използва принудително въздушно охлаждане, тъй като корпусът на вентилатора, разположен близо до намотката, ще „привлече“ ЕМП към себе си, което ще доведе до прегряване и намаляване на ефективността на пещта.

Генератор

Когато се сглобява индукционна пещ „направи си сам“, веригата включва използването на такъв важен елемент като генератор. Не трябва да се опитвате да направите печка, ако не знаете основите на радиоелектрониката поне на нивото на среден радиолюбител. Изборът на осцилаторната верига трябва да бъде такъв, че да не дава твърд спектър на тока.

Използване на индукционни пещи

Този тип оборудване е широко разпространено в области като леярни, където металът вече е почистен и трябва да му се придаде специфична форма. Можете също така да получите някои сплави. В производството на бижута те също станаха широко разпространени. Простият принцип на работа и възможността за сглобяване на индукционна пещ със собствените си ръце правят възможно увеличаването на рентабилността на нейното използване. За тази област могат да се използват устройства с капацитет на тигела до 5 килограма. За малки производства тази опция ще бъде оптимална.

Индукционната пещ е пещно устройство, което се използва за топене на цветни (бронз, алуминий, мед, злато и други) и черни (чугун, стомана и други) метали поради работата на индуктор. В полето на неговия индуктор се получава ток, който нагрява метала и го довежда до разтопено състояние.

Свиване

Първо върху него ще действа електромагнитно поле, след това електрически ток и след това ще премине през термичния етап. Простият дизайн на такова устройство за пещ може да бъде сглобен независимо от различни импровизирани средства.

Принцип на действие

Такова пещно устройство е електрически трансформатор с вторична намотка с късо съединение. Принципът на работа на индукционната пещ е както следва:

с помощта на генератор се създава променлив ток в индуктора;
индуктор с кондензатор създава осцилаторна верига, тя е настроена на работната честота;
в случай на използване на самоосцилиращ генератор, кондензаторът се изключва от веригата на устройството и в този случай се използва собственият резерв на капацитет на индуктора;
магнитното поле, създадено от индуктора, може да съществува в свободно пространство или да бъде затворено с помощта на отделна феромагнитна сърцевина;
магнитното поле действа върху металния детайл или заряд, разположен в индуктора, и образува магнитен поток;
съгласно уравненията на Максуел индуцира вторичен ток в детайла;
със солиден и масивен магнитен поток, генерираният ток се затваря в детайла и се създава ток на Фуко или вихров ток;
след образуването на такъв ток влиза в сила законът на Джаул-Ленц и енергията, получена с помощта на индуктор и магнитно поле, загрява металната заготовка или заряд.

Въпреки многоетапната работа, устройството за индукционна пещ може да даде до 100% ефективност във вакуум или въздух. Ако средата има магнитна пропускливост, тогава този индикатор ще се увеличи, в случай на среда от неидеален диелектрик, той ще падне.

устройство

Въпросната пещ е вид трансформатор, но само той няма вторична намотка, а се заменя с метална проба, поставена в индуктора. Той ще провежда ток, но диелектриците не се нагряват в този процес, те остават студени.

Дизайнът на индукционните тигелни пещи включва индуктор, който се състои от няколко навивки от медна тръба, навита под формата на намотка, охлаждащата течност непрекъснато се движи вътре в нея. Индукторът съдържа и тигел, който може да бъде направен от графит, стомана и други материали.

В допълнение към индуктора, в пещта са монтирани магнитна сърцевина и огнище, всичко това е затворено в тялото на пещта. Включва:

При моделите на пещи с висока мощност корпусът на ваната обикновено е доста твърд, така че в такова устройство няма рамка. Закрепването на тялото трябва да издържа на големи натоварвания, когато цялата пещ е наклонена. Рамката най-често се изработва от профилирани стоманени греди.

Тигелната индукционна пещ за топене на метал е монтирана върху основа, в която са монтирани опори, щифтовете на механизма за накланяне на устройството лежат върху техните лагери.

Корпусът на ваната е изработен от метални листове, върху които са заварени усилващи елементи за здравина.

Корпусът на индукционния блок се използва като свързващо звено между трансформатора на пещта и камъка на огнището. За да се намалят загубите на ток, той е направен от две половини, между които е предвидено изолиращо уплътнение.

Замазката на половинките се получава поради болтове, шайби и втулки. Такъв корпус е направен отлят или заварен, при избора на материал за него се предпочитат немагнитни сплави. Двукамерната индукционна стоманена пещ се доставя с общ корпус за ваната и за индукционния модул.

В малките фурни, които нямат водно охлаждане, има вентилационен блок, който помага за отстраняване на излишната топлина от устройството. Дори ако инсталирате индуктор с водно охлаждане, е необходимо да вентилирате отвора, близо до камъка на огнището, за да не прегрява.

В съвременните пещни инсталации има не само индуктор с водно охлаждане, но и водно охлаждане на корпусите. На рамката на пещта могат да се монтират вентилатори, задвижвани от задвижващ двигател. При значителна маса на такова устройство вентилационното устройство е монтирано близо до пещта. Ако индукционната пещ за производство на стомана се предлага с подвижна версия на индукционните модули, тогава всеки от тях е снабден със собствен вентилатор.

Отделно, заслужава да се отбележи механизмът за накланяне, който за малките пещи се предлага с ръчно задвижване, а за големите е оборудван с хидравлично задвижване, разположено на чучура за източване. Какъвто и механизъм за накланяне да е инсталиран, той трябва да гарантира, че цялото съдържание на банята е напълно източено.

Изчисляване на мощността

Тъй като индукционният метод за топене на стомана е по-евтин от подобни методи, базирани на използването на мазут, въглища и други енергийни носители, изчисляването на индукционна пещ започва с изчисляването на мощността на агрегата.

Силата на индукционната пещ е разделена на активна и полезна, всяка от тях има своя собствена формула.

Като първоначални данни трябва да знаете:

капацитетът на пещта, в разглеждания случай например, е равен на 8 тона;
единична мощност (взета е нейната максимална стойност) - 1300 kW;
честота на тока - 50 Hz;
производителността на пещната инсталация е 6 тона на час.

Също така е необходимо да се вземе предвид разтопеният метал или сплав: по условие това е цинк. Това е важен момент, топлинният баланс на топенето на чугун в индукционна пещ, както и на други сплави.

Полезна мощност, която се предава на течния метал:

Рpol \u003d Wtheor × t × P,
Wtheor - специфичен разход на енергия, той е теоретичен и показва прегряването на метала с 1 0 C;
P - производителност на пещната инсталация, t/h;
t е температурата на прегряване на сплавта или металната заготовка във ваната пещ, 0 С
Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Активна мощност:

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - взето от предишната формула, kW;
Yuterm - ефективността на леярската пещ, нейните граници са от 0,7 до 0,85, средно те са 0,76.
P \u003d 1311.2 / 0.76 \u003d 1892.1 kW, стойността е закръглена до 1900 kW.

На последния етап се изчислява мощността на индуктора:

Кора \u003d P / N,
P е активната мощност на пещната инсталация, kW;
N е броят на индукторите, предоставени на пещта.
Кора \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Консумацията на енергия на индукционна пещ при топене на стомана зависи от нейната производителност и вида на индуктора.

Видове и подвидове

Индукционните пещи са разделени на два основни типа:

В допълнение към това разделяне, индукционните пещи са компресорни, вакуумни, отворени и напълнени с газ.

Направи си сам индукционни пещи

Сред наличните общи методи за създаване на такива единици можете да намерите стъпка по стъпка ръководство за това как да направите индукционна пещ от заваръчен инвертор, с нихромова спирала или графитни четки, ще дадем техните характеристики.

Устройството от високочестотния генератор

Извършва се, като се вземат предвид номиналната мощност на блока, загубите от вихрови вълни и хистерезисните течове. Конструкцията ще се захранва от конвенционална 220 V мрежа, но с помощта на токоизправител. Този тип пещ може да се предлага с графитни четки или нихромова спирала.

За да създадете фурна, ще ви трябва:

два диода UF4007;
филмови кондензатори;
полеви транзистори в количество от два броя;
резистор 470 ома;
два дроселни пръстена, те могат да бъдат премахнати от стария инженер на компютърната система;
сечение на меден проводник Ø 2 mm.

Като инструмент се използват поялник и клещи.

Ето диаграма за индукционна пещ:

Индукционните преносими топилни пещи с такъв план се създават в следната последователност:

Транзисторите са разположени на радиатори. Поради факта, че по време на процеса на топене на метала веригата на устройството се нагрява бързо, радиаторът за него трябва да бъде избран с големи параметри. Допустимо е да се монтират няколко транзистора на един генератор, но в този случай те трябва да бъдат изолирани от метала с уплътнения от пластмаса и гума.
Правят се два дросела. За тях се вземат два пръстена, предварително отстранени от компютъра, около тях се увива медна жица, броят на завоите е ограничен от 7 до 15.
Кондензаторите са комбинирани в батерия, за да произведат капацитет от 4,7 микрофарада на изхода, свързването им се извършва паралелно.
Медна тел е увита около индуктора, диаметърът му трябва да бъде 2 мм. Вътрешният диаметър на намотката трябва да съответства на размера на тигела, използван за пещта. Общо се правят 7-8 навивки и се оставят дълги краища, за да могат да се свържат към веригата.
Като източник към сглобената верига е свързана батерия от 12 V, която е достатъчна за около 40 минути работа на пещта.

При необходимост калъфът се изработва от материал с висока термоустойчивост. Ако индукционна пещ за топене е направена от заваръчен инвертор, тогава трябва да се изисква защитен калъф, но той трябва да бъде заземен.

Графитен дизайн на четката

Такава пещ се използва за топене на всякакви метали и сплави.

За да създадете устройство, трябва да подготвите:

графитни четки;
прах гранит;
трансформатор;
шамотна тухла;
метална жица;
тънък алуминий.

Технологията на сглобяване на конструкцията е както следва:

Устройство с нихромова спирала

Такова устройство се използва за топене на големи количества метал.

Следните се използват като консумативи за подреждане на домашна фурна:

нихром;
азбестова нишка;
парче керамична тръба.

След свързване на всички компоненти на пещта според схемата, нейната работа е следната: след прилагане на електрически ток към нихромовата спирала, тя предава топлина на метала и го разтопява.

Създаването на такава пещ се извършва в следната последователност:

Този дизайн се характеризира с висока производителност, охлажда се дълго време и бързо се нагрява. Но трябва да се има предвид, че ако спиралата е лошо изолирана, тя бързо ще изгори.

Цени за готови индукционни пещи

Домашните проекти на пещи ще струват много по-евтино от закупените, но те не могат да бъдат създадени в големи обеми, така че не можете да правите без готови опции за масово производство на стопилката.

Цените на индукционните пещи за топене на метал зависят от техния капацитет и конфигурация.

Модел	Характеристики и особености	Цена, рубли
INDUTHERM MU-200	Пещта поддържа 16 температурни програми, максималната температура на нагряване е 1400 0С, режимът се управлява с термодвойка тип S. Уредът произвежда мощност 3,5 kW.	820 хиляди
INDUTHERM MU-900	Пещта се захранва от 380 V захранване, температурата се контролира с помощта на S-тип термодвойка и може да достигне до 1500 0C. Мощност - 15 kW.	1,7 милиона
УПИ-60-2	Тази мини индукционна топилна пещ може да се използва за топене на цветни и благородни метали. Заготовките се зареждат в графитен тигел, нагряването им се извършва на принципа на трансформатор.	125 хиляди
IST-1/0.8 M5	Индукторът на пещта е кошница, в която е изградена магнитна верига заедно с намотка. Единица 1 тон.	1,7 милиона
UI-25P	Устройството на пещта е проектирано за натоварване от 20 кг, оборудвано е с редукционен наклон на топилния агрегат. Към пещта е включен блок от кондензаторни батерии. Инсталационна мощност - 25 kW. Максималното нагряване t е 1600 0С.	470 хиляди
UI-0.50T-400	Устройството е проектирано за натоварване от 500 kg, максималната мощност на инсталацията е 525 kW, напрежението за него трябва да бъде най-малко 380V, максималната работна t е 1850 0C.	900 хиляди
ST 10	Фурната на италианската фирма е оборудвана с дигитален термостат, в контролния панел е вградена SMD технология, която е бърза. Универсалният модул може да работи с различни вместимости от 1 до 3 кг, като за целта не е необходимо да се пренастройва. Предназначен е за благородни метали, максималната му температура е 1250 0С.	1 милион
ST 12	Статична индукционна фурна с цифров термостат. Може да бъде допълнена с камера за вакуумно леене, което прави възможно производството на отливки непосредствено до машината. Управлението се извършва с помощта на сензорен панел. Максималната температура е 1250 0С.	1050 хиляди
ИЧТ-10ТН	Пещта е проектирана за натоварване от 10 тона, доста обемна единица, за нейното инсталиране е необходимо да се отдели затворена работилница.	8,9 милиона

Заключение

Да направите сами индукционна пещ е вълнуващо, но идва с някои ограничения и неизвестни последствия, тъй като трябва да разчитате на законите на физиката и химията и който не е силен в това, няма да може да извърши процеса безопасно. За често използване на такава инсталация е по-добре да изберете подходящата опция от горното.

← Предишна статия Следваща статия →

Домакински индукционна печка може лесно да отоплява дом. В индустрията тези устройства участват в топенето на различни метали. Освен това те могат да участват в термичната обработка на детайлите, както и в тяхното закаляване. Основното предимство на индукционната фурна е лекотата на използване. Освен това са лесни за поддръжка и не изискват периодични прегледи, което е много важно.

Няма абсолютно никаква нужда да отделяте отделна стая за инсталирането на това устройство. Производителността на тези устройства е много добра. Това до голяма степен се дължи на факта, че в конструкцията няма части, които са обект на механично износване. Като цяло, индукционните пещи са безопасни за човешкото здраве и не представляват опасност по време на работа.

Как работи?

Работата на индукционната пещ започва с подаване на променлив ток към генератора. В същото време той преминава през специален индуктор, който се намира вътре в конструкцията. След това в устройството се използва кондензатор. Основната му задача е да образува колебателна верига. В този случай цялата система е настроена на работната честота. Индукторът в пещта създава променливо магнитно поле. По това време напрежението в устройството се повишава до 200 V.

За да завърши веригата, системата има феромагнитна сърцевина, но не е инсталирана на всички модели. Впоследствие магнитното поле взаимодейства с детайла и създава мощен поток. След това електропроводимият елемент се индуцира и възниква вторично напрежение. Това създава вихров ток в кондензатора. Според закона на Джаул-Ленц той предава енергията си на индуктора. В резултат на това детайлът в пещта се нагрява.

Домашни индукционни фурни

Индукционната пещ „направи си сам“ се изработва стриктно според чертежите при спазване на правилата за безопасност. Тялото на устройството трябва да бъде избрано от алуминиева сплав. В горната част на конструкцията трябва да се осигури голяма платформа. Дебелината му трябва да бъде най-малко 10 мм. Най-често се използва стоманен шаблон за пълнене на тигела. За източване на разтопения метал е необходима облицовъчна кухина под формата на чучур. В този случай конструкцията трябва да има подложка за пълнене.

За секциите е монтирана изолационна стойка над шаблона. Директно под него ще има шарнирна опора. За да се охлади индукторът, пещта трябва да има фитинг. Напрежението се подава към устройството през моста, който се намира в долната част на устройството. За да наклоните контейнера, индукционната пещ „направи си сам“ трябва да има отделна скоростна кутия. В този случай е най-добре да направите дръжка, така че да е възможно металът да се слее ръчно.

Пещи на фирма "Термолит"

Индукционните пещи за топене на метал от тази марка имат приемлива мощност на конвертора. В същото време капацитетът на камерите в моделите може да варира значително. Средната скорост на топене на метала е 0,4 t/h. В същото време номиналното напрежение на захранващата мрежа варира около 0,3 V. Консумацията на вода в пещ от индукционен тип зависи от охладителната система. Обикновено този параметър е 10 кубически метра / час. В същото време специфичната консумация на енергия е доста висока.

Характеристики на пещта "Termolit TM1"

Тази топилна пещ (индукция) е с общ капацитет от 0,03 тона. В същото време мощността на преобразувателя е само 50 kW, а средната скорост на топене е 0,04 тона на час. Напрежението на захранващата среда трябва да бъде поне 0,38 V. Консумацията на вода за охлаждане при този модел е незначителна. Това до голяма степен се дължи на ниската мощност на устройството.

От недостатъците трябва да се подчертае високата консумация на енергия. Средно на час работа на пещта се консумират около 650 kW. Честотният преобразувател в този модел има клас "TPCh-50". Като цяло "Termolit TM1" е икономично оборудване, но с лоша производителност.

Индукционна пещ "TG-2"

Индукционните топилни пещи от серията TG се произвеждат с капацитет на камерата 0,6 тона. Номиналната мощност на устройството е 100 kW. В същото време е възможно да се стопят 0,16 тона цветни метали на час непрекъсната работа. Този модел се захранва от мрежа с напрежение 0,3 V.

Консумацията на вода на пещта "TG-2" от индукционния тип е доста значителна и средно се консумират до 10 кубични метра течност на час работа. Всичко това се дължи на необходимостта от интензивно охлаждане на скоростната кутия. Положителната страна е умерената консумация на енергия. Обикновено на час работа се изразходват до 530 kW електроенергия. Честотният преобразувател в модела "TG-2" е инсталиран в клас "TPCh-100".

Пещи "Thermo Pro"

Основните модификации на оборудването на тази фирма са индукционни топилни пещи SAT 05, SAK-1 и SOT 05. Средната им номинална точка на топене е 900 градуса. В същото време мощността на устройствата варира около 150 kW. Освен това трябва да се отбележи доброто им представяне. За един час работа на цветни метали могат да се стопят 80 кг. В същото време много модели Thermo Pro са направени за тясно насочена употреба. Някои от тях са предназначени изключително за работа с алуминий, докато други модификации се използват за топене на олово или калай.

Модификация "SAT 05"

Тази индукционна пещ е предназначена за стопяване на алуминий. Мощността на това устройство е точно 20 kW. В същото време на час работа могат да бъдат прекарани до 20 кг метал. Капацитетът на камерата при модела "SAT 05" е 50 kg, а честотният преобразувател е от клас "TFC".

Батериите в устройството са инсталирани тип кондензатор. В долната част на конструкцията производителят монтира специален кабел с водно охлаждане. Панелът за управление в този модел е наличен. Наред с други неща, трябва да се отбележи голям набор от пещ "SAT 05". Включва всички аксесоари за монтаж, както и експлоатационни документи.

Параметри на пещта "SAK-1"

Тази индукционна пещ се използва най-често за топене на олово, както и на калай. В някои случаи е разрешено да се полага мед, но производителността намалява значително. Средната температура на топене варира около 1000 градуса, това устройство има мощност от 250 kW. За един час непрекъсната работа е възможно да се пропуснат до 400 кг цветни метали. В същото време капацитетът на оборудването позволява товарене до 1000 кг материал. Захранващото напрежение е 0,3 kV.

Консумацията на вода за охлаждане на модела SAK-1 е незначителна. Фурната консумира приблизително 10 кубически метра течност на час. Специфичната консумация на енергия също е малка и възлиза на 530 kW. Честотният преобразувател в този дизайн е предвиден за марката "TPC-400". Като цяло моделът SAK-1 се оказа икономичен и лесен за използване.

Преглед на модела "SAK 05".

Индукционните пещи за топене на метал "SAK 05" имат голям капацитет - 0,5 т. В същото време мощността на захранващия преобразувател е 400 kW. Работната скорост на топене в тази пещ е доста висока. Номиналното напрежение на устройството е 0,3 kV. За един час работа с вода се изразходват приблизително 11 кубически метра за охлаждане на системата. Трябва също да се отбележи, че консумацията на енергия е значителна и възлиза на 530 kW. Честотният преобразувател в устройството има клас "TPCh-400". В същото време той е в състояние да изпомпва максимална температура до 800 градуса. Индукционната пещ "SAK 05" е предназначена изключително за топене на алуминий и бронз. Топлообменният шкаф е монтиран на марката производител "IM". Трябва да се отбележи и удобно дистанционно управление. В системата има алармена система и хидравлична станция.

Освен всичко друго, стандартно са включени комплект турбо гуми и аксесоари за монтаж. Като цяло моделът SAK 05 се оказа доста сигурен и можете да го използвате без риск за здравето. Това до голяма степен е постигнато чрез пръти, които са монтирани на хидравлични цилиндри. В същото време металът практически не се пръска. Директното регулиране на честотата по време на работа се извършва в автоматичен режим. В този модел средно напрежение се използват кондензатори.

Индукционното отопление не е възможно без използването на три основни елемента:

индуктор;
генератор;
нагревателен елемент.

Индукторът е намотка, обикновено изработена от медна тел, която генерира магнитно поле. Алтернатор се използва за генериране на високочестотен поток от стандартен 50 Hz битов поток. Като нагревателен елемент се използва метален предмет, способен да абсорбира топлинна енергия под въздействието на магнитно поле.

Ако свържете тези елементи правилно, можете да получите високоефективно устройство, което е идеално за отопление на течна охлаждаща течност и отопление на къща. С помощта на генератор към индуктора се подава електрически ток с необходимите характеристики, т.е. на медна намотка. При преминаване през него потокът от заредени частици образува магнитно поле.

Принципът на работа на индукционните нагреватели се основава на възникването на електрически токове вътре в проводниците, които се появяват под въздействието на магнитни полета.

Особеността на полето е, че има способността да променя посоката на електромагнитните вълни при високи честоти. Ако в това поле се постави някакъв метален предмет, той ще започне да се нагрява без пряк контакт с индуктора под въздействието на създадените вихрови токове.

Високочестотният електрически ток, протичащ от инвертора към индукционната намотка, създава магнитно поле с постоянно променящ се вектор от магнитни вълни. Металът, поставен в това поле, бързо се нагрява

Липсата на контакт позволява загубите на енергия при прехода от един тип към друг да бъдат незначителни, което обяснява повишената ефективност на индукционните котли.

За да загреете вода за отоплителния кръг, достатъчно е да осигурите контакта й с метален нагревател. Често като нагревателен елемент се използва метална тръба, през която просто преминава поток от вода. Водата едновременно охлажда нагревателя, което значително увеличава експлоатационния му живот.

Електромагнитът на индукционно устройство се получава чрез навиване на тел около сърцевина на феромагнит. Получената индукционна намотка се нагрява и предава топлина на нагрятото тяло или на охлаждащата течност, протичаща наблизо през топлообменника

Литература

Бабат Г. И., Свенчански А. Д.Електрически индустриални фурни. - М.: Госенергоиздат, 1948. - 332 с.
Бурак Я. И., Огирко И. В.Оптимално нагряване на цилиндрична обвивка с температурно-зависими характеристики на материала // Мат. методи и физ.-мех. полета. - 1977. - Бр. 5. - С. 26-30.
Василиев А.С.Лампови генератори за високочестотно отопление. - Л.: Машиностроене, 1990. - 80 с. - (Библиотека на високочестотен термист ; бр. 15). – 5300 бр. - ISBN 5-217-00923-3.
Власов В. Ф.Курс по радиотехника. - М.: Госенергоиздат, 1962. - 928 с.
Изюмов Н. М., Линде Д. П.Основи на радиотехниката. - М.: Госенергоиздат, 1959. - 512 с.
Лозински М. Г.Промишлено приложение на индукционно нагряване. - М.: Издателство на Академията на науките на СССР, 1948. - 471 с.
Използването на високочестотни токове в електротермията / Ed. А. Е. Слухоцки. - Л.: Машиностроене, 1968. - 340 с.
Слухоцки А. Е.Индуктори. - Л.: Машиностроене, 1989. - 69 с. - (Библиотека на високочестотен термист ; бр. 12). - 10 000 копия. - ISBN 5-217-00571-8.
Фогел А. А.Индукционен метод за задържане на течни метали в суспензия / Ed. А. Н. Шамова. - 2-ро изд., коригирано. - Л.: Машиностроение, 1989. - 79 с. - (Библиотека на високочестотен термист; бр. 11). – 2950 бр. - .

Принцип на действие

Последният вариант, най-често използван в отоплителните котли, стана търсен поради простотата на неговото изпълнение. Принципът на работа на индукционния нагревател се основава на прехвърлянето на енергия на магнитното поле към охлаждащата течност (вода). Магнитното поле се образува в индуктора. Променливият ток, преминаващ през намотката, създава вихрови токове, които трансформират енергията в топлина.

Принципът на работа на инсталацията за индукционно отопление

Водата, подадена през долната тръба към котела, се нагрява чрез пренос на енергия и излиза през горната тръба, навлизайки по-нататък в отоплителната система. За създаване на налягане се използва вградена помпа. Постоянно циркулиращата вода в котела не позволява елементите да се прегряват. Освен това по време на работа топлоносителят вибрира (при ниско ниво на шум), поради което отлагането на котлен камък по вътрешните стени на котела е невъзможно.

Индукционните нагреватели могат да бъдат изпълнени по различни начини.

Изчисляване на мощността

Силата на индукционната пещ е разделена на активна и полезна, всяка от тях има своя собствена формула.

Като първоначални данни трябва да знаете:

капацитетът на пещта, в разглеждания случай например, е равен на 8 тона;
единична мощност (взета е нейната максимална стойност) - 1300 kW;
честота на тока - 50 Hz;
производителността на пещната инсталация е 6 тона на час.

Полезна мощност, която се предава на течния метал:

Рpol \u003d Wtheor × t × P,
Wtheor - специфичен разход на енергия, той е теоретичен и показва прегряването на метала с 10C;
P - производителност на пещната инсталация, t/h;
t - температура на прегряване на сплав или метална заготовка във вана пещ, 0C
Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Активна мощност:

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - взето от предишната формула, kW;
Yuterm - ефективността на леярската пещ, нейните граници са от 0,7 до 0,85, средно те са 0,76.
P \u003d 1311.2 / 0.76 \u003d 1892.1 kW, стойността е закръглена до 1900 kW.

На последния етап се изчислява мощността на индуктора:

Кора \u003d P / N,
P е активната мощност на пещната инсталация, kW;
N е броят на индукторите, предоставени на пещта.
Кора \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Компоненти на пещта

За индуктора се използва вътрешен диаметър 80-150 mm, а броят на завоите е 8-10. Важно е завоите да не се допират, а разстоянието между тях да е 5-7 мм. Части от индуктора не трябва да влизат в контакт с неговия екран, минималното разстояние трябва да бъде 50 mm.

Проблемът с индукционното нагряване на детайли от магнитни материали

Ако инверторът за индукционно нагряване не е автоосцилатор, няма самонастройваща се верига (PLL) и работи от външен главен осцилатор (с честота, близка до резонансната честота на осцилатора "индуктор - компенсираща кондензаторна банка" верига). В момента, в който детайл от магнитен материал се въвежда в индуктора (ако размерите на детайла са достатъчно големи и съизмерими с размерите на индуктора), индуктивността на индуктора рязко се увеличава, което води до рязко намаляване на естествения резонансна честота на колебателния кръг и нейното отклонение от честотата на главния осцилатор. Веригата излиза от резонанс с главния осцилатор, което води до увеличаване на нейното съпротивление и рязко намаляване на мощността, предавана към детайла. Ако мощността на уреда се управлява от външно захранване, тогава естествената реакция на оператора е да увеличи захранващото напрежение на уреда. Когато детайлът се нагрее до точката на Кюри, неговите магнитни свойства изчезват, естествената честота на осцилаторния кръг се връща обратно към честотата на главния осцилатор. Съпротивлението на веригата рязко намалява, консумацията на ток рязко се увеличава. Ако операторът няма време да премахне повишеното захранващо напрежение, устройството прегрява и се поврежда.
Ако инсталацията е оборудвана с автоматична система за управление, тогава системата за управление трябва да следи прехода през точката на Кюри и автоматично да намалява честотата на главния осцилатор, като го регулира до резонанс с осцилаторния кръг (или да намали подаваната мощност, ако честотата промяната е неприемлива).

Ако се нагряват немагнитни материали, горното няма значение. Въвеждането на детайл от немагнитен материал в индуктора практически не променя индуктивността на индуктора и не измества резонансната честота на работния колебателен кръг и няма нужда от система за управление.

Ако размерите на детайла са много по-малки от размерите на индуктора, тогава той също не измества значително резонанса на работната верига.

индукционни печки

Основна статия: Индукционна печка

Индукционна печка- електрическа кухненска печка, която загрява метални съдове с индуцирани вихрови токове, генерирани от високочестотно магнитно поле с честота 20-100 kHz.

Такава печка има висока ефективност в сравнение с нагревателните елементи на електрическите печки, тъй като по-малко топлина се изразходва за нагряване на кутията и освен това няма период на ускоряване и охлаждане (когато енергията, генерирана, но не усвоена от съдовете, се губи ).

Индукционни топилни пещи

Основна статия: Индукционна тигелна пещ

Индукционни (безконтактни) топилни пещи - електрически пещи за топене и прегряване на метали, при които нагряването се получава поради вихрови токове, възникващи в метален тигел (и метал) или само в метал (ако тигелът не е направен от метал; този метод на нагряване е по-ефективен, ако тигелът е лошо изолиран).

Използва се в леярни цехове на заводи, както и в цехове за прецизно леене и ремонтни работилници на машиностроителни заводи за получаване на висококачествени стоманени отливки. В графитен тигел е възможно да се топят цветни метали (бронз, месинг, алуминий) и техните сплави. Индукционната пещ работи на принципа на трансформатор, в който първичната намотка е индуктор с водно охлаждане, вторичният и същевременно товар е металът в тигела. Нагряването и топенето на метала възникват поради протичащите в него токове, които възникват под въздействието на електромагнитното поле, създадено от индуктора.

История на индукционното нагряване

Откриването на електромагнитната индукция през 1831 г. принадлежи на Майкъл Фарадей. Когато проводник се движи в полето на магнит, в него се индуцира ЕМП, точно както при движение на магнит, чиито силови линии пресичат проводящата верига. Токът във веригата се нарича индуктивен. Изобретенията на много устройства се основават на закона за електромагнитната индукция, включително определящите - генератори и трансформатори, които генерират и разпределят електрическа енергия, която е фундаменталната основа на цялата електрическа индустрия.

През 1841 г. Джеймс Джоул (и, независимо от него, Емил Ленц) формулират количествена оценка на топлинния ефект на електрическия ток: „Мощността на топлината, отделена на единица обем на средата по време на протичането на електрически ток, е пропорционална на произведението от плътността на електрическия ток и големината на напрегнатостта на електрическото поле” (закон на Джаул - Ленц). Топлинният ефект на индуцирания ток даде повод за търсене на устройства за безконтактно нагряване на метали. Първите експерименти за нагряване на стомана с индуктивен ток са направени от Е. Колби в САЩ.

Първият успешно действащ т.нар. Каналната индукционна пещ за топене на стомана е построена през 1900 г. от Benedicks Bultfabrik в Gysing, Швеция. В уважаваното списание от онова време "ИНЖЕНЕРЪТ" на 8 юли 1904 г. се появи известният, където шведският изобретател инженер F. A. Kjellin говори за своето развитие. Пещта се захранваше от монофазен трансформатор. Топенето се извършва в тигел под формата на пръстен, металът в него е вторичната намотка на трансформатор, захранван от ток от 50-60 Hz.

Първата пещ с мощност 78 kW е пусната в експлоатация на 18 март 1900 г. и се оказва много неикономична, тъй като капацитетът на топене е само 270 kg стомана на ден. Следващата пещ е произведена през ноември същата година с мощност 58 kW и капацитет 100 kg за стомана. Пещта показа висока рентабилност, капацитетът на топене беше от 600 до 700 кг стомана на ден. Въпреки това, износването от топлинни колебания беше на неприемливо ниво и честите смени на облицовката намалиха резултатната ефективност.

Изобретателят стигна до заключението, че за максимална производителност на топене е необходимо да се остави значителна част от стопилката по време на изхвърлянето, което избягва много проблеми, включително износване на облицовката. Този метод за топене на стомана с остатък, който започнаха да наричат "блато", оцеля и до днес в някои отрасли, където се използват пещи с голям капацитет.

През май 1902 г. е пусната в експлоатация значително подобрена пещ с капацитет 1800 kg, разтоварването е 1000-1100 kg, балансът е 700-800 kg, мощността е 165 kW, капацитетът за топене на стомана може да достигне до 4100 кг на ден! Подобен разход на енергия от 970 kWh/t впечатлява със своята ефективност, която не отстъпва много на съвременната производителност от около 650 kWh/t. Според изчисленията на изобретателя, от консумирана мощност от 165 kW, 87,5 kW са отишли в загуби, полезната топлинна мощност е 77,5 kW и е получена много висока обща ефективност от 47%. Рентабилността се обяснява с дизайна на пръстена на тигела, който позволява да се направи многооборотен индуктор с нисък ток и високо напрежение - 3000 V. Съвременните пещи с цилиндричен тигел са много по-компактни, изискват по-малко капиталови инвестиции, по-лесни са да работят, оборудвани с много подобрения за сто години от тяхното развитие, но ефективността е увеличена незначително. Вярно е, че изобретателят в публикацията си пренебрегна факта, че електроенергията се плаща не за активна мощност, а за пълна мощност, която при честота 50-60 Hz е приблизително два пъти по-висока от активната мощност. И в съвременните пещи реактивната мощност се компенсира от кондензаторна банка.

С изобретението си инженерът F. A. Kjellin постави началото на развитието на индустриални канални пещи за топене на цветни метали и стомана в индустриалните страни на Европа и Америка. Преходът от 50-60 Hz канални пещи към модерни високочестотни тигелни пещи продължи от 1900 до 1940 г.

Отоплителна система

За да направят индукционен нагревател, опитни занаятчии използват обикновен заваръчен инвертор, който преобразува директно напрежение в променливо напрежение. За такива случаи се използва кабел с напречно сечение 6-8 mm, но не стандартен за заваръчни машини от 2,5 mm.

Такива отоплителни системи трябва задължително да бъдат от затворен тип, а управлението е автоматично. За друга безопасност се нуждаете от помпа, която ще циркулира през системата, както и вентил за обезвъздушаване. Такъв нагревател трябва да бъде защитен от дървени мебели, както и от пода и тавана на поне 1 метър.

Изпълнение у дома

Индукционното отопление все още не е достатъчно завладяло пазара поради високата цена на самата отоплителна система. Така например за промишлени предприятия такава система ще струва 100 000 рубли, за битови нужди - от 25 000 рубли. и по-високи. Следователно интересът към схемите, които ви позволяват да създадете домашен индукционен нагревател със собствените си ръце, е съвсем разбираем.

индукционен котел за отопление

Базиран на трансформатор

Основният елемент на индукционната отоплителна система с трансформатор ще бъде самото устройство, което има първична и вторична намотка. Вихрови потоци ще се образуват в първичната намотка и ще създадат електромагнитно индукционно поле. Това поле ще повлияе на вторичния, който всъщност е индукционен нагревател, физически изпълнен под формата на тяло на отоплителен котел. Това е вторичната намотка с късо съединение, която предава енергия на охлаждащата течност.

Вторична късо съединена намотка на трансформатора

Основните елементи на инсталацията за индукционно отопление са:

сърцевина;
навиване;
два вида изолация - топлоизолация и електроизолация.

Сърцевината представлява две феримагнитни тръби с различен диаметър с дебелина на стената най-малко 10 mm, заварени една в друга. По външната тръба е направена тороидална намотка от меден проводник. Необходимо е да се наложат от 85 до 100 оборота с еднакво разстояние между оборотите. Променливият ток, променящ се във времето, създава вихрови потоци в затворена верига, които загряват сърцевината, а оттам и охлаждащата течност, чрез индукционно нагряване.

Използване на високочестотен заваръчен инвертор

Индукционен нагревател може да бъде създаден с помощта на заваръчен инвертор, където основните компоненти на веригата са алтернатор, индуктор и нагревателен елемент.

Генераторът се използва за преобразуване на стандартната честота на мрежата от 50 Hz в ток с по-висока честота. Този модулиран ток се прилага към цилиндричен индуктор, където медна жица се използва като намотка.

Меден проводник за навиване

Намотката създава променливо магнитно поле, чийто вектор се променя с честотата, зададена от генератора. Създадените вихрови токове, предизвикани от магнитното поле, нагряват металния елемент, който предава енергия на охлаждащата течност. По този начин се реализира още една схема за индукционно отопление „направи си сам“.

Нагревателен елемент може да се създаде и със собствените си ръце от нарязана метална жица с дължина около 5 mm и парче полимерна тръба, в която е поставен металът. Когато монтирате клапани в горната и долната част на тръбата, проверете плътността на пълнене - не трябва да има свободно пространство. Съгласно схемата, около 100 навивки медни кабели са насложени върху горната част на тръбата, която е индукторът, свързан към клемите на генератора. Индукционното нагряване на медна жица възниква поради вихрови токове, генерирани от променливо магнитно поле.

Забележка: Индукционните нагреватели "направи си сам" могат да бъдат направени по всяка схема, основното нещо, което трябва да запомните, е, че е важно да се извърши надеждна топлоизолация, в противен случай ефективността на отоплителната система ще спадне значително. .

Предимства и недостатъци на устройството

„Плюсовете“ на вихровия индукционен нагревател са многобройни. Това е проста схема за самостоятелно производство, повишена надеждност, висока ефективност, относително ниски разходи за енергия, дълъг експлоатационен живот, ниска вероятност от повреди и др.

Производителността на устройството може да бъде значителна; единици от този тип се използват успешно в металургичната промишленост. По отношение на скоростта на нагряване на охлаждащата течност устройствата от този тип уверено се конкурират с традиционните електрически котли, температурата на водата в системата бързо достига необходимото ниво.

По време на работа на индукционния котел нагревателят леко вибрира. Тази вибрация отърсва варовика и други възможни замърсители от стените на металната тръба, така че такова устройство рядко се нуждае от почистване. Разбира се, отоплителната система трябва да бъде защитена от тези замърсители с механичен филтър.

Индукционната намотка загрява метала (тръба или парчета тел), поставен вътре в нея, използвайки високочестотни вихрови токове, контактът не е необходим

Постоянният контакт с вода също минимизира вероятността от изгаряне на нагревателя, което е доста често срещан проблем за традиционните котли с нагревателни елементи. Въпреки вибрациите, котелът работи изключително тихо, не е необходима допълнителна шумоизолация на мястото на монтаж на уреда.

Индукционните котли също са добри, защото те почти никога не изтичат, ако само инсталирането на системата е извършено правилно. Липсата на течове се дължи на безконтактния метод за пренос на топлинна енергия към нагревателя. Охлаждащата течност, използваща описаната по-горе технология, може да се нагрее почти до състояние на пара.

Това осигурява достатъчна топлинна конвекция за стимулиране на ефективно движение на охлаждащата течност през тръбите. В повечето случаи отоплителната система няма да трябва да бъде оборудвана с циркулационна помпа, въпреки че всичко зависи от характеристиките и оформлението на конкретна отоплителна система.

Понякога е необходима циркулационна помпа. Инсталирането на устройството е сравнително лесно. Въпреки че това ще изисква известни умения за инсталиране на електрически уреди и отоплителни тръби.

Но това удобно и надеждно устройство има редица недостатъци, които също трябва да се имат предвид. Например, котелът загрява не само охлаждащата течност, но и цялото работно пространство около него. Необходимо е да се отдели отделно помещение за такова устройство и да се премахнат всички чужди предмети от него. За човек продължителният престой в непосредствена близост до работещ котел също може да бъде опасен.

Индукционните нагреватели изискват електричество, за да работят. Както домашното, така и фабрично произведеното оборудване са свързани към домакинската мрежа за променлив ток.

Устройството изисква електричество, за да работи. В райони, където няма свободен достъп до това предимство на цивилизацията, индукционният котел ще бъде безполезен. Да, и там, където има чести прекъсвания на захранването, той ще демонстрира ниска ефективност.

Може да възникне експлозия, ако инструментът не се борави внимателно.

Ако охлаждащата течност е прегрята, тя ще се превърне в пара. В резултат на това налягането в системата ще се увеличи драстично, което тръбите просто не могат да издържат, те ще се спукат. Следователно, за нормалната работа на системата, устройството трябва да бъде оборудвано поне с манометър и още по-добре - устройство за аварийно изключване, термостат и др.

Всичко това може значително да увеличи цената на домашен индукционен котел. Въпреки че устройството се счита за практически безшумно, това не винаги е така. Някои модели, поради различни причини, все още могат да издават известен шум. За самостоятелно направено устройство вероятността от такъв резултат се увеличава.

В дизайна както на фабричните, така и на домашните индукционни нагреватели практически няма износващи се компоненти. Издържат дълго и работят безупречно.

Домашни индукционни котли

Най-простата схема на устройството, което се сглобява, се състои от парче пластмасова тръба, в кухината на която са положени различни метални елементи, за да се създаде сърцевина. Това може да бъде тънка неръждаема тел, навита на топки, нарязана на малки парчета тел - тел с диаметър 6-8 mm или дори свредло с диаметър, съответстващ на вътрешния размер на тръбата. Отвън към него са залепени пръчки от фибростъкло и върху тях е навита тел с дебелина 1,5-1,7 мм в стъклена изолация. Дължината на жицата е около 11 м. Технологията на производство може да бъде проучена, като гледате видеоклипа:

След това беше тестван домашен индукционен нагревател, като се напълни с вода и се включи към фабричен индукционен котлон ORION с мощност 2 kW вместо стандартен индуктор. Резултатите от теста са показани в следния видеоклип:

Други майстори препоръчват да вземете заваръчен инвертор с ниска мощност като източник, като свържете клемите на вторичната намотка към клемите на бобината. Ако внимателно проучите работата, извършена от автора, тогава възникват следните заключения:

Авторът се е справил добре и продуктът му, разбира се, работи.
Не са правени изчисления за дебелината на жицата, броя и диаметъра на навивките на бобината. Параметрите на намотката са взети по аналогия с плота, съответно, индукционният бойлер ще се окаже с мощност не повече от 2 kW.
В най-добрия случай домашно приготвено устройство ще може да загрява вода за два отоплителни радиатора от 1 kW всеки, това е достатъчно за отопление на една стая. В най-лошия случай отоплението ще бъде слабо или ще изчезне напълно, тъй като тестовете са проведени без поток на охлаждащата течност.

Трудно е да се направят по-точни заключения поради липсата на информация за по-нататъшни тестове на устройството. Друг начин за самостоятелно организиране на индукционно отопление на вода за отопление е показано в следния видеоклип:

Радиатор, заварен от няколко метални тръби, действа като външна сърцевина за вихрови токове, създадени от намотката на същия индукционен плот. Изводите са следните:

Топлинната мощност на получения нагревател не надвишава електрическата мощност на панела.
Броят и размерът на тръбите са избрани на случаен принцип, но осигуряват достатъчна повърхност за пренос на топлина, генерирана от вихровите токове.
Тази схема на индукционния нагревател се оказа успешна за конкретния случай, когато апартаментът е заобиколен от помещения на други отопляеми апартаменти. Освен това авторът не е показал работата на инсталацията през студения сезон с фиксиране на температурата на въздуха в помещенията.

За да потвърдите направените заключения, се предлага да гледате видеоклип, в който авторът се опита да използва подобен нагревател в отделна изолирана сграда:

Принцип на действие

Индукционното нагряване е нагряване на материали чрез електрически токове, които се индуцират от променливо магнитно поле. Следователно това е нагряването на продукти, изработени от проводими материали (проводници) от магнитното поле на индуктори (източници на променливо магнитно поле).

Индукционното нагряване се извършва по следния начин. Електропроводим (метал, графит) заготовка се поставя в така наречения индуктор, представляващ една или повече навивки от тел (най-често медна). В индуктора с помощта на специален генератор се индуцират мощни токове с различни честоти (от десетки Hz до няколко MHz), в резултат на което около индуктора възниква електромагнитно поле. Електромагнитното поле индуцира вихрови токове в детайла. Вихровите токове нагряват детайла под действието на джаулова топлина.

Системата индуктор-заготовка е трансформатор без сърцевина, в който индукторът е първичната намотка. Заготовката е, така да се каже, вторична намотка, късо съединение. Магнитният поток между намотките се затваря във въздуха.

При висока честота вихровите токове се изместват от образуваното от тях магнитно поле в тънки повърхностни слоеве на детайла Δ (скин ефект), в резултат на което тяхната плътност се увеличава рязко и детайлът се нагрява. Подлежащите слоеве на метала се нагряват поради топлопроводимостта. Не силата на тока е важна, а високата плътност на тока. В слоя на кожата Δ плътността на тока се увеличава дпъти спрямо плътността на тока в детайла, докато 86,4% от топлината от общото топлоотделяне се отделя в скин-слоя. Дълбочината на кожния слой зависи от честотата на излъчване: колкото по-висока е честотата, толкова по-тънък е кожният слой. Това също зависи от относителната магнитна проницаемост μ на материала на детайла.

За желязо, кобалт, никел и магнитни сплави при температури под точката на Кюри μ има стойност от няколко стотици до десетки хиляди. За други материали (стопилки, цветни метали, течни нискотопими евтектики, графит, електропроводима керамика и др.) μ е приблизително равно на единица.

Формула за изчисляване на дълбочината на кожата в mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

където ρ - специфично електрическо съпротивление на материала на детайла при температурата на обработка, Ohm m, f- честота на електромагнитното поле, генерирано от индуктора, Hz.

Например, при честота от 2 MHz, дълбочината на кожата за медта е около 0,047 mm, за желязото ≈ 0,0001 mm.

Индукторът се нагрява много по време на работа, тъй като абсорбира собствената си радиация. В допълнение, той абсорбира топлинното излъчване от горещ детайл. Те правят индуктори от медни тръби, охлаждани с вода. Водата се подава чрез засмукване - това гарантира безопасност в случай на изгаряне или друго разхерметизиране на индуктора.

Принцип на действие

Модулът за топене на индукционната пещ се използва за нагряване на голямо разнообразие от метали и сплави. Класическият дизайн се състои от следните елементи:

Дренажна помпа.
Индуктор с водно охлаждане.
Рамка от неръждаема стомана или алуминий.
Контактна зона.
Огнище от топлоустойчив бетон.
Опора с хидравличен цилиндър и лагерен възел.

Принципът на действие се основава на създаването на вихрови индуцирани токове на Фуко. Като правило, по време на работа на домакински уреди, такива токове причиняват повреди, но в този случай те се използват за загряване на заряда до необходимата температура. Почти цялата електроника започва да се нагрява по време на работа. Този негативен фактор при използването на електроенергия се използва в пълния му потенциал.

Предимства на устройството

Индукционната пещ за топене се използва сравнително наскоро. В производствените обекти са инсталирани известни мартенови пещи, доменни пещи и други видове оборудване. Такава пещ за топене на метал има следните предимства:

Прилагането на принципа на индукция ви позволява да направите оборудването компактно. Ето защо няма проблеми с поставянето им в малки помещения. Пример са доменни пещи, които могат да бъдат инсталирани само в подготвени помещения.
Резултатите от проведените изследвания показват, че ефективността е почти 100%.
Висока скорост на топене. Високият коефициент на ефективност определя, че загряването на метала отнема много по-малко време в сравнение с други пещи.
Някои пещи по време на топене могат да доведат до промяна в химичния състав на метала. Индукцията заема първо място по отношение на чистотата на стопилката. Генерираните токове на Фуко загряват детайла отвътре, което елиминира възможността за навлизане в състава на различни примеси.

Последното предимство определя разпространението на индукционната пещ в бижутата, тъй като дори малка концентрация на чужди примеси може да повлияе неблагоприятно на резултата.

Поради факта, че М. Фарадей откри феномена на електромагнитната индукция през 1831 г., светът видя голям брой устройства, които загряват вода и други среди.

Тъй като това откритие е осъзнато, хората го използват ежедневно в ежедневието:

Електрическа кана с дисков нагревател за подгряване на вода;
Мултикукър фурна;
индукционен котлон;
Микровълнови печки (котлони);
Нагревател;
Отоплителна колона.

Освен това отворът се прилага към екструдера (не механичен). Преди това се използва широко в металургията и други отрасли, свързани с обработката на метали. Фабричният индуктивен котел работи на принципа на действието на вихрови токове върху специална сърцевина, разположена във вътрешността на бобината. Вихровите токове на Фуко са повърхностни, така че е по-добре да вземете куха метална тръба като сърцевина, през която преминава охлаждащият елемент.

Възникването на електрически токове се дължи на подаването на променливо напрежение към намотката, което води до появата на променливо електрическо магнитно поле, което променя потенциалите 50 пъти / сек. при стандартна индустриална честота от 50 Hz.

В същото време индукционната намотка на Ruhmkorff е проектирана по такъв начин, че да може да бъде свързана директно към електрическата мрежа. В производството за такова нагряване се използват високочестотни електрически токове - до 1 MHz, така че е доста трудно да се постигне работа на устройството при 50 Hz. Дебелината на проводника и броят намотки, използвани от устройството, се изчисляват отделно за всеки модул по специален метод за необходимата топлинна мощност. Домашно направено мощно устройство трябва да функционира ефективно, бързо да загрява водата, която тече през тръбата и да не се нагрява.

Организациите инвестират много в разработването и внедряването на такива продукти, така че:

Всички задачи са решени успешно;
Ефективността на отоплителното устройство е 98%;
Функционира без прекъсване.

В допълнение към най-високата ефективност, човек не може да не привлече скоростта, с която се извършва нагряването на средата, преминаваща през сърцевината. На фиг. предложена е схема на функциониране на индукционен бойлер, създаден в завода. Такава схема има единица марка VIN, която се произвежда от завода в Ижевск.

Колко дълго ще работи устройството зависи единствено от това колко стегнат е корпусът и изолацията на завъртанията на проводника не е повредена и това е доста значителен период, според производителя - до 30 години.

За всички тези предимства, които устройството има 100%, трябва да платите много пари, индуктор, магнитен бойлер е най-скъпият от всички видове отоплителни инсталации. Ето защо много занаятчии предпочитат сами да сглобят ултраикономичен агрегат за отопление.

Правила за самостоятелно производство на оборудване

За да работи правилно инсталацията за индукционно отопление, токът за такъв продукт трябва да съответства на мощността (трябва да бъде най-малко 15 ампера, ако е необходимо, може да бъде повече).

Жицата трябва да бъде нарязана на парчета не повече от пет сантиметра. Това е необходимо за ефективно отопление във високочестотно поле.
Тялото трябва да е с диаметър не по-малък от подготвената тел и да има дебели стени.
За закрепване към отоплителната мрежа от едната страна на конструкцията е прикрепен специален адаптер.
На дъното на тръбата трябва да се постави мрежа, за да се предотврати изпадането на жицата.
Последният е необходим в такова количество, че да запълни цялото вътрешно пространство.
Дизайнът е затворен, поставен е адаптер.
След това от тази тръба се изгражда намотка. За да направите това, го увийте с вече подготвена тел. Трябва да се спазва броят на завоите: минимум 80, максимум 90.
След свързване към отоплителната система в устройството се налива вода. Бобината е свързана към подготвения инвертор.
Поставена е водна помпа.
Температурният регулатор е инсталиран.

По този начин изчисляването на индукционното нагряване ще зависи от следните параметри: дължина, диаметър, температура и време за обработка

Обърнете внимание на индуктивността на гумите, водещи до индуктора, която може да бъде много по-висока от самата индуктор.

Индукционно нагряване с висока точност

Такова отопление има най-простия принцип, тъй като е безконтактно. Високочестотното импулсно нагряване позволява да се постигнат най-високите температурни условия, при които е възможно да се обработват най-трудните за топене метали. За да се извърши индукционно нагряване, е необходимо да се създаде необходимото напрежение от 12V (волта) и честотата на индуктивността в електромагнитните полета.

Това може да стане в специално устройство - индуктор. Захранва се с електричество от промишлено захранване при 50 Hz.

За това е възможно да се използват индивидуални захранвания - преобразуватели / генератори. Най-простото устройство за нискочестотно устройство е спирала (изолиран проводник), която може да бъде поставена във вътрешността на метална тръба или навита около нея. Протичащите токове загряват тръбата, която в бъдеще дава топлина на хола.

Използването на индукционно нагряване при минимални честоти не е често срещано явление. Най-често срещаната обработка на метали при по-висока или средна честота. Такива устройства се отличават с факта, че магнитната вълна отива на повърхността, където се разпада. Енергията се преобразува в топлина. За да бъде ефектът по-добър, двата компонента трябва да имат сходна форма. Къде се прилага топлина?

Днес използването на високочестотно отопление е широко разпространено:

За топене на метали и тяхното запояване по безконтактен метод;
Инженерна индустрия;
Бизнес с бижута;
Създаване на малки елементи (дъски), които могат да бъдат повредени при използване на други техники;
Закаляване на повърхности на детайли, различни конфигурации;
Термична обработка на части;
Медицинска практика (дезинфекция на апарати/инструменти).

Отоплението може да реши много проблеми.

Какво е индукционно нагряване

Как работи индукционният бойлер.

Индукционното устройство работи върху енергията, генерирана от електромагнитното поле. Той се абсорбира от топлоносителя, след което го предава на помещенията:

Индукторът създава електромагнитно поле в такъв бойлер. Това е многооборотна цилиндрична телена намотка.
Протичайки през него, променлив електрически ток около намотката генерира магнитно поле.
Неговите линии са разположени перпендикулярно на вектора на електромагнитния поток. При преместване те пресъздават затворен кръг.
Вихровите токове, създадени от променлив ток, преобразуват енергията на електричеството в топлина.

Топлинната енергия по време на индукционното нагряване се изразходва пестеливо и при ниска скорост на нагряване. Благодарение на това индукционното устройство довежда водата за отоплителната система до висока температура за кратък период от време.

Характеристики на устройството

Електрическият ток е свързан към първичната намотка.

Индукционното нагряване се извършва с помощта на трансформатор. Състои се от двойка намотки:

външен (първичен);
късо съединение вътрешно (вторично).

В дълбоката част на трансформатора възникват вихрови токове. Те пренасочват възникващото електромагнитно поле към вторичната верига. Той едновременно изпълнява функцията на тялото и действа като нагревателен елемент за водата.

С увеличаване на плътността на вихровите потоци, насочени към ядрото, той първо се нагрява, а след това целия термичен елемент.

За подаване на студена вода и отстраняване на подготвената охлаждаща течност към отоплителната система, индукционният нагревател е оборудван с двойка тръби:

Долният е монтиран на входа на водопровода.
Горната разклонителна тръба - към захранващата част на отоплителната система.

От какви елементи се състои устройството и как работи

Индукционният бойлер се състои от следните конструктивни елементи:

Снимка	Структурен възел
	Индуктор. Състои се от множество намотки от медна тел. Те генерират електромагнитно поле.
	Нагревателен елемент. Това е тръба, изработена от метални или стоманени телени обрезки, поставени вътре в индуктора.
	Генератор. Преобразува битовото електричество във високочестотен електрически ток. Ролята на генератора може да се играе от инвертор от заваръчната машина.

Схемата на работа на отоплителната система с индукционен бойлер.

Когато всички компоненти на устройството взаимодействат, се генерира топлинна енергия, която се предава на водата.Схемата на работа на агрегата е следната:

Генераторът произвежда високочестотен електрически ток. След това го предава на индукционна намотка.
Тя, след като възприема тока, го трансформира в електрическо магнитно поле.
Нагревателят, разположен вътре в бобината, се нагрява от действието на вихрови потоци, които се появяват поради промяна на вектора на магнитното поле.
Водата, която циркулира вътре в елемента, се нагрява от него. След това влиза в отоплителната система.

Предимства и недостатъци на метода на индукционно нагряване

Устройството е компактно и заема малко място.

Индукционните нагреватели са надарени с такива предимства:

високо ниво на ефективност;
не се нуждаят от честа поддръжка;
те заемат малко свободно пространство;
поради вибрациите на магнитното поле, мащабът не се утаява вътре в тях;
устройствата са безшумни;
те са безопасни;
поради херметичността на корпуса няма течове;
работата на нагревателя е напълно автоматизирана;
устройството е екологично чисто, не отделя сажди, сажди, въглероден окис и др.

На снимката - фабричен индукционен водогреен котел.

Основният недостатък на устройството е високата цена на фабричните му модели..

Въпреки това, този недостатък може да бъде изравнен, ако сглобите индукционен нагревател със собствените си ръце. Устройството е монтирано от лесно достъпни елементи, цената им е ниска.

Предимства от използването на всички видове индукционни нагреватели

Индукционният нагревател има несъмнени предимства и е лидер сред всички видове устройства. Това предимство се състои в следното:

Консумира по-малко електроенергия и не замърсява околната среда.
Лесен за работа, осигурява високо качество на работа и ви позволява да контролирате процеса.
Нагряването през стените на камерата осигурява специална чистота и възможност за получаване на свръхчисти сплави, докато топенето може да се извършва в различни атмосфери, включително инертни газове и във вакуум.
С негова помощ е възможно равномерно нагряване на детайли от всякаква форма или селективно нагряване.
И накрая, индукционните нагреватели са универсални, което им позволява да се използват навсякъде, заменяйки остарелите енергоемки и неефективни инсталации.

Когато правите индукционен нагревател със собствените си ръце, трябва да се притеснявате за безопасността на устройството. За да направите това, е необходимо да се ръководите от следните правила, които повишават нивото на надеждност на цялостната система:

В горния тройник трябва да се постави предпазен клапан, за да се освободи излишното налягане. В противен случай, ако циркулационната помпа се повреди, ядрото просто ще се спука под въздействието на пара. По правило схемата на обикновен индукционен нагревател предвижда такива моменти.
Инверторът е свързан към мрежата само чрез RCD. Това устройство работи в критични ситуации и ще помогне да се избегне късо съединение.
Заваръчният инвертор трябва да бъде заземен чрез отвеждане на кабела към специална метална верига, монтирана в земята зад стените на конструкцията.
Тялото на индукционния нагревател трябва да бъде поставено на височина 80 cm над пода. Освен това разстоянието до тавана трябва да бъде най-малко 70 см, а до други мебели - повече от 30 см.
Индукционният нагревател е източник на много силно електромагнитно поле, така че тази инсталация трябва да се държи далеч от жилищни помещения и заграждения с домашни любимци.

Схема на индукционен нагревател

Благодарение на откритието от М. Фарадей през 1831 г. на явлението електромагнитна индукция, в съвременния ни живот се появиха много устройства, които загряват вода и други среди. Всеки ден използваме електрическа кана с дисков нагревател, мултикукър, индукционен котлон, тъй като едва в наше време успяхме да реализираме това откритие за ежедневието. Преди това се използва в металургията и други отрасли на металообработващата промишленост.

Фабричният индукционен котел използва в работата си принципа на действието на вихрови токове върху метална сърцевина, поставена вътре в намотката. Вихровите токове на Фуко са от повърхностен характер, така че има смисъл да се използва куха метална тръба като сърцевина, през която тече нагрята охлаждаща течност.

Принципът на работа на индукционния нагревател

Появата на токове се дължи на подаването на променливо електрическо напрежение към намотката, което води до появата на променливо електромагнитно поле, което променя потенциалите 50 пъти в секунда при нормална индустриална честота от 50 Hz. В същото време индукционната бобина е проектирана по такъв начин, че да може да бъде свързана директно към електрическата мрежа. В индустрията за такова отопление се използват високочестотни токове - до 1 MHz, така че не е лесно да се постигне работа на устройството при честота от 50 Hz.

Дебелината на медната жица и броят намотки, използвани от индукционните бойлери, се изчисляват отделно за всеки модул по специален метод за необходимата топлинна мощност. Продуктът трябва да работи ефективно, бързо да загрява водата, която тече през тръбата и в същото време да не прегрява. Предприятията инвестират много пари в разработването и внедряването на такива продукти, така че всички задачи се решават успешно, а показателят за ефективност на нагревателя е 98%.

В допълнение към високата ефективност, скоростта, с която се нагрява средата, протичаща през сърцевината, е особено привлекателна. Фигурата показва диаграма на работата на индукционен нагревател, произведен във фабриката. Такава схема се използва в единици на известната търговска марка "VIN", произведена от завода в Ижевск.

Схема на работа на нагревателя

Дълготрайността на топлинния генератор зависи само от плътността на корпуса и целостта на изолацията на завоите на проводника и това се оказва доста дълъг период, декларират производителите - до 30 години. За всички тези предимства, които тези устройства всъщност притежават, трябва да платите много пари, индукционният бойлер е най-скъпият от всички видове отоплителни електрически инсталации. Поради тази причина някои занаятчии се заеха с производството на домашно устройство, за да го използват за отопление на къщата.

Направи си сам производствен процес

Следните инструменти ще бъдат полезни за работа:

заваръчен инвертор;
заваръчен генериращ ток с мощност 15 ампера.

Ще ви е необходима и медна тел, която се навива около тялото на сърцевината. Устройството ще действа като индуктор. Контактите на проводниците са свързани към клемите на инвертора, така че да не се образуват усуквания. Парчето материал, необходимо за сглобяване на сърцевината, трябва да бъде с правилната дължина. Средно броят на завоите е 50, диаметърът на жицата е 3 милиметра.

Медна тел с различни диаметри за навиване

Сега да преминем към същината. В ролята му ще бъде полимерна тръба, изработена от полиетилен. Този тип пластмаса може да издържи на доста високи температури. Диаметър на сърцевината - 50 милиметра, дебелина на стената - минимум 3 мм. Тази част се използва като габарит, върху който е навита медна жица, образувайки индуктор. Почти всеки може да сглоби най-простия индукционен бойлер.

На видеото ще видите начин - как самостоятелно да организирате индукционно нагряване на вода за отопление:

Първи вариант

Телта се нарязва на сегменти от 50 mm, с нея се пълни пластмасова тръба. За да не се разлее от тръбата, запушете краищата с телена мрежа. В краищата се поставят адаптери от тръбата, на мястото, където е свързан нагревателят.

Върху тялото на последния е навита намотка с медна жица. За тази цел ви трябват около 17 метра тел: трябва да направите 90 навивки, диаметърът на тръбата е 60 милиметра. 3,14×60×90=17м.

Важно е да знаете! Когато проверявате работата на устройството, уверете се, че в него има вода (охлаждаща течност). В противен случай тялото на устройството бързо ще се стопи.
. Тръбата се блъска в тръбопровода

Нагревателят е свързан към инвертора. Остава да напълните устройството с вода и да го включите. Всичко е готово!

Тръбата се блъска в тръбопровода. Нагревателят е свързан към инвертора. Остава да напълните устройството с вода и да го включите. Всичко е готово!

Втори вариант

Този вариант е много по-лесен. На вертикалната част на тръбата се избира прав участък с размер на метър. Трябва внимателно да се почисти от боя с шкурка. Освен това тази част от тръбата е покрита с три слоя електрическа тъкан. Индукционна бобина е навита с медна жица. Цялата свързваща система е добре изолирана. Сега можете да свържете заваръчния инвертор и процесът на сглобяване е завършен.

Индукционна бобина, обвита с медна жица

Преди да започнете да правите бойлер със собствените си ръце, препоръчително е да се запознаете с характеристиките на фабричните продукти и да проучите техните чертежи. Това ще помогне да се разберат първоначалните данни на домашно приготвеното оборудване и да се избегнат възможни грешки.

Трети вариант

За да направите нагревателя по този по-сложен начин, трябва да използвате заваряване. За да работите, все още се нуждаете от трифазен трансформатор. Две тръби трябва да бъдат заварени една в друга, които ще действат като нагревател и сърцевина. Върху тялото на индуктора е навита намотка. Това увеличава производителността на устройството, което има компактни размери, което е много удобно за използването му в домашни условия.

Навиване на тялото на индуктора

За водоснабдяване и дренаж в тялото на индуктора са заварени 2 разклонителни тръби. За да не се губи топлина и да се предотврати евентуално изтичане на ток, трябва да се направи изолация. Това ще премахне проблемите, описани по-горе, и напълно ще премахне появата на шум по време на работа на котела.

В зависимост от конструктивните характеристики се разграничават подови и настолни индукционни пещи. Независимо коя опция е избрана, има няколко основни правила за инсталиране:

Когато оборудването работи, електрическата мрежа е подложена на голямо натоварване. За да се изключи възможността от късо съединение поради износване на изолацията, по време на монтажа трябва да се извърши висококачествено заземяване.
Дизайнът има верига за водно охлаждане, което елиминира възможността за прегряване на основните елементи. Ето защо е необходимо да се осигури надеждно покачване на водата.
Ако се инсталира настолна фурна, трябва да се обърне внимание на стабилността на използваната основа.
Пещта за топене на метал е сложен електрически уред, при монтажа на който трябва да се спазват всички препоръки на производителя. Особено внимание се обръща на параметрите на източника на захранване, който трябва да съответства на модела на устройството.
Не забравяйте, че около печката трябва да има доста свободно пространство. По време на работа дори малка като обем и маса стопилка може случайно да изпръска от формата. При температури над 1000 градуса по Целзий, това ще причини непоправими щети на различни материали и може също да причини пожар.

Устройството може да стане много горещо по време на работа. Ето защо наблизо не трябва да има запалими или експлозивни вещества. Освен това, според правилата за пожарна безопасност, наблизо трябва да бъде монтиран противопожарен щит.

Правила за безопасност

за отоплителни системи, които използват индукционно нагряване, е важно да следвате няколко правила, за да избегнете течове, загуба на ефективност, консумация на енергия, аварии. . Системите за индукционно отопление изискват предпазен клапан за освобождаване на вода и пара в случай, че помпата се повреди.

За да се предотвратят неизправности в работата на електрическата мрежа, се препоръчва да свържете котел със собствени ръце с индукционно отопление съгласно предложените схеми към отделна захранваща линия, чието напречно сечение на кабела ще бъде най-малко 5 mm2

Обикновеното окабеляване може да не е в състояние да издържи необходимата консумация на енергия.

Системите за индукционно отопление изискват предпазен клапан за освобождаване на вода и пара в случай, че помпата се повреди.
За безопасната работа на отоплителна система „направи си сам“ са необходими манометър и RCD.
Наличието на заземяване и електрическа изолация на цялата индукционна отоплителна система ще предотврати токов удар.
За да се избегнат вредните ефекти на електромагнитното поле върху човешкото тяло, е по-добре да се изнесат такива системи извън жилищната зона, където трябва да се спазват правилата за монтаж, според които индукционното нагревателно устройство трябва да се постави на разстояние 80° см от хоризонтални (под и таван) и 30 см от вертикални повърхности.
Преди да включите системата, не забравяйте да проверите наличието на охлаждаща течност.
За да предотвратите неизправности в електрическата мрежа, се препоръчва да свържете индукционен отоплителен котел „направи си сам“ съгласно предложените схеми към отделен захранващ тръбопровод, чието напречно сечение на кабела ще бъде най-малко 5 mm2. Обикновеното окабеляване може да не е в състояние да издържи необходимата консумация на енергия.

Създаване на сложни тела

По-трудно е да направите HDTV отоплителна инсталация със собствените си ръце, но тя е обект на радиолюбители, тъй като за да я съберете, ще ви е необходима мултивибраторна верига. Принципът на действие е подобен - вихрови токове, възникващи от взаимодействието на металния пълнеж в центъра на бобината и собственото му силно магнитно поле, загряват повърхността.

Проектиране на HDTV инсталации

Тъй като дори малки намотки произвеждат ток от около 100 A, ще трябва да се свърже резониращ капацитет с тях, за да се балансира индукционната тяга. Има 2 вида работни вериги за отопление на HDTV при 12 V:

свързан към електрическата мрежа.

насочени електрически;
свързан към електрическата мрежа.

В първия случай мини HDTV инсталация може да бъде сглобена за час. Дори и при липса на мрежа от 220 V, можете да използвате такъв генератор навсякъде, но ако имате автомобилни батерии като източници на енергия. Разбира се, той не е достатъчно мощен, за да разтопи метал, но е в състояние да нагрее до високите температури, необходими за фина работа, като например нагряване на ножове и отвертки до синьо. За да го създадете, трябва да закупите:

полеви транзистори BUZ11, IRFP460, IRFP240;
автомобилна батерия от 70 A / h;
високоволтови кондензатори.

Токът на захранването от 11 A се намалява до 6 A по време на процеса на нагряване поради устойчивостта на метала, но остава необходимостта от дебели проводници, които да издържат на ток от 11-12 A, за да се избегне прегряване.

Втората верига за индукционна отоплителна инсталация в пластмасов корпус е по-сложна, базирана на драйвера IR2153, но е по-удобно да се изгради 100k резонанс върху регулатора, като се използва. Необходимо е да се управлява веригата чрез мрежов адаптер с напрежение от 12 V или повече.Захранващият блок може да бъде свързан директно към главната мрежа от 220 V с помощта на диоден мост. Резонансната честота е 30 kHz. Ще са необходими следните елементи:

феритно ядро 10 mm и дросел 20 оборота;
медна тръба като HDTV намотка от 25 оборота на дорник 5–8 cm;
кондензатори 250 V.

Вихрови нагреватели

По-мощна инсталация, способна да загрява болтовете до жълто, може да бъде сглобена по проста схема. Но по време на работа генерирането на топлина ще бъде доста голямо, така че се препоръчва да се инсталират радиатори на транзистори. Ще ви трябва и дросел, който можете да вземете назаем от захранването на всеки компютър и следните помощни материали:

стоманена феромагнитна тел;
медна тел 1,5 mm;
полеви транзистори и диоди за обратно напрежение от 500 V;
ценерови диоди с мощност 2-3 W с изчисление 15 V;
прости резистори.

В зависимост от желания резултат, навиването на телта върху медната основа е от 10 до 30 оборота. Следва сглобяването на веригата и подготовката на основната намотка на нагревателя от около 7 навивки от 1,5 mm медна жица. Той се свързва към веригата и след това към електричеството.

Занаятчиите, запознати със заваряването и работата с трифазен трансформатор, могат допълнително да увеличат ефективността на устройството, като същевременно намалят теглото и размера. За да направите това, трябва да заварите основите на две тръби, които ще служат както като сърцевина, така и като нагревател, и да заварите две тръби в тялото след навиване за подаване и отстраняване на охлаждащата течност.

Предимства и недостатъци

След като се занимавате с принципа на работа на индукционния нагревател, можете да разгледате неговите положителни и отрицателни страни. Като се има предвид високата популярност на този тип топлинни генератори, може да се предположи, че той има много повече предимства, отколкото недостатъци. Сред най-значимите предимства са:

Простота на дизайна.
Висок коефициент на полезно действие.
Дълъг експлоатационен живот.
Малък риск от повреда на устройството.
Значителни икономии на енергия.

Тъй като индикаторът за производителност на индукционния котел е в широк диапазон, е възможно да се избере единица за конкретна отоплителна система на сграда без никакви проблеми. Тези устройства са в състояние бързо да загряват охлаждащата течност до предварително определена температура, което ги прави достоен конкурент на традиционните котли.

По време на работа на индукционния нагревател се наблюдава лека вибрация, поради което котленият камък се отърсва от тръбите. В резултат на това устройството може да се почиства по-рядко. Тъй като охлаждащата течност е в постоянен контакт с нагревателния елемент, рисковете от повреда са сравнително малки.

Част 1. Направи си сам ИНДУКЦИОНЕН КОТЕЛ - това е лесно. Приставка за индукционен котлон.

Ако не са допуснати грешки по време на монтажа на индукционния котел, тогава течът е практически изключен. Това се дължи на безконтактното предаване на топлинна енергия към нагревателя. Използване на технология за индукционно нагряване на вода ви позволява да го доведете почти до газообразно състояние. По този начин се постига ефективно движение на водата през тръбите, а в някои ситуации дори е възможно да се откаже от използването на циркулационни помпени агрегати.

За съжаление днес не съществуват идеални устройства. Наред с голям брой предимства, индукционните нагреватели имат и редица недостатъци. Тъй като устройството изисква електричество за работа, то няма да може да работи с максимална ефективност в региони с чести прекъсвания на електрозахранването. При прегряване на охлаждащата течност налягането в системата се увеличава рязко и тръбите могат да се счупят. За да се избегне това, индукционният нагревател трябва да бъде оборудван с устройство за аварийно изключване.

Направи си сам индукционен нагревател

Принцип на работа на индукционното нагряване

Работата на индукционния нагревател използва енергията на електромагнитно поле, която нагретият обект абсорбира и преобразува в топлина. За генериране на магнитно поле се използва индуктор, т.е. многооборотна цилиндрична намотка. Преминавайки през този индуктор, променлив електрически ток създава променливо магнитно поле около намотката.

Домашният инверторен нагревател ви позволява да загрявате бързо и до много високи температури. С помощта на такива устройства можете не само да загрявате вода, но дори да топите различни метали.

Ако нагрят обект се постави вътре или близо до индуктора, той ще бъде пронизан от потока на вектора на магнитната индукция, който постоянно се променя във времето. В този случай възниква електрическо поле, чиито линии са разположени перпендикулярно на посоката на магнитния поток и се движат в порочен кръг. Благодарение на тези вихрови потоци електрическата енергия се трансформира в топлинна и обектът се нагрява.

По този начин електрическата енергия на индуктора се прехвърля към обекта без използването на контакти, както се случва в съпротивителните пещи. В резултат на това топлинната енергия се изразходва по-ефективно и скоростта на нагряване се увеличава значително. Този принцип се използва широко в областта на обработката на метали: неговото топене, коване, спояване и др. С не по-малък успех може да се използва вихров индукционен нагревател за нагряване на вода.

Високочестотни индукционни нагреватели

Най-широката гама от приложения е за високочестотни индукционни нагреватели. Нагревателите се характеризират с висока честота от 30-100 kHz и широк диапазон на мощност от 15-160 kW. Високочестотният тип осигурява малка дълбочина на нагряване, но това е достатъчно, за да се подобрят химичните свойства на метала.

Високочестотните индукционни нагреватели са лесни за работа и икономични, а тяхната ефективност може да достигне 95%. Всички видове работят непрекъснато за дълго време, а двублоковият вариант (когато високочестотният трансформатор е поставен в отделен блок) позволява денонощна работа. Нагревателят има 28 вида защити, всяка от които отговаря за собствената си функция. Пример: контрол на налягането на водата в охладителната система.

Индукционен нагревател 60 kW Доп
Индукционен нагревател 65 kW Новосибирск
Индукционен нагревател 60 kW Красноярск
Индукционен нагревател 60 kW Калуга
Индукционен нагревател 100 kW Новосибирск
Индукционен нагревател 120 kW Екатеринбург
Индукционен нагревател 160 kW Самара

Приложение:

повърхностно закалено зъбно колело
закаляване на вала
закаляване на краново колело
нагряване на части преди огъване
запояване на фрези, фрези, свредла
нагряване на детайла по време на горещо щамповане
болтово кацане
заваряване и наваряване на метали
възстановяване на детайли.

Индукционната пещ се използва за топене на цветни и черни метали. Единиците на този принцип на работа се използват в следните области: от най-фините бижута до промишленото топене на метали в големи размери. Тази статия ще обсъди характеристиките на различни индукционни пещи.

Индукционни пещи за топене на метали

Принцип на действие

Индукционното нагряване е в основата на работата на пещта. С други думи, електрически ток генерира електромагнитно полеи се получава топлина, която се използва в индустриален мащаб. Този закон на физиката се изучава в последните класове на общообразователното училище. Но не трябва да се бърка концепцията за електрическа единица и електромагнитни индукционни котли. Въпреки че основата на работата тук и там е електричеството.

Как става това

Генераторът е свързан към източник на променлив ток, който влиза в него през индуктор, разположен вътре. Кондензаторът се използва за създаване на трептяща верига, която се основава на постоянна работна честота, на която системата е настроена. Когато напрежението в генератора се повиши до граница от 200 V, индукторът създава променливо магнитно поле.

Затварянето на веригата става най-често с помощта на сърцевина, изработена от феромагнитна сплав. Променливото магнитно поле започва да взаимодейства с материала на детайла и създава мощен електронен поток. След влизане в индуктивно действие на електропроводимия елемент в системата, поява на остатъчно напрежение, което в кондензатора допринася за възникването на вихров ток. Енергията на вихровия ток се преобразува в топлинна енергия на индуктора и се нагрява до високи температури на топене на желания метал.

Топлината, произведена от индуктора, се използва:

за топене на меки и твърди метали;
за втвърдяване на повърхността на метални части (например инструменти);
за термична обработка на вече произведени детайли;
битови нужди (отопление и готвене).

Кратко описание на различни пещи

Разновидности на устройствата

Индукционни тигелни пещи

Това е най-разпространеният тип индукционно отопление в пещ. Отличителна черта, различна от другите видове, е, че в него се появява променливо магнитно поле при липса на стандартно ядро. Цилиндричен тигел поставени вътре в кухината на индуктора. Пещта или тигелът е направена от материал, който издържа на огън перфектно и е свързан към променлив електрически ток.

Положителни страни

Тигелните агрегати включват към екологично чисти източници на топлина, околната среда не се замърсява от топенето на метали.

Има недостатъци при работата на тигелните пещи:

при технологична обработка се използват нискотемпературни шлаки;
произведената облицовка на тигелни пещи има ниска устойчивост на разрушаване, най-вече се забелязва при резки температурни колебания.

Съществуващите недостатъци не са особено трудни, предимствата на индукционния тигел за топене на метал са очевидни и направиха този тип устройство популярно и търсено сред широк кръг потребители.

Канални пещи за индукционно топене

Този тип е намерил широко приложение при топенето на цветни метали. Ефективно се използва за мед и медни сплави на базата на месинг, мелхиор, бронз. Алуминият, цинкът и сплавите в състава на тези метали се топят активно в каналните единици. Широкото използване на пещи от този тип е ограничено поради невъзможността да се направи устойчива на счупване облицовка на вътрешните стени на камерата.

Разтопен метал в индукционни канални пещи топлинно и електродинамично движение, което осигурява постоянна равномерност на смесване на компонентите на сплавта във ваната на пещта. Използването на канални пещи на индукционния принцип е оправдано в случаите, когато се налагат специални изисквания към разтопения метал и произведените блокове. Сплавите са с високо качество по отношение на коефициента на газонасищане, наличието на органични и синтетични примеси в метала.

Индукционните канални пещи работят като миксер и са предназначени да изравняват състава, да поддържат постоянна температура на процеса и да избират скоростта на изливане във форми или форми. За всяка сплав и състав на отливка има параметри на специален заряд.

Предимства

нагряването на сплавта става в долната част, до която няма достъп на въздух, което намалява изпарението от горната повърхност, нагрята до минимална температура;
каналните пещи се класифицират като икономични индукционни пещи, тъй като текущото топене се осигурява от малка консумация на електрическа енергия;
пещта има висока ефективност поради използването на затворена верига от магнитен проводник;
постоянната циркулация на разтопения метал в пещта ускорява процеса на топене и допринася за хомогенността на смесването на компонентите на сплавта.

недостатъци

издръжливостта на каменната вътрешна облицовка намалява при използване на високи температури;
облицовката се разрушава по време на топенето на химически агресивни сплави от бронз, калай и олово.
при топене на замърсен нискокачествен заряд се получава запушване на каналите;
повърхностната шлака във ваната не се нагрява до висока температура, което не позволява да се извършват операции между метала и капака и да се стопят стружки и скрап;
каналните единици не понасят прекъсвания в работата, което налага постоянното съхраняване на значително количество течна сплав в устата на пещта.

Пълното отстраняване на разтопения метал от пещта води до бързото му напукване. По същата причина е невъзможно да се извърши бързо преобразуване от една сплав в друга, трябва да направите няколко междинни нагрявания, наречени баласт.

Вакуумни индукционни пещи

Този тип се използва широко за топене на висококачествени стомани и никелови, кобалтови и железни сплави с топлоустойчиво качество. Устройството успешно се справя с топенето на цветни метали. Стъклото се топи във вакуумни агрегати, частите се обработват с висока температура, произвеждат единични кристали.

Пещта се нарича високочестотен генератор, разположен в изолиран от външната среда индуктор, преминаващ високочестотен ток. За да се създаде вакуум, въздушните маси се изпомпват от него с помпи. Всички операции по въвеждане на добавки, зареждане на заряда, издаване на метал се извършват от автоматични механизми с електрическо или хидравлично управление. От вакуумни пещи се получават сплави с малки примеси на кислород, водород, азот и органични вещества. Резултатът е много по-добър от отворените индукционни фурни.

Топлоустойчива стомана от вакуумни пещи използвани в производството на инструменти и оръжия. Някои никелови сплави, съдържащи никел и титан, са реактивни и трудно се получават в други видове пещи. Вакуумните пещи извършват изливане на метал чрез завъртане на тигела във вътрешното пространство на корпуса или чрез завъртане на камерата с неподвижна пещ. Някои модели имат отвор на дъното за източване на метала в монтирания контейнер.

Тиглени пещи с транзисторен преобразувател

Прилага се за ограничено тегло на цветни метали. Те са мобилни, леки и лесно се преместват от място на място. Фурната е снабдена с високоволтов транзистор трансдюсер с универсално действие. Позволява ви да изберете мощността, препоръчана за свързване към мрежата, и съответно вида на преобразувателя, който е необходим в този случай с промяна на параметрите на теглото на сплавта.

Транзисторна индукционна пещшироко използвани за металургична обработка. С негова помощ се нагряват части в ковачеството, закаляват се метални предмети. Тигелите в транзисторните пещи са направени от керамика или графит, като първият е проектиран да топи феромагнитни метали като чугун или стомана. Графитът е настроен да топи месинг, мед, сребро, бронз и злато. Върху тях се разтопяват стъкло и силиций. Алуминият се топи добре с чугунени или стоманени тигли.

Каква е облицовката на индукционните пещи

Целта му е да предпази корпуса на пещта от вредното въздействие на високите температури. Страничен ефект е запазването на топлината, следователно, повишава ефективността на процеса.

Тигелът в конструкцията на индукционната пещ е направен по един от следните начини:

метод на екстракция в малки пещи;
по трамбован начин от огнеупорен материал под формата на зидария;
комбиниран, съчетаващ керамика и буферен слой облицовка между зидарията и индикатора.

Облицовката е от кварцит, корунд, графит, шамот графит, магнезит. Всички тези материали са смесени с добавки, които подобряват характеристиките на облицовката, намаляват промените в обема, подобряват синтероването и повишават устойчивостта на слоя към агресивни материали.

За да изберете един или друг материал за облицовка вземат предвид редица свързани условия, а именно вида на метала, цената и огнеупорните свойства на тигела, експлоатационния живот на състава. Правилно избраният състав на облицовката трябва да осигурява техническите изисквания за процеса:

получаване на висококачествени блокове;
най-голям брой пълноценни топене без ремонтни дейности;
безопасна работа на специалисти;
стабилност и непрекъснатост на процеса на топене;
получаване на висококачествен материал с икономично количество ресурси;
приложение за облицоване на обикновени материали на ниска цена;
минимално въздействие върху околната среда.

Използването на индукционни пещи ви позволява да получите сплави и метали с отлично качествос минимално съдържание на различни примеси и кислород, което увеличава използването им в сложни области на производство.

Раздели