Csináld magad indukciós kemence séma. Indukciós kemencék: működési elvek, rajzok, hogyan csináld magad

Az indukciós fűtés nem lehetséges három fő elem használata nélkül:

• induktor;
• generátor;
• fűtőelem.

Az induktor egy tekercs, általában rézhuzalból, amely mágneses teret hoz létre. A generátor nagyfrekvenciás adatfolyamot állít elő szabványos 50 Hz-es háztartási áramforrásból. Fűtőelemként fémtárgyat használnak, amely mágneses tér hatására képes hőenergiát elnyelni.

Ha helyesen csatlakoztatja ezeket az elemeket, akkor nagy teljesítményű készüléket kaphat, amely tökéletes folyékony hűtőfolyadék fűtésére és ház fűtésére. Generátor segítségével a szükséges karakterisztikával rendelkező elektromos áramot vezetik az induktorba, azaz. réztekercsen. Ha áthalad rajta, a töltött részecskék áramlása mágneses teret képez.

Az indukciós fűtőelemek működési elve a mágneses mezők hatására megjelenő elektromos áramok előfordulásán alapul.

A mező sajátossága, hogy képes megváltoztatni az elektromágneses hullámok irányát magas frekvencián. Ha bármilyen fémtárgyat helyezünk ebbe a mezőbe, az a létrehozott örvényáramok hatására felmelegszik anélkül, hogy közvetlenül érintkezne az induktorral.

Az inverterből az indukciós tekercsbe áramló nagyfrekvenciás elektromos áram állandóan változó mágneses hullámvektorú mágneses teret hoz létre. Az ebbe a mezőbe helyezett fém gyorsan felmelegszik

Az érintkezés hiánya lehetővé teszi, hogy az egyik típusról a másikra való átállás során az energiaveszteség elhanyagolható legyen, ami magyarázza az indukciós kazánok megnövekedett hatásfokát.

A fűtőkör vízének melegítéséhez elegendő, ha fém fűtőberendezéssel érintkezik. Fűtőelemként gyakran fémcsövet használnak, amelyen keresztül egyszerűen vízáramot vezetnek át. A víz egyidejűleg lehűti a fűtőtestet, ami jelentősen megnöveli annak élettartamát.

Az indukciós eszköz elektromágnesét úgy kapják meg, hogy egy vezetéket egy ferromágnes magja köré tekernek. Az így létrejövő indukciós tekercs felmelegszik és hőt ad át a felmelegedett testnek vagy a hőcserélőn keresztül a közelben áramló hűtőközegnek.

Irodalom

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Elektromos ipari sütők. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 p.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Az anyag hőmérséklettől függő jellemzőivel rendelkező hengeres héj optimális fűtése // Mat. módszerek és fiz.-mekh. mezőket. - 1977. - Kiadás. 5. - S. 26-30.
• Vasziljev A.S. Lámpagenerátorok nagyfrekvenciás fűtéshez. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 p. - (Nagyfrekvenciás termikus könyvtár; 15. szám). - 5300 példány. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlaszov V. F. Rádiómérnöki tanfolyam. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 p.
• Izyumov N. M., Linde D. P. A rádiótechnika alapjai. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 p.
• Lozinsky M. G. Az indukciós fűtés ipari alkalmazása. - M.: A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1948. - 471 p.
• A nagyfrekvenciás áramok alkalmazása az elektrotermiában / Szerk. A. E. Szlukhotszkij. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 p.
• Szlukhotszkij A.E. Induktorok. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 p. - (Nagyfrekvenciás termikus könyvtár; 12. szám). - 10 000 példányban. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A. A. Indukciós módszer folyékony fémek szuszpenzióban tartására / Szerk. A. N. Shamova. - 2. kiadás, javítva. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 p. - (Nagyfrekvenciás termikus könyvtár; 11. szám). - 2950 példány. - .

Működési elve

Az utóbbi lehetőség, amelyet leggyakrabban a fűtőkazánokban használnak, a megvalósítás egyszerűsége miatt vált keresletté. Az indukciós fűtőegység működési elve a mágneses mező energiájának a hűtőfolyadékba (vízbe) történő átvitelén alapul. A mágneses tér az induktorban jön létre. A tekercsen áthaladó váltakozó áram örvényáramokat hoz létre, amelyek az energiát hővé alakítják.

Az indukciós fűtés telepítésének működési elve

Az alsó csövön keresztül a kazánba bevezetett víz energiaátadással felmelegszik, és a felső csövön keresztül távozik, tovább jutva a fűtési rendszerbe. A nyomás létrehozására beépített szivattyút használnak. A kazánban folyamatosan keringő víz nem teszi lehetővé az elemek túlmelegedését. Ezenkívül működés közben a hőhordozó vibrál (alacsony zajszinten), ami miatt a vízkő lerakódása a kazán belső falán lehetetlen.

Az indukciós fűtőtestek többféleképpen kivitelezhetők.

Teljesítmény számítás

Mivel az acélolvasztás indukciós módszere olcsóbb, mint a fűtőolaj, szén és egyéb energiahordozók felhasználásán alapuló hasonló módszerek, az indukciós kemence számítása az egység teljesítményének kiszámításával kezdődik.

Az indukciós kemence teljesítménye aktív és hasznos részekre oszlik, mindegyiknek megvan a maga képlete.

Kezdeti adatként tudnia kell:

• a kemence kapacitása a vizsgált esetben például 8 tonna;
• egységteljesítmény (legnagyobb értékét veszik) - 1300 kW;
• áramfrekvencia - 50 Hz;
• a kemence üzem termelékenysége 6 tonna óránként.

Figyelembe kell venni az olvadt fémet vagy ötvözetet is: feltétel szerint cink. Ez egy fontos pont, az indukciós kemencében olvadó öntöttvas, valamint más ötvözetek hőegyensúlya.

Hasznos teljesítmény, amely a folyékony fémre kerül:

• Рpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - fajlagos energiafogyasztás, ez elméleti, és a fém túlmelegedését mutatja 10 C-kal;
• P - a kemence üzem termelékenysége, t/h;
• t - ötvözet vagy fém tuskó túlmelegedési hőmérséklete fürdőkemencében, 0C
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktív teljesítmény:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - az előző képletből, kW;
• Yuterm - az öntödei kemence hatékonysága, határai 0,7 és 0,85 között vannak, átlagosan 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, az értéket 1900 kW-ra kerekítik.

Az utolsó szakaszban kiszámítják az induktor teljesítményét:

• Héj = P / N,
• P a kemence üzem aktív teljesítménye, kW;
• N a kemencében elhelyezett induktorok száma.
• héj = 1900 / 2 = 950 kW.

Az indukciós kemence energiafogyasztása az acél olvasztásakor a teljesítményétől és az induktor típusától függ.

A kemence alkatrészek

Tehát, ha érdekel egy barkácsoló indukciós mini sütő, akkor fontos tudni, hogy a fő eleme egy fűtőspirál. Házi készítésű változat esetén elegendő egy 10 mm átmérőjű csupasz rézcsőből készült induktort használni

Az induktorhoz 80-150 mm belső átmérőt használnak, a fordulatok száma pedig 8-10. Fontos, hogy a fordulatok ne érjenek egymáshoz, és a köztük lévő távolság 5-7 mm legyen. Az induktor egyes részei nem érintkezhetnek a képernyőjével, a minimális hézag 50 mm legyen.

Ha saját kezűleg készít indukciós kemencét, akkor tudnia kell, hogy víz vagy fagyálló ipari méretekben hűti az induktorokat. A létrehozott eszköz kis teljesítménye és rövid működése esetén hűtés nélkül is megoldható. De működés közben az induktor nagyon felforrósodik, és a rézen lévő vízkő nemcsak drasztikusan csökkentheti az eszköz hatékonyságát, hanem teljesítményének teljes elvesztéséhez is vezethet. Lehetetlen önállóan hűtéssel ellátott tekercset készíteni, ezért rendszeresen cserélni kell. Nem szabad kényszerhűtést alkalmazni, mivel a tekercs közelében található ventilátorház „vonzza” magához az EMF-et, ami túlmelegedéshez és a kemence hatékonyságának csökkenéséhez vezet.

Mágneses anyagokból készült munkadarabok indukciós melegítésének problémája

Ha az indukciós fűtésre szolgáló inverter nem önoszcillátor, nincs önhangoló áramköre (PLL) és külső főoszcillátorról működik (az "induktor - kompenzáló kondenzátor bank" rezgő frekvenciájához közeli frekvencián áramkör). Abban a pillanatban, amikor egy mágneses anyagból készült munkadarabot vezetnek be az induktorba (ha a munkadarab méretei elég nagyok és arányosak az induktor méreteivel), az induktor induktivitása meredeken megnő, ami a természetes indukció hirtelen csökkenéséhez vezet. a rezgőkör rezonanciafrekvenciája és eltérése a fő oszcillátor frekvenciájától. Az áramkör kimegy a rezonanciából a fő oszcillátorral, ami az ellenállás növekedéséhez és a munkadarabra átvitt teljesítmény hirtelen csökkenéséhez vezet. Ha az egység teljesítményét külső tápegység szabályozza, akkor a kezelő természetes reakciója az egység tápfeszültségének növelése. Ha a munkadarabot Curie-pontig melegítjük, annak mágneses tulajdonságai megszűnnek, az oszcillációs kör sajátfrekvenciája visszaáll a fő oszcillátor frekvenciájára. Az áramkör ellenállása meredeken csökken, az áramfelvétel meredeken növekszik. Ha a kezelőnek nincs ideje eltávolítani a megnövekedett tápfeszültséget, az egység túlmelegszik és meghibásodik.
Ha a berendezés automatikus vezérlőrendszerrel van felszerelve, akkor a vezérlőrendszernek figyelnie kell a Curie-ponton keresztüli átmenetet, és automatikusan csökkentenie kell a fő oszcillátor frekvenciáját, beállítva azt a rezgőkörrel való rezonanciára (vagy csökkentenie kell a betáplált teljesítményt, ha a frekvencia a változtatás elfogadhatatlan).

Ha nem mágneses anyagokat melegítenek, akkor a fentiek nem számítanak. A nem mágneses anyagból készült munkadarab induktorba való bevezetése gyakorlatilag nem változtatja meg az induktor induktivitását és nem tolja el a működő rezgőkör rezonanciafrekvenciáját, és nincs szükség vezérlőrendszerre.

Ha a munkadarab méretei sokkal kisebbek, mint az induktor mérete, akkor ez sem tolja el nagymértékben a munkakör rezonanciáját.

indukciós tűzhelyek

Fő cikk: Indukciós tűzhely

Indukciós tűzhely- fém edényeket nagyfrekvenciás mágneses tér által keltett örvényárammal felmelegítő konyhai elektromos tűzhely, 20-100 kHz frekvenciával.

Egy ilyen kályha nagy hatásfokkal rendelkezik az elektromos tűzhelyek fűtőelemeihez képest, mivel kevesebb hőt fordítanak a ház fűtésére, emellett nincs gyorsulási és hűtési időszak (amikor a termelt, de az edények által fel nem vett energia elpazarol ).

Indukciós olvasztókemencék

Fő cikk: Indukciós tégely  kemence

Indukciós (érintésmentes) olvasztókemencék - fémek olvasztására és túlhevítésére szolgáló elektromos kemencék, amelyekben fémtégelyben (és fémben), vagy csak fémben (ha az olvasztótégely nem fémből) fellépő örvényáramok hatására felmelegedés következik be; ez a fűtési mód hatékonyabb, ha a tégely rosszul szigetelt).

A gyárak öntödeiben, valamint a precíziós öntőműhelyekben és a gépgyártó üzemek javítóműhelyeiben használják kiváló minőségű acélöntvények előállítására. Lehetőség van a színesfémek (bronz, sárgaréz, alumínium) és ötvözeteik olvasztására grafittégelyben. Az indukciós kemence a transzformátor elvén működik, amelyben a primer tekercs egy vízhűtéses induktor, a szekunder és egyben terhelés a tégelyben lévő fém. A fém felmelegedése és olvadása a benne folyó áramok miatt következik be, amelyek az induktor által létrehozott elektromágneses tér hatására keletkeznek.

Az indukciós fűtés története

Az elektromágneses indukció felfedezése 1831-ben Michael Faradayé. Amikor egy vezető mozog a mágnes terében, akkor EMF indukálódik benne, akárcsak egy mágnes mozgásakor, amelynek erővonalai metszik a vezető áramkört. Az áramkörben lévő áramot induktívnak nevezzük. Számos eszköz találmánya az elektromágneses indukció törvényén alapul, beleértve a meghatározókat is - generátorokat és transzformátorokat, amelyek elektromos energiát termelnek és osztanak el, ami az egész elektromos ipar alapja.

1841-ben James Joule (és tőle függetlenül Emil Lenz) kvantitatív becslést fogalmazott meg az elektromos áram hőhatására: „Az elektromos áram áramlása során a közeg térfogategységére jutó hőteljesítmény arányos a termékkel. az elektromos áram sűrűségétől és az elektromos térerősség nagyságától” (Joule-törvény - Lenz). Az indukált áram termikus hatása a fémek érintésmentes melegítésére szolgáló eszközök keresését eredményezte. Az acél induktív árammal történő melegítésével az első kísérleteket E. Colby végezte az USA-ban.

Az első sikeresen működő ún. Az acél olvasztására szolgáló csatornás indukciós kemencét 1900-ban a Benedicks Bultfabrik építette Gysingben, Svédországban. Az akkori tekintélyes "A MÉRNÖK" című folyóiratban 1904. július 8-án jelent meg a híres, ahol a svéd feltaláló mérnök, F. A. Kjellin mesél fejlődéséről. A kemencét egyfázisú transzformátor táplálta. Az olvasztást gyűrű alakú tégelyben végezték, a benne lévő fém egy 50-60 Hz-es árammal hajtott transzformátor szekunder tekercse volt.

Az első 78 kW-os kemencét 1900. március 18-án helyezték üzembe, és nagyon gazdaságtalannak bizonyult, mivel az olvasztási kapacitás mindössze 270 kg acél volt naponta. A következő kemencét ugyanazon év novemberében gyártották, 58 kW teljesítményű és 100 kg acél kapacitással. A kemence magas jövedelmezőséget mutatott, az olvasztási kapacitás napi 600-700 kg acél volt. A hőingadozások miatti kopás azonban elfogadhatatlan mértékű volt, a gyakori béléscsere csökkentette az ebből eredő hatékonyságot.

A feltaláló arra a következtetésre jutott, hogy a maximális olvasztási teljesítmény érdekében az olvadék jelentős részét meg kell hagyni a kisütés során, ami sok problémát elkerül, beleértve a bélés kopását. Ez a maradék acél olvasztási módszer, amelyet "lápnak" kezdtek nevezni, a mai napig fennmaradt néhány olyan iparágban, ahol nagy kapacitású kemencéket használnak.

1902 májusában egy jelentősen továbbfejlesztett 1800 kg kapacitású kemencét helyeztek üzembe, a kibocsátás 1000-1100 kg, a mérleg 700-800 kg, a teljesítmény 165 kW, az acél olvasztó kapacitása elérheti a 4100-at. kg naponta! Ez a 970 kWh/t energiafogyasztási eredmény lenyűgöz a hatékonyságával, ami nem sokkal marad el a modern, körülbelül 650 kWh/t-os termelékenységtől. A feltaláló számításai szerint 165 kW teljesítményfelvételből 87,5 kW veszett el, a hasznos hőteljesítmény 77,5 kW volt, és igen magas, 47%-os összhatásfokot kaptunk. A jövedelmezőséget a tégely gyűrűs kialakítása magyarázza, amely lehetővé tette egy többfordulatú, alacsony áramerősségű és nagyfeszültségű - 3000 V -os induktor készítését. A hengeres tégelyes modern kemencék sokkal kompaktabbak, kevesebb tőkebefektetést igényelnek, könnyebbek működni, számos fejlesztéssel felszereltek száz éves fejlesztésük során, de a hatásfok elenyésző mértékben megnőtt. Igaz, a feltaláló publikációjában figyelmen kívül hagyta azt a tényt, hogy az áramot nem az aktív teljesítményért, hanem a teljes teljesítményért fizetik, ami 50-60 Hz-es frekvencián körülbelül kétszerese az aktív teljesítménynek. A modern kemencékben pedig a meddőteljesítményt egy kondenzátortelep kompenzálja.

F. A. Kjellin mérnök találmányával megalapozta a színesfémek és acél olvasztására szolgáló ipari csatornakemencék fejlesztését Európa és Amerika ipari országaiban. Az 50-60 Hz-es csatornakemencékről a modern, nagyfrekvenciás olvasztótégelyes kemencékre való átállás 1900-tól 1940-ig tartott.

Fűtőrendszer

Az indukciós fűtőberendezés elkészítéséhez a hozzáértő mesterek egy egyszerű hegesztő invertert használnak, amely az egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé alakítja. Ilyen esetekben 6-8 mm keresztmetszetű kábelt használnak, de nem szabványos 2,5 mm-es hegesztőgépeknél.

Az ilyen fűtési rendszereknek szükségszerűen zárt típusúaknak kell lenniük, és a vezérlés automatikus. Egyéb biztonság érdekében szüksége van egy szivattyúra, amely kering a rendszeren, valamint egy légtelenítő szelepre. Az ilyen fűtőtestet védeni kell a fából készült bútoroktól, valamint a padlótól és a mennyezettől legalább 1 méterrel.

Otthoni megvalósítás

Az indukciós fűtés még nem hódította meg kellőképpen a piacot magának a fűtési rendszernek a magas költsége miatt. Így például az ipari vállalkozások számára egy ilyen rendszer 100 000 rubelbe kerül, háztartási használatra - 25 000 rubelből. és magasabb. Ezért érthető az olyan áramkörök iránti érdeklődés, amelyek lehetővé teszik, hogy saját kezűleg készítsenek otthoni indukciós fűtőtestet.

fűtő indukciós kazán

Transzformátor alapú

A transzformátorral ellátott indukciós fűtési rendszer fő eleme maga az eszköz lesz, amely primer és szekunder tekercsekkel rendelkezik. Vortex áramlások képződnek az elsődleges tekercsben, és elektromágneses indukciós mezőt hoznak létre. Ez a mező hatással lesz a másodlagosra, amely valójában egy indukciós fűtőtest, fizikailag fűtőkazán test formájában van megvalósítva. Ez a másodlagos rövidre zárt tekercs, amely energiát ad át a hűtőfolyadéknak.

A transzformátor másodlagos rövidre zárt tekercselése

Az indukciós fűtési rendszer fő elemei:

• mag;
• kanyargó;
• kétféle szigetelés - hő- és elektromos szigetelés.

A mag két különböző átmérőjű, legalább 10 mm falvastagságú, egymásba hegesztett ferrimágneses cső. A külső cső mentén rézhuzalból toroid tekercselés készül. 85-100 fordulatot kell végrehajtani, a fordulatok közötti egyenlő távolsággal. Az időben változó váltakozó áram zárt körben örvényáramot hoz létre, amely indukciós fűtéssel felmelegíti a magot, és így a hűtőközeget is.

Nagyfrekvenciás hegesztő inverter használata

Hegesztő inverterrel indukciós fűtőtest hozható létre, ahol az áramkör fő elemei egy generátor, egy induktor és egy fűtőelem.

A generátor a szabványos 50 Hz-es hálózati frekvencia magasabb frekvenciájú árammá alakítására szolgál. Ezt a modulált áramot egy hengeres induktorra vezetik, ahol tekercsként rézhuzalt használnak.

Rézhuzal tekercseléshez

A tekercs váltakozó mágneses teret hoz létre, melynek vektora a generátor által beállított frekvenciával változik. A mágneses tér által kiváltott örvényáramok felmelegítik a fémelemet, amely energiát ad át a hűtőfolyadéknak. Így egy másik "csináld magad" indukciós fűtési rendszer kerül megvalósításra.

Fűtőelemet saját kezűleg is létrehozhatunk egy körülbelül 5 mm hosszú vágott fémhuzalból és egy polimer csődarabból, amelybe a fémet helyezzük. Amikor szelepeket szerel fel a cső tetejére és aljára, ellenőrizze a töltési sűrűséget - ne legyen szabad hely. A séma szerint körülbelül 100 menetes rézvezetéket helyeznek el a cső tetején, amely a generátor kapcsaihoz csatlakoztatott induktor. A rézhuzal indukciós melegítése a váltakozó mágneses tér által keltett örvényáramok miatt következik be.

Megjegyzés: A "csináld magad" indukciós fűtőtestek bármilyen séma szerint elkészíthetők, a legfontosabb dolog, hogy ne felejtsük el, hogy fontos a megbízható hőszigetelés, különben a fűtési rendszer hatékonysága jelentősen csökken. .

A készülék előnyei és hátrányai

A vortex indukciós fűtőelem „pluszai” számosak. Ez egy egyszerű áramkör saját gyártáshoz, megnövelt megbízhatóság, nagy hatékonyság, viszonylag alacsony energiaköltségek, hosszú élettartam, alacsony meghibásodási valószínűség stb.

A készülék teljesítménye jelentős lehet, az ilyen típusú egységeket sikeresen alkalmazzák a kohászati ​​iparban. A hűtőfolyadék fűtési sebességét tekintve az ilyen típusú készülékek magabiztosan versenyeznek a hagyományos elektromos kazánokkal, a rendszerben lévő víz hőmérséklete gyorsan eléri a kívánt szintet.

Az indukciós kazán működése közben a fűtőelem enyhén rezeg. Ez a rezgés lerázza a fémcső faláról a vízkövet és egyéb lehetséges szennyeződéseket, ezért egy ilyen eszközt ritkán kell tisztítani. Természetesen a fűtési rendszert mechanikus szűrővel kell védeni ezektől a szennyeződésektől.

Az indukciós tekercs nagyfrekvenciás örvényáramok segítségével melegíti fel a benne elhelyezett fémet (csövet vagy huzaldarabokat), érintkezés nem szükséges

A vízzel való folyamatos érintkezés minimálisra csökkenti a fűtőelem kiégésének valószínűségét is, ami meglehetősen gyakori probléma a hagyományos fűtőelemes kazánoknál. A rezgés ellenére a kazán kivételesen csendesen működik, a berendezés telepítési helyén nincs szükség további zajszigetelésre.

Az indukciós kazánok azért is jók, mert szinte soha nem szivárognak, ha csak a rendszer beépítése helyesen történik. A szivárgások hiánya a hőenergia fűtőberendezésbe történő átvitelének érintésmentes módszerének köszönhető. A hűtőfolyadék a fent leírt technológiával szinte gőzállapotúvá melegíthető.

Ez elegendő termikus konvekciót biztosít a hűtőfolyadék hatékony mozgásának serkentéséhez a csöveken keresztül. A legtöbb esetben a fűtési rendszert nem kell keringető szivattyúval felszerelni, bár minden az adott fűtési rendszer jellemzőitől és elrendezésétől függ.

Néha keringtető szivattyúra van szükség. A készülék telepítése viszonylag egyszerű. Bár ehhez bizonyos készségekre lesz szükség az elektromos készülékek és a fűtőcsövek felszerelésében.

Ennek a kényelmes és megbízható eszköznek azonban számos hiányossága van, amelyeket szintén figyelembe kell venni. Például a kazán nemcsak a hűtőfolyadékot, hanem az azt körülvevő teljes munkaterületet is felmelegíti. Egy ilyen egység számára külön helyiséget kell kijelölni, és eltávolítani az összes idegen tárgyat. Egy személy számára a hosszú tartózkodás egy működő kazán közvetlen közelében szintén nem biztonságos.

Az indukciós fűtőelemek működéséhez elektromos áramra van szükség. Mind a házi, mind a gyári berendezések a háztartási váltakozó áramú hálózatra csatlakoznak.

A készülék működéséhez áramra van szükség. Azokon a területeken, ahol nincs szabad hozzáférés a civilizáció ezen előnyéhez, az indukciós kazán használhatatlan lesz. Igen, és ahol gyakori áramkimaradások vannak, alacsony hatékonyságot mutat.

Ha nem óvatosan kezeli a műszert, robbanás következhet be.

Ha a hűtőfolyadék túlmelegszik, gőzzé válik. Ennek eredményeként a rendszerben lévő nyomás drámaian megnő, amit a csövek egyszerűen nem tudnak ellenállni, felrobbannak. Ezért a rendszer normál működéséhez az eszközt legalább nyomásmérővel, és még jobb - vészleállító eszközzel, termosztáttal stb.

Mindez jelentősen megnövelheti a házi készítésű indukciós kazán költségeit. Bár a készülék gyakorlatilag hangtalannak tekinthető, ez nem mindig van így. Egyes modellek különböző okokból továbbra is okozhatnak némi zajt. Egy saját készítésű eszköz esetében megnő az ilyen eredmény valószínűsége.

Mind a gyári, mind a házi gyártású indukciós fűtőtestek kialakításában gyakorlatilag nincsenek kopó alkatrészek. Hosszú élettartamúak és hibátlanul működnek.

Házi készítésű indukciós kazánok

Az összeszerelt készülék legegyszerűbb sémája egy darab műanyag csőből áll, amelynek üregébe különféle fémelemeket helyeznek el, hogy magot hozzanak létre. Ez lehet egy vékony, golyókká tekert rozsdamentes huzal, apró darabokra vágott huzal - huzalrúd, melynek átmérője 6-8 mm, de akár a cső belső méretének megfelelő átmérőjű fúró is. Kívül üvegszálas pálcikákat ragasztanak rá, amelyekre üvegszigetelésben 1,5-1,7 mm vastag drótot tekernek. A vezeték hossza körülbelül 11 m. A gyártási technológia a videó megtekintésével tanulmányozható:

Majd egy házilag készített indukciós fűtőtestet teszteltek úgy, hogy feltöltötték vízzel és egy gyárilag gyártott, 2 kW teljesítményű ORION indukciós főzőlapra csatlakoztatták a szokásos indukciós indukció helyett. A teszt eredményeit a következő videó mutatja:

Más mesterek azt javasolják, hogy egy kis teljesítményű hegesztő invertert vegyen forrásként a szekunder tekercs kapcsainak a tekercs kivezetéseihez történő csatlakoztatásával. Ha alaposan tanulmányozza a szerző által végzett munkát, akkor a következő következtetések merülnek fel:

• A szerző jó munkát végzett, és a terméke természetesen működik.
• A huzal vastagságára, a tekercs meneteinek számára és átmérőjére nem végeztek számításokat. A tekercselési paramétereket a főzőlap analógiájával vettük, az indukciós vízmelegítő legfeljebb 2 kW teljesítményű lesz.
• A legjobb esetben egy házi készítésű egység képes vizet melegíteni két, egyenként 1 kW-os fűtőtesthez, ez elegendő egy helyiség fűtéséhez. A legrosszabb esetben a fűtés gyenge lesz vagy teljesen megszűnik, mert a teszteket hűtőfolyadék áramlás nélkül végezték.

Pontosabb következtetéseket nehéz levonni a készülék további vizsgálatairól szóló információk hiánya miatt. A fűtési indukciós vízmelegítés egy másik módja a következő videóban látható:

A több fémcsőből hegesztett radiátor külső magként működik az ugyanazon indukciós főzőlap tekercse által keltett örvényáramok számára. A következtetések a következők:

• A kapott fűtőelem hőteljesítménye nem haladja meg a panel elektromos teljesítményét.
• A csövek számát és méretét véletlenszerűen választottuk meg, de elegendő felületet biztosítottak az örvényáramokból származó hő átadásához.
• Az indukciós fűtésnek ez a konstrukciója sikeresnek bizonyult abban az esetben, amikor a lakást más fűtött lakások helyiségei veszik körül. Ezenkívül a szerző nem mutatta be a berendezés működését a hideg évszakban a helyiségek levegő hőmérsékletének rögzítésével.

A levont következtetések megerősítése érdekében javasoljuk, hogy nézzen meg egy videót, ahol a szerző megpróbált hasonló fűtőtestet használni egy külön szigetelt épületben:

Működési elve

Az indukciós melegítés az anyagok melegítése elektromos árammal, amelyet váltakozó mágneses tér indukál. Ezért ez a vezető anyagból (vezetőkből) készült termékek melegítése az induktorok (váltakozó mágneses tér forrásai) mágneses tere által.

Az indukciós melegítést a következőképpen hajtjuk végre. Az úgynevezett tekercsbe elektromosan vezető (fém, grafit) munkadarab kerül, amely egy vagy több huzal (leggyakrabban réz) menete. Az induktorban egy speciális generátor segítségével erős, különböző frekvenciájú (tíz Hz-től több MHz-ig terjedő) áramokat indukálnak, aminek következtében az induktor körül elektromágneses tér keletkezik. Az elektromágneses tér örvényáramot indukál a munkadarabban. Az örvényáramok felmelegítik a munkadarabot Joule-hő hatására.

Az induktor-blank rendszer egy mag nélküli transzformátor, amelyben az induktor a primer tekercs. A munkadarab mintegy szekunder tekercs, rövidre zárva. A tekercsek közötti mágneses fluxus levegőben bezárul.

Az örvényáramok nagy frekvencián az általuk kialakított mágneses tér által a munkadarab Δ (bőrhatás) vékony felületi rétegeibe kerülnek, aminek következtében sűrűségük meredeken növekszik, és a munkadarab felmelegszik. A fém alsó rétegei a hővezető képesség miatt felmelegednek. Nem az áramerősség a fontos, hanem a nagy áramsűrűség. A Δ bőrrétegben az áramsűrűség növekszik e alkalommal a munkadarabban lévő áramsűrűséghez viszonyítva, míg a teljes hőleadásból származó hő 86,4%-a a bőrrétegben szabadul fel. A bőrréteg mélysége a sugárzási frekvenciától függ: minél nagyobb a frekvencia, annál vékonyabb a bőrréteg. Ez a munkadarab anyagának μ relatív mágneses permeabilitásától is függ.

A vas, kobalt, nikkel és mágneses ötvözetek esetében a   Curie-pont alatti hőmérsékleten a μ értéke több száztól tízezerig terjed. Más anyagok (olvadékok, színesfémek, folyékony alacsony olvadáspontú eutektikumok, grafit, elektromosan vezető kerámia stb.) esetében μ megközelítőleg eggyel egyenlő.

Képlet a bőrmélység kiszámításához mm-ben:

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

ahol ρ - a munkadarab anyagának fajlagos elektromos ellenállása a feldolgozási hőmérsékleten, Ohm m, f- az induktor által keltett elektromágneses tér frekvenciája, Hz.

Például 2 MHz-es frekvencián a borítás mélysége a réz esetében körülbelül 0,047 mm, a vas esetében ≈ 0,0001 mm.

Az induktor működés közben nagyon felforrósodik, mivel elnyeli saját sugárzását. Ezenkívül elnyeli a forró munkadarab hősugárzását. Vízzel hűtött rézcsövekből induktorokat készítenek. A víz ellátása szívással történik - ez biztosítja a biztonságot az induktor égése vagy egyéb nyomáscsökkenése esetén.

Működési elve

Az indukciós kemence olvasztóegysége sokféle fém és ötvözet melegítésére szolgál. A klasszikus dizájn a következő elemekből áll:

1. Leeresztő szivattyú.
2. Vízhűtéses induktor.
3. Rozsdamentes acél vagy alumínium keret.
4. Kapcsolati terület.
5. Hőálló betonból készült kandalló.
6. Megtámasztás hidraulikus hengerrel és csapágyakkal.

A működési elve örvényes Foucault-áramok létrehozásán alapul. Általános szabály, hogy a háztartási készülékek működése során az ilyen áramok meghibásodást okoznak, de ebben az esetben a töltést a szükséges hőmérsékletre melegítik. Működés közben szinte minden elektronika felmelegszik. Ez a negatív tényező a villamosenergia-felhasználásban teljes mértékben ki van használva.

A készülék előnyei

Az indukciós olvasztókemencét viszonylag nemrégiben használták. Híres kandallókemencéket, nagyolvasztókat és egyéb berendezéseket szerelnek fel a termelési telephelyeken. Az ilyen fémolvasztó kemencének a következő előnyei vannak:

1. Az indukció elvének alkalmazása lehetővé teszi a berendezés kompakt kialakítását. Ezért nincs probléma kis helyiségekben való elhelyezésükkel. Példa erre a nagyolvasztó kemencék, amelyek csak előkészített helyiségekben telepíthetők.
2. Az elvégzett vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a hatékonyság közel 100%.
3. Magas olvadási sebesség. A nagy hatékonysági index azt határozza meg, hogy a fém felmelegítése sokkal kevesebb időt vesz igénybe, mint más kemencéknél.
4. Egyes kemencék az olvasztás során a fém kémiai összetételének megváltozásához vezethetnek. Az olvadéktisztaság tekintetében az indukció áll az első helyen. A keletkezett Foucault-áramok belülről melegítik a munkadarabot, ami kizárja annak lehetőségét, hogy különféle szennyeződések összetételébe kerüljenek.

Ez utóbbi előny határozza meg az indukciós kemence terjedését az ékszerekben, mivel az idegen szennyeződések kis koncentrációja is hátrányosan befolyásolhatja az eredményt.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy M. Faraday még 1831-ben felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét, a világ számos olyan berendezést látott, amelyek vizet és más közegeket melegítenek.

Mivel ez a felfedezés megvalósult, az emberek naponta használják a mindennapi életben:

• Elektromos vízforraló tárcsás melegítővel vízmelegítéshez;
• Multicooker sütő;
• indukciós főzőlap;
• Mikrohullámú sütők (tűzhely);
• Melegítő;
• Fűtőoszlop.

Ezenkívül a nyílást az extruderre helyezik (nem mechanikus). Korábban széles körben használták a kohászatban és a fémfeldolgozáshoz kapcsolódó egyéb iparágakban. A gyári induktív kazán a tekercs belsejében elhelyezett speciális magon örvényáramok hatásának elvén működik. A Foucault örvényáramok felületesek, ezért jobb, ha egy üreges fémcsövet veszünk magnak, amelyen a hűtőelem áthalad.

Az elektromos áramok előfordulása a tekercselés váltakozó feszültségének ellátása miatt következik be, ami váltakozó elektromos mágneses mező megjelenését okozza, amely másodpercenként 50-szer megváltoztatja a potenciálokat. szabványos, 50 Hz-es ipari frekvencián.

Ugyanakkor a Ruhmkorff indukciós tekercs úgy van kialakítva, hogy közvetlenül a váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatható. A gyártás során az ilyen fűtéshez nagyfrekvenciás elektromos áramokat használnak - 1 MHz-ig, így meglehetősen nehéz elérni a készülék működését 50 Hz-en. A huzal vastagságát és a készülék által használt tekercselési fordulatok számát egységenként külön-külön számítják ki a szükséges hőteljesítményre vonatkozó speciális módszer szerint. A házi készítésű, nagy teljesítményű egységnek hatékonyan kell működnie, gyorsan fel kell melegítenie a csövön átfolyó vizet, ugyanakkor nem kell felmelegednie.

A szervezetek jelentős összegeket fektetnek be az ilyen termékek fejlesztésébe és megvalósításába, így:

• Minden feladat sikeresen megoldott;
• A fűtőberendezés hatásfoka 98%;
• Megszakítás nélkül működik.

A legnagyobb hatásfok mellett nem lehet mást, mint vonzani azt a sebességet, amellyel a magon áthaladó közeg felmelegszik. ábrán javasolt az üzemben kialakított indukciós vízmelegítő működési sémája. Egy ilyen rendszernek VIN-márkaegysége van, amelyet az izevszki üzem gyárt.

Az, hogy az egység mennyi ideig fog működni, kizárólag attól függ, hogy a ház mennyire feszes, és a vezeték meneteinek szigetelése nem sérült, és ez a gyártó szerint meglehetősen jelentős időszak - akár 30 év.

Mindezen előnyökért, amelyekkel a készülék 100%-ban rendelkezik, sok pénzt kell fizetnie, az induktoros, mágneses vízmelegítő a legdrágább az összes fűtési rendszer közül. Ezért sok kézműves szívesebben állít össze egy ultragazdaságos egységet a fűtéshez.

A berendezések önálló gyártásának szabályai

Az indukciós fűtési rendszer megfelelő működéséhez az ilyen termék áramának meg kell felelnie a teljesítménynek (legalább 15 ampernek kell lennie, ha szükséges, több is lehet).

• A huzalt legfeljebb öt centiméteres darabokra kell vágni. Ez szükséges a hatékony fűtéshez nagyfrekvenciás térben.
• A test átmérője nem lehet kisebb, mint az előkészített huzal, és vastag falakkal kell rendelkeznie.
• A fűtési hálózathoz való rögzítéshez egy speciális adaptert kell rögzíteni a szerkezet egyik oldalára.
• A cső aljára hálót kell helyezni, nehogy a vezeték kiessen.
• Ez utóbbira olyan mennyiségben van szükség, hogy az egész belső teret kitöltse.
• A kialakítás zárt, adapter van elhelyezve.
• Ezután ebből a csőből egy tekercset készítenek. Ehhez tekerje be a már előkészített dróttal. A fordulatok számát be kell tartani: minimum 80, maximum 90.
• A fűtési rendszerhez való csatlakoztatás után vizet öntünk a készülékbe. A tekercs az előkészített inverterhez van csatlakoztatva.
• Vízszivattyú van felszerelve.
• A hőmérséklet-szabályozó fel van szerelve.

Így az indukciós fűtés kiszámítása a következő paraméterektől függ: hosszúság, átmérő, hőmérséklet és feldolgozási idő

Ügyeljen az induktorhoz vezető gumiabroncsok induktivitására, amely sokkal nagyobb lehet, mint maga az induktor.

Nagy pontosságú indukciós fűtés

Az ilyen fűtésnek a legegyszerűbb elve van, mivel érintkezésmentes. A nagyfrekvenciás impulzusos hevítés lehetővé teszi a legmagasabb hőmérsékleti feltételek elérését, amelyek mellett a legnehezebb fémek olvasztása is feldolgozható. Az indukciós fűtés végrehajtásához létre kell hozni a szükséges 12V feszültséget (volt) és az induktivitás frekvenciáját az elektromágneses mezőkben.

Ezt egy speciális eszközben - egy induktorban - lehet megtenni. 50 Hz-es ipari áramforrásról táplálja.

Ehhez egyedi tápegységek - konverterek / generátorok - használhatók. A kisfrekvenciás készülék legegyszerűbb eszköze a spirál (szigetelt vezető), amely egy fémcső belsejébe helyezhető, vagy köré tekerhető. A meginduló áramok felmelegítik a csövet, ami a jövőben hőt ad a nappalinak.

Az indukciós fűtés alkalmazása minimális frekvencián nem gyakori jelenség. A fémek leggyakoribb feldolgozása magasabb vagy közepes gyakorisággal. Az ilyen eszközöket az a tény különbözteti meg, hogy a mágneses hullám a felszínre megy, ahol lebomlik. Az energia hővé alakul. A jobb hatás érdekében mindkét komponensnek hasonló alakúnak kell lennie. Hol alkalmazzák a hőt?

Ma már széles körben elterjedt a nagyfrekvenciás fűtés alkalmazása:

• Fémek olvasztására és érintkezésmentes forrasztására;
• Mérnöki ipar;
• Ékszer üzlet;
• Más technikák alkalmazásakor sérülhetõ kis elemek (táblák) készítése;
• Alkatrészek felületeinek keményítése, különböző konfigurációk;
• Alkatrészek hőkezelése;
• Orvosi gyakorlat (eszközök/műszerek fertőtlenítése).

A fűtés sok problémát megoldhat.

Mi az indukciós fűtés

Hogyan működik az indukciós vízmelegítő.

Az indukciós eszköz az elektromágneses tér által generált energián működik. A hőhordozó elnyeli, majd a helyiségbe juttatja:

1. Egy induktor elektromágneses mezőt hoz létre egy ilyen vízmelegítőben. Ez egy többfordulatú hengeres huzaltekercs.
2. A tekercs körül áramló váltakozó elektromos áram mágneses teret hoz létre.
3. Egyenesei merőlegesek az elektromágneses fluxusvektorra. Ha mozgatják, újra létrehoznak egy zárt kört.
4. A váltakozó áram által létrehozott örvényáramok az elektromosság energiáját hővé alakítják.

Az indukciós fűtés során a hőenergiát takarékosan és alacsony fűtési sebességgel költik el. Ennek köszönhetően az indukciós berendezés rövid időn belül magas hőmérsékletre hozza a fűtési rendszer vizét.

Az eszköz jellemzői

Az elektromos áram a primer tekercshez van kötve.

Az indukciós fűtés transzformátorral történik. Pár tekercsből áll:

• külső (elsődleges);
• rövidre zárt belső (másodlagos).

Örvényáramok lépnek fel a transzformátor mély részében. Átirányítják a keletkező elektromágneses teret a másodlagos áramkörbe. Egyszerre látja el a test funkcióját, és a víz fűtőelemeként működik.

A mag felé irányított örvényáramok sűrűségének növekedésével először önmagát melegíti fel, majd az egész hőelemet.

A hideg víz ellátásához és az előkészített hűtőfolyadéknak a fűtési rendszerbe történő eltávolításához az indukciós fűtőtest egy pár csővel van felszerelve:

1. Az alsó a vízellátás bemenetére van felszerelve.
2. A felső leágazó cső - a fűtési rendszer ellátó szakaszához.

Milyen elemekből áll a készülék, és hogyan működik

Az indukciós vízmelegítő a következő szerkezeti elemekből áll:

Fénykép	Szerkezeti csomópont
	Induktor. Sok rézdrót tekercsből áll. Elektromágneses teret generálnak.
	Fűtőelem. Ez egy fém vagy acélhuzalból készült cső, amelyet az induktor belsejében helyeztek el.
	Generátor. A háztartási elektromosságot nagyfrekvenciás elektromos árammá alakítja át. A generátor szerepét egy inverter töltheti be a hegesztőgépből.

A fűtési rendszer működési sémája indukciós vízmelegítővel.

Amikor az eszköz minden alkatrésze kölcsönhatásba lép, hőenergia keletkezik, amely a vízbe kerül. Az egység működési sémája a következő:

1. A generátor nagyfrekvenciás elektromos áramot állít elő. Ezután továbbadja egy indukciós tekercsnek.
2. Ő, miután észlelte az áramot, elektromos mágneses mezővé alakítja.
3. A tekercs belsejében található fűtőtestet a mágneses térvektor változása miatt megjelenő örvényáramok hatására melegítik fel.
4. Az elem belsejében keringő vizet felmelegíti. Ezután belép a fűtési rendszerbe.

Az indukciós fűtési módszer előnyei és hátrányai

A készülék kompakt és kis helyet foglal.

Az indukciós fűtőberendezések ilyen előnyökkel rendelkeznek:

• magas szintű hatékonyság;
• nem igényel gyakori karbantartást;
• kevés szabad helyet foglalnak el;
• a mágneses tér rezgései miatt a vízkő nem rakódik le bennük;
• a készülékek némák;
• biztonságban vannak;
• a ház tömítettsége miatt nincs szivárgás;
• a fűtőberendezés működése teljesen automatizált;
• az egység környezetbarát, nem bocsát ki kormot, kormot, szén-monoxidot stb.

A képen - gyári vízmelegítő indukciós kazán.

A készülék fő hátránya a gyári modellek magas költsége..

Ez a hátrány azonban kiegyenlíthető, ha saját kezűleg összeszereli az indukciós fűtőtestet. Az egység könnyen hozzáférhető elemekből van felszerelve, ezek ára alacsony.

Minden típusú indukciós fűtőelem használatának előnyei

Az indukciós fűtőelemnek kétségtelen előnyei vannak, és vezető szerepet tölt be minden típusú készülék között. Ez az előny a következőkből áll:

• Kevesebb áramot fogyaszt és nem szennyezi a környezetet.
• Könnyen kezelhető, kiváló minőségű munkát biztosít, és lehetővé teszi a folyamat irányítását.
• A kamra falain keresztül történő hevítés különleges tisztaságot és ultratiszta ötvözetek előállításának képességét biztosítja, míg az olvasztás különböző atmoszférában, beleértve az inert gázokat és vákuumban is végrehajtható.
• Segítségével bármilyen formájú részletek egyenletes melegítése vagy szelektív melegítés lehetséges.
• Végül, az indukciós fűtőtestek univerzálisak, így mindenhol használhatók, helyettesítve az elavult energiafogyasztó és nem hatékony berendezéseket.

Ha saját kezűleg indukciós fűtőtestet készít, aggódnia kell a készülék biztonsága miatt. Ehhez a következő szabályokat kell követni, amelyek növelik a teljes rendszer megbízhatóságának szintjét:

1. Egy biztonsági szelepet kell behelyezni a felső pólóba a túlnyomás megszüntetése érdekében. Ellenkező esetben, ha a keringtető szivattyú meghibásodik, a mag egyszerűen szétreped a gőz hatására. Általában az egyszerű indukciós fűtőelem rendszere rendelkezik ilyen pillanatokról.
2. Az inverter csak az RCD-n keresztül csatlakozik a hálózathoz. Ez az eszköz kritikus helyzetekben működik, és segít elkerülni a rövidzárlatot.
3. A hegesztő invertert úgy kell földelni, hogy a kábelt a szerkezet falai mögött a földbe szerelt speciális fémkörhöz vezetik.
4. Az indukciós fűtőtest testét a padló felett 80 cm magasságban kell elhelyezni. Ezenkívül a mennyezettől való távolságnak legalább 70 cm-nek, a többi bútortól pedig legalább 30 cm-nek kell lennie.
5. Az indukciós fűtőberendezés nagyon erős elektromágneses mező forrása, ezért ezt a berendezést távol kell tartani a lakóhelyiségektől és a háziállatokat befogadó burkolatoktól.

Az indukciós fűtőtest diagramja

Az elektromágneses indukció jelenségének M. Faraday által 1831-ben történő felfedezésének köszönhetően számos olyan berendezés jelent meg modern életünkben, amelyek vizet és más közeget melegítenek. Minden nap használunk elektromos vízforralót tárcsás melegítéssel, multicookert, indukciós főzőlapot, hiszen ezt a felfedezést csak a mi korunkban sikerült megvalósítanunk a mindennapi életben. Korábban a kohászatban és a fémfeldolgozó ipar egyéb ágaiban használták.

A gyári indukciós kazán munkája során az örvényáramok hatásának elvét alkalmazza a tekercs belsejében elhelyezett fémmagon. A Foucault örvényáramok felszíni jellegűek, ezért érdemes üreges fémcsövet használni magként, amelyen keresztül felmelegített hűtőfolyadék áramlik át.

Az indukciós fűtőelem működési elve

Az áramok előfordulása annak köszönhető, hogy váltakozó elektromos feszültséget kap a tekercs, amely váltakozó elektromágneses mező megjelenését idézi elő, amely másodpercenként 50-szer változtatja a potenciálokat normál ipari 50 Hz-es frekvencián. Ugyanakkor az indukciós tekercs úgy van kialakítva, hogy közvetlenül a váltakozó áramú hálózatra csatlakoztatható. Az iparban az ilyen fűtéshez nagyfrekvenciás áramokat használnak - 1 MHz-ig, így nem könnyű elérni a készülék működését 50 Hz-es frekvencián.

A rézhuzal vastagságát és az indukciós vízmelegítők által használt tekercselési fordulatok számát egységenként külön-külön számítják ki, speciális módszerrel a szükséges hőteljesítményhez. A terméknek hatékonyan kell működnie, gyorsan fel kell melegítenie a csövön átfolyó vizet, és ugyanakkor nem kell túlmelegednie. A vállalkozások sok pénzt fektetnek az ilyen termékek fejlesztésébe és megvalósításába, így minden feladatot sikeresen megoldanak, és a fűtési hatékonyság mutatója 98%.

A nagy hatásfok mellett különösen vonzó az a sebesség, amellyel a magon átáramló közeg felmelegszik. Az ábrán egy gyárilag gyártott indukciós fűtőelem működési diagramja látható. Ezt a sémát a jól ismert "VIN" védjegy egységeiben használják, amelyet az izevszki üzem gyárt.

A fűtés működési diagramja

A hőfejlesztő tartóssága csak a ház tömítettségétől és a huzal fordulatainak szigetelésének integritásától függ, és ez meglehetősen hosszú időszaknak bizonyul, a gyártók kijelentik - akár 30 évig. Mindezen előnyökért, amelyekkel ezek a készülékek valóban rendelkeznek, sok pénzt kell fizetni, az indukciós vízmelegítő a legdrágább az összes fűtési elektromos rendszer közül. Emiatt néhány kézműves házi készítésű készülék gyártásába kezdett, hogy azt a ház fűtésére használhassa.

DIY gyártási folyamat

A következő eszközök hasznosak lesznek a munkához:

• hegesztő inverter;
• hegesztő áramot 15 amper teljesítménnyel.

Szüksége lesz rézhuzalra is, amelyet a mag teste köré tekercselnek. A készülék induktorként fog működni. A vezeték érintkezői az inverter kapcsaihoz vannak csatlakoztatva, hogy ne alakuljanak ki csavarodások. A mag összeszereléséhez szükséges anyagdarabnak megfelelő hosszúságúnak kell lennie. Átlagosan a fordulatok száma 50, a huzal átmérője 3 milliméter.

Különböző átmérőjű rézhuzal tekercseléshez

Most pedig térjünk át a lényegre. Szerepében egy polietilénből készült polimer cső lesz. Ez a fajta műanyag elég magas hőmérsékletnek is ellenáll. Magátmérő - 50 mm, falvastagság - legalább 3 mm. Ezt az alkatrészt mérőeszközként használják, amelyre egy rézhuzalt tekercselnek, amely induktort képez. Szinte bárki össze tudja szerelni a legegyszerűbb indukciós vízmelegítőt.

A videón látni fog egy utat - hogyan lehet önállóan megszervezni a víz indukciós melegítését fűtéshez:

Első lehetőség

A huzalt 50 mm-es szegmensekre vágják, egy műanyag csövet töltenek meg vele. Annak elkerülése érdekében, hogy kifolyjon a csőből, dugja be a végeit dróthálóval. A végeken adaptereket helyeznek el a csőből, a fűtőelem csatlakoztatásának helyére.

Ez utóbbi testére rézdróttal tekercs van feltekerve. Erre a célra körülbelül 17 méter vezetékre van szükség: 90 fordulatot kell megtennie, a cső átmérője 60 milliméter. 3,14×60×90=17 m.

Fontos tudni! A készülék működésének ellenőrzésekor ellenőrizze, hogy van-e benne víz (hűtőfolyadék). Ellenkező esetben a készülék teste gyorsan megolvad.
. A cső beleütközik a csővezetékbe

A fűtés az inverterhez van csatlakoztatva. Csak meg kell tölteni a készüléket vízzel és bekapcsolni. Minden készen áll!

A cső beleütközik a csővezetékbe. A fűtés az inverterhez van csatlakoztatva. Csak meg kell tölteni a készüléket vízzel és bekapcsolni. Minden készen áll!

Második lehetőség

Ez a lehetőség sokkal egyszerűbb. A cső függőleges részén egy méteres egyenes szakasz kerül kiválasztásra. Óvatosan meg kell tisztítani a festéktől csiszolópapírral. Ezenkívül a cső ezen szakaszát három réteg elektromos szövet borítja. Egy indukciós tekercset rézdróttal feltekernek. A teljes csatlakozási rendszer jól szigetelt. Most már csatlakoztathatja a hegesztő invertert, és az összeszerelési folyamat kész.

Rézhuzallal burkolt indukciós tekercs

Mielőtt elkezdené saját kezűleg vízmelegítőt készíteni, tanácsos megismerkedni a gyári termékek jellemzőivel és tanulmányozni a rajzaikat. Ez segít megérteni a házilag készített berendezések kezdeti adatait és elkerülni az esetleges hibákat.

Harmadik lehetőség

A fűtőelem ilyen bonyolultabb elkészítéséhez hegesztést kell használnia. A munkához még mindig szüksége van egy háromfázisú transzformátorra. Két csövet kell egymásba hegeszteni, amelyek fűtőelemként és magként működnek. Egy tekercs van feltekerve az induktor testére. Ez növeli a kompakt méretű készülék teljesítményét, ami nagyon kényelmes otthoni használatra.

Tekercselés az induktor testén

Vízellátáshoz és vízelvezetéshez 2 leágazó cső van hegesztve az induktor testébe. A hőveszteség elkerülése és az esetleges áramszivárgás elkerülése érdekében szigetelni kell. Kiküszöböli a fent leírt problémákat, és teljesen kiküszöböli a zaj megjelenését a kazán működése során.

A tervezési jellemzőktől függően padló és asztali indukciós kemencék különböztethetők meg. Függetlenül attól, hogy melyik opciót választották, a telepítésnek számos alapvető szabálya van:

1. Amikor a berendezés működik, az elektromos hálózat nagy terhelésnek van kitéve. A szigetelés kopása miatti rövidzárlat lehetőségének kizárása érdekében a telepítés során jó minőségű földelést kell végezni.
2. A kialakítás vízhűtő körrel rendelkezik, amely kiküszöböli a fő elemek túlmelegedésének lehetőségét. Ezért szükséges a víz megbízható emelkedésének biztosítása.
3. Ha asztali sütőt telepítenek, akkor ügyelni kell a használt alap stabilitására.
4. A fémolvasztó kemence egy összetett elektromos készülék, amelynek beszerelésénél a gyártó összes ajánlását be kell tartani. Különös figyelmet kell fordítani az áramforrás paramétereire, amelyeknek meg kell egyeznie az eszköz modelljével.
5. Ne felejtse el, hogy a tűzhely körül elég sok szabad helynek kell lennie. Működés közben még egy kis térfogatú és tömegű olvadék is véletlenül kifröccsenhet a formából. 1000 Celsius fok feletti hőmérsékleten helyrehozhatatlan károkat okoz a különböző anyagokban, és tüzet is okozhat.

A készülék működés közben nagyon felforrósodhat. Éppen ezért a közelben ne legyen gyúlékony vagy robbanásveszélyes anyag. Ezenkívül a tűzbiztonsági előírások szerint a közelben kell tűzvédő pajzsot kell felszerelni.

Biztonsági előírások

az indukciós fűtést alkalmazó fűtési rendszereknél fontos betartani néhány szabályt a szivárgások, a hatékonyságvesztés, az energiafogyasztás, a balesetek elkerülése érdekében. . Az indukciós fűtési rendszerekben biztonsági szelepre van szükség, amely vizet és gőzt bocsát ki, ha a szivattyú meghibásodik.


Az elektromos hálózat működésében fellépő meghibásodások elkerülése érdekében ajánlatos egy barkácsoló kazánt a javasolt sémák szerint indukciós fűtéssel egy külön tápvezetékhez csatlakoztatni, amelynek kábelkeresztmetszete legalább 5 mm2

Előfordulhat, hogy a szokásos vezetékek nem bírják a szükséges energiafogyasztást.

1. Az indukciós fűtési rendszerekben biztonsági szelepre van szükség, amely vizet és gőzt bocsát ki, ha a szivattyú meghibásodik.
2. A barkácsoló fűtési rendszer biztonságos működéséhez manométer és RCD szükséges.
3. A teljes indukciós fűtési rendszer földelése és elektromos szigetelése megakadályozza az áramütést.
4. Az elektromágneses tér emberi szervezetre gyakorolt ​​káros hatásainak elkerülése érdekében az ilyen rendszereket célszerű a lakóterületen kívülre vinni, ahol be kell tartani a telepítési szabályokat, amelyek szerint az indukciós fűtőberendezést 80 méter távolságra kell elhelyezni. cm-re vízszintestől (padlótól és mennyezettől) és 30 cm-re a függőleges felületektől.
5. A rendszer bekapcsolása előtt feltétlenül ellenőrizze a hűtőfolyadék jelenlétét.
6. Az elektromos hálózat meghibásodásának megelőzése érdekében ajánlatos a javasolt sémák szerinti "csináld magad" indukciós fűtőkazánt egy külön tápvezetékhez csatlakoztatni, amelynek kábelkeresztmetszete legalább 5 mm2. Előfordulhat, hogy a szokásos vezetékek nem bírják a szükséges energiafogyasztást.

Kifinomult berendezési tárgyak készítése

A HDTV fűtési rendszert saját kezűleg nehezebb elkészíteni, de rádióamatőröknek kell alávetni, mivel összegyűjtéséhez multivibrátor áramkör szükséges. A működési elv hasonló - a tekercs közepén lévő fém töltőanyag és a saját erősen mágneses mező kölcsönhatásából származó örvényáramok felmelegítik a felületet.

HDTV-berendezések tervezése

Mivel még a kis tekercsek is körülbelül 100 A áramot termelnek, rezonanciakapacitással kell őket összekötni az indukciós tolóerő kiegyenlítéséhez. A HDTV 12 V-os fűtéséhez kétféle működő áramkör létezik:

• hálózatra csatlakoztatva.

• célzott elektromos;
• hálózatra csatlakoztatva.

Az első esetben egy mini HDTV telepítés egy óra alatt összeállítható. 220 V-os hálózat hiányában is bárhol használhatunk ilyen generátort, de ha autó akkumulátorok vannak áramforrásként. Természetesen nem elég erős a fém olvasztásához, de képes felmelegedni a finom munkákhoz szükséges magas hőmérsékletre, például a kések, csavarhúzók kékre hevítésére. Létrehozásához meg kell vásárolnia:

• térhatású tranzisztorok BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• autó akkumulátor 70 A / h-tól;
• nagyfeszültségű kondenzátorok.

A 11 A-es táp árama a hevítési folyamat során a fém ellenállása miatt 6 A-re csökken, de a túlmelegedés elkerülése érdekében továbbra is szükség van vastag, 11-12 A áramot is elviselő vezetékekre.

A műanyag házba épített indukciós fűtési rendszer második köre bonyolultabb, az IR2153 meghajtón alapul, de kényelmesebb 100 000 rezonanciát építeni a szabályozó fölé. Az áramkört legalább 12 V feszültségű hálózati adapteren keresztül kell vezérelni. A tápegység diódahíd segítségével közvetlenül csatlakoztatható a 220 V-os főhálózathoz. A rezonancia frekvencia 30 kHz. A következő elemekre lesz szükség:

• ferrit mag 10 mm és fojtó 20 fordulat;
• rézcső HDTV-tekercsként, 25 menetes tüskénként 5–8 cm;
• kondenzátorok 250 V.

Vortex melegítők

Egy egyszerű séma szerint összeszerelhető egy erősebb telepítés, amely képes a csavarokat sárgára melegíteni. De működés közben a hőtermelés meglehetősen nagy lesz, ezért ajánlott radiátorokat felszerelni a tranzisztorokra. Szüksége lesz még egy fojtószelepre, amelyet bármely számítógép tápegységéből kölcsönözhet, valamint a következő segédanyagokra:

• acél ferromágneses huzal;
• rézhuzal 1,5 mm;
• térhatású tranzisztorok és diódák fordított feszültséghez 500 V-tól;
• Zener diódák 2-3 W teljesítménnyel, 15 V számítással;
• egyszerű ellenállások.

A kívánt eredménytől függően a huzal tekercselése a réz alapon 10-30 fordulat. Következik az áramkör összeszerelése és a fűtőtest alaptekercsének elkészítése körülbelül 7 menetnyi 1,5 mm-es rézhuzalból. Csatlakozik az áramkörhöz, majd az elektromossághoz.

A hegesztésben és a háromfázisú transzformátor kezelésében jártas mesteremberek tovább növelhetik a készülék hatékonyságát, miközben csökkentik a súlyt és a méretet. Ehhez meg kell hegeszteni két cső alját, amelyek magként és fűtőként is szolgálnak, és két csövet kell hegeszteni a testbe a tekercselés után a hűtőfolyadék betáplálásához és eltávolításához.

Előnyök és hátrányok

Miután foglalkozott az indukciós fűtőelem működési elvével, figyelembe veheti annak pozitív és negatív oldalait. Tekintettel az ilyen típusú hőtermelők nagy népszerűségére, feltételezhető, hogy sokkal több előnye van, mint hátránya. A legjelentősebb előnyök közé tartozik:

• A tervezés egyszerűsége.
• Magas hatékonysági arány.
• Hosszú élettartam.
• A készülék károsodásának csekély kockázata.
• Jelentős energiamegtakarítás.

Mivel az indukciós kazán teljesítménymutatója széles skálán mozog, probléma nélkül lehet egy adott épületfűtési rendszerhez megfelelő egységet választani. Ezek az eszközök képesek gyorsan felmelegíteni a hűtőfolyadékot egy előre meghatározott hőmérsékletre, ami méltó versenytársává tette őket a hagyományos kazánokkal szemben.

Az indukciós fűtés működése közben enyhe rezgés figyelhető meg, ami miatt a vízkő lerázódik a csövekről. Ennek eredményeként az egység ritkábban tisztítható. Mivel a hűtőfolyadék folyamatosan érintkezik a fűtőelemmel, a meghibásodás kockázata viszonylag kicsi.

1. rész. DIY INDUKCIÓS KAZÁN – ez egyszerű. Rögzítés indukciós főzőlaphoz.

Ha az indukciós kazán felszerelése során nem történt hiba, akkor a szivárgás gyakorlatilag kizárt. Ennek oka a hőenergia érintkezés nélküli átvitele a fűtőberendezésbe. Indukciós vízmelegítési technológia alkalmazása lehetővé teszi, hogy szinte gáz halmazállapotúvá hozzuk. Így a csöveken keresztül hatékony vízmozgás érhető el, és bizonyos helyzetekben akár a keringtető szivattyúegységek alkalmazásától is el lehet tekinteni.

Ideális készülékek sajnos ma már nem léteznek. Az indukciós fűtőberendezéseknek számos előnye mellett számos hátránya is van. Mivel az egység működéséhez áramra van szükség, nem lesz képes maximális hatékonysággal működni olyan régiókban, ahol gyakori áramkimaradások vannak. Amikor a hűtőfolyadék túlmelegszik, a nyomás a rendszerben meredeken megnő, és a csövek eltörhetnek. Ennek elkerülése érdekében az indukciós fűtést vészleállító berendezéssel kell felszerelni.

DIY indukciós melegítő

Az indukciós fűtés működési elve

Az indukciós fűtőberendezés működése egy elektromágneses mező energiáját használja fel, amelyet a felmelegedett tárgy elnyel és hővé alakít át. Mágneses mező létrehozásához induktort, azaz többfordulatú hengeres tekercset használnak. Ezen az induktoron áthaladva a váltakozó elektromos áram váltakozó mágneses teret hoz létre a tekercs körül.

A házi készítésű inverteres fűtőelem lehetővé teszi, hogy gyorsan és nagyon magas hőmérsékletre felmelegedjen. Az ilyen eszközök segítségével nemcsak vizet melegíthet, hanem különféle fémeket is megolvaszthat.

Ha egy fűtött tárgyat helyezünk az induktor belsejébe vagy annak közelébe, akkor azt az időben folyamatosan változó mágneses indukciós vektor fluxusa átüti. Ebben az esetben elektromos tér keletkezik, amelynek vonalai merőlegesek a mágneses fluxus irányára, és ördögi körben mozognak. Ezeknek az örvényáramoknak köszönhetően az elektromos energia hőenergiává alakul, és a tárgy felmelegszik.

Így az induktor elektromos energiája érintkezők használata nélkül kerül át a tárgyra, mint az ellenállásos kemencékben. Ennek eredményeként a hőenergia hatékonyabban költhető el, és a fűtési sebesség jelentősen megnő. Ezt az elvet széles körben alkalmazzák a fémfeldolgozás területén: olvasztása, kovácsolása, keményforrasztása stb. Nem kisebb sikerrel az örvény indukciós fűtőtest is használható víz melegítésére.

Nagyfrekvenciás indukciós fűtőtestek

A legszélesebb körű felhasználási terület a nagyfrekvenciás indukciós fűtőtestekhez tartozik. A fűtőtesteket nagy, 30-100 kHz-es frekvencia és széles, 15-160 kW teljesítménytartomány jellemzi. A nagyfrekvenciás típus kis melegítési mélységet biztosít, de ez elegendő a fém kémiai tulajdonságainak javításához.

A nagyfrekvenciás indukciós fűtőberendezések könnyen kezelhetők és gazdaságosak, hatásfokuk elérheti a 95%-ot. Minden típus folyamatosan, hosszú ideig működik, a kétblokkos változat (amikor a nagyfrekvenciás transzformátor külön blokkba kerül) éjjel-nappali működést tesz lehetővé. A fűtőelem 28 féle védelemmel rendelkezik, amelyek mindegyike felelős a saját funkcióért. Példa: a víznyomás szabályozása a hűtőrendszerben.

• Indukciós fűtés 60 kW perm
• Indukciós fűtés 65 kW Novoszibirszk
• Indukciós fűtés 60 kW Krasznojarszk
• Indukciós fűtés 60 kW Kaluga
• Indukciós fűtés 100 kW Novoszibirszk
• Indukciós fűtés 120 kW Jekatyerinburg
• Indukciós fűtés 160 kW Samara

Alkalmazás:

• felületkeményített fogaskerék
• tengelyedzés
• darukerék keményítése
• az alkatrészek melegítése hajlítás előtt
• marók, marók, fúrószárak forrasztása
• a munkadarab melegítése melegsajtolás közben
• csavaros leszállás
• fémek hegesztése és felületkezelése
• részletek helyreállítása.

Sokan úgy gondolják, hogy a fémolvasztási folyamat hatalmas létesítményeket, gyakorlatilag nagy létszámú gyárakat igényel. De létezik olyan szakma is, mint az ékszerész, valamint olyan fémek, mint az arany, ezüst, platina és mások, amelyekből finom és gyönyörű ékszereket készítenek, amelyek közül néhányat joggal tekintenek valódi műalkotásnak. Az ékszerműhely olyan vállalkozás, amely nem tűri a túlzott léptéket. És az olvadási folyamat bennük egyszerűen szükséges. Ezért itt egy indukciós kemencére van szükség a fém olvasztásához. Nem nagy, nagyon hatékony és könnyen kezelhető.

Az indukciós kemence működési elve csodálatos példa arra, hogy egy nemkívánatos jelenséget hogyan használnak fel fokozott hatékonysággal. Az úgynevezett Foucault-örvényáramok, amelyek általában bármilyen elektrotechnikát zavarnak, itt csak pozitív eredményre irányulnak.

Ahhoz, hogy a fémszerkezet elkezdjen felmelegedni, majd megolvadni, ugyanazon Foucault-áramok alá kell helyezni, és egy indukciós tekercsben vannak kialakítva, amely nagyjából egy kemence.

Egyszerűen fogalmazva, mindenki tudja, hogy működés közben minden elektromos készülék felmelegszik. A fémolvasztó indukciós kemence teljes mértékben kihasználja ezt az egyébként nem kívánatos hatást.

Előnyök más típusú olvasztókemencékkel szemben

Az indukciós kemencék nem az egyetlen találmány, amelyet fémek olvasztására használnak. Vannak híres kandallók, nagyolvasztók és egyéb típusok is. Az általunk vizsgált kemence azonban számos tagadhatatlan előnnyel rendelkezik az összes többihez képest.

• Az indukciós sütők meglehetősen kompaktak lehetnek, elhelyezésük nem okoz nehézséget.
• Magas olvadási sebesség. Ha más fémolvasztó kemencék több órát is igénybe vesznek a felmelegedéshez, az indukció ezt többszörösen gyorsabban kezeli.
• A hatásfok csak valamivel kevesebb, mint 100%.
• Az olvadék tisztasága szerint az indukciós kemence magabiztosan az első helyet foglalja el. Más készülékekben az olvadékhoz előkészített munkadarab közvetlenül érintkezik a fűtőelemmel, ami gyakran szennyeződéshez vezet. A Foucault-áramok belülről melegítik fel a munkadarabot, befolyásolják a fém molekulaszerkezetét, oldalelemek nem kerülnek bele.

Ez utóbbi előny elengedhetetlen az ékszereknél, ahol az anyag gyakorisága növeli értékét és egyediségét.

A kemence elhelyezése

Kompakt indukciós kemence mérettől függően lehet padlós és asztali. Bármelyik opciót is választja, van néhány alapvető szabály a behelyezési hely kiválasztásához.

• Annak ellenére, hogy a sütő könnyen kezelhető, még mindig olyan elektromos készülék, amely biztonsági intézkedéseket igényel. És az első dolog, amit a telepítés során figyelembe kell venni, az a megfelelő áramforrás elérhetősége, amely megfelel az eszköz modelljének.
• Kiváló minőségű földelés elvégzésének képessége.
• Beépítés biztosítása vízellátással.
• Az asztali sütők stabil alapot igényelnek.
• De ami a legfontosabb, semmi sem zavarhatja a munkát. Ha az olvadék térfogatát és tömegét tekintve nem is túl nagy, a hőmérséklete meghaladja az 1000 fokot, és ha véletlenül kifröccsen a formából, az akár önmagán, akár a közelben lévőn nagyon súlyos sérülést okoz.

Nincs mit mondani arról, hogy a működő indukciós kemence közelében ne legyenek éghető és még inkább robbanásveszélyes anyagok. De egy sétatávolságra lévő tűzvédő pajzs feltétlenül szükséges.

Az indukciós kemencék típusai

Kétféle indukciós kemencét széles körben használnak: csatornás és tégelyes. Csak a működésükben különböznek egymástól. Minden más tekintetben, beleértve az előnyöket is, az ilyen olvasztókemencék nagyon hasonlóak. Nézzük meg mindegyik lehetőséget külön-külön:

• Csatorna sütő. Ennek a típusnak a fő előnye a folyamatos ciklus. Közvetlenül melegítés közben új nyersanyag-adagot tölthet be, és kirakhatja a már megolvadt fémet. Az egyetlen nehézség az indításkor jelentkezhet. A csatornát, amelyen keresztül a folyékony fémet eltávolítják a kemencéből, fel kell tölteni.
• Tégelyes kemence. Az első lehetőségtől eltérően a fém minden részét külön kell betölteni. Ez a lényeg. Az alapanyagot hőálló tégelybe helyezzük és az induktor belsejébe helyezzük. A fém megolvadása után kiürítik a tégelyből, és csak ezután töltik be a következő adagot. Egy ilyen kemence ideális kis műhelyek számára, ahol nincs szükség nagy tömegű olvadt nyersanyagokra.

Mindkét lehetőség fő előnye a gyártás sebessége. A tégely kemence azonban itt is nyer. Ezenkívül teljesen lehetséges, hogy otthon is elkészítse.

A házi készítésű indukciós kemence nem tartalmaz nehézségeket, így egy hétköznapi ember, aki legalább egy kicsit jártas az elektrotechnikában, nem tudja összeállítani. Csak három fő blokkja van:

• Generátor.
• Induktor.
• Olvasztótégely.

Az induktor egy réz tekercs, amelyet magad is elkészíthetsz. A tégelyt vagy a megfelelő boltokban kell keresnie, vagy más módon kell beszereznie. Generátorként használható: hegesztő inverter, személyesen összeszerelt tranzisztor vagy lámpaáramkör.

Indukciós kemence hegesztő inverteren

A legegyszerűbb és legszélesebb körben használt lehetőség. Erőfeszítéseket csak az induktor felépítésére kell fordítani. Vegyünk egy 8-10 cm átmérőjű vékony falú réz csövet, és a kívánt minta szerint hajlítjuk meg. A fordulatokat 5-8 mm távolságra kell elhelyezni, és számuk az inverter jellemzőitől és átmérőjétől függ. Az induktor textolit vagy grafit tokban van rögzítve, a berendezés belsejében egy olvasztótégely található.

tranzisztoros indukciós kemence

Ebben az esetben nemcsak a kezével, hanem a fejével is kell dolgoznia. És szaladgáljon a boltokban a szükséges alkatrészek után. Végül is szüksége lesz különböző kapacitású tranzisztorokra, néhány diódára, ellenállásra, filmkondenzátorra, két különböző vastagságú rézvezetékre és néhány fojtógyűrűre.

• Az összeszerelés előtt figyelembe kell venni, hogy a keletkező áramkör működés közben nagyon felforrósodik. Ezért elég nagy hűtőbordákat kell használni.
• A kondenzátorok párhuzamosan vannak összegyűjtve egy akkumulátorban.
• A fojtószelep-gyűrűkre 1,2 mm átmérőjű rézhuzal van feltekerve. A teljesítménytől függően a fordulatok 7 és 15 között legyenek.
• A tégely méretének megfelelő átmérőjű hengeres tárgyra 7-8 menetnyi, 2 mm átmérőjű rézhuzalt tekernek. A vezeték végeit elég hosszúra kell hagyni a csatlakoztatáshoz.
• Egy speciális séma szerint minden a táblára van szerelve.
• Az áramforrás egy 12 voltos akkumulátor lehet.
• Szükség esetén textolit vagy grafit tokot is készíthet.
• A készülék teljesítményét az induktor tekercsének fordulatszámának növelésével vagy csökkentésével szabályozzuk.

Nem könnyű egy ilyen eszközt önállóan összeszerelni. És ezt a munkát csak akkor tudja elvállalni, ha bízik tettei helyességében.

Lámpa indukciós sütő

A tranzisztorral ellentétben a lámpa kemence sokkal erősebbnek bizonyul, ami azt jelenti, hogy óvatosabbnak kell lennie mind vele, mind az áramkörrel.

• 4 párhuzamosan csatlakoztatott sugárlámpa nagyfrekvenciás áramot generál.
• A rézhuzal spirálra van hajlítva. A fordulatok közötti távolság 5 mm vagy több. Maguk a menetek 8-16 cm átmérőjűek Az induktornak olyan méretűnek kell lennie, hogy a tégely könnyen beleférjen.
• Az induktivitás nem vezető anyagból (textolit, grafit) készült házban van elhelyezve.
• A házra neon jelzőlámpát tehet.
• Az áramkörbe hangoló kondenzátort is beépíthet.

Mindkét áramkör gyártása megköveteli bizonyos ismeretek birtoklását, amit meg lehet szerezni, de jobb, ha ezt egy igazi szakember csinálja.

Hűtés

Ez a kérdés valószínűleg a legnehezebb mindazok közül, amelyeket egy olyan személy elé tesznek, aki úgy dönt, hogy önállóan összeállít egy olvasztóberendezést az indukciós elven. Az a tény, hogy nem ajánlott a ventilátort közvetlenül a sütő közelébe helyezni. A hűtőegység fém és elektromos részei hátrányosan befolyásolhatják a kályha működését. Előfordulhat, hogy egy távoli ventilátor nem biztosítja a szükséges hűtést, ami túlmelegedéshez vezet.

A második lehetőség a vízhűtés. Otthon azonban nem csak minőségi és korrekt kivitelezése nehéz, de anyagilag sem kifizetődő. Ebben az esetben érdemes megfontolni: nem lenne gazdaságosabb az indukciós kemence gyárilag gyártott, minden szükséges technológiának megfelelő ipari változatát megvásárolni?

Biztonsági óvintézkedések fém indukciós kemencében történő olvasztásakor

Ezt a témát nem kell bővíteni, hiszen szinte mindenki ismeri az alapvető biztonsági előírásokat. Csak azokon a kérdéseken kell foglalkozni, amelyek az ilyen típusú berendezésekre jellemzőek.

• Kezdjük a személyes biztonsággal. Az indukciós kemencével végzett munka során jól meg kell érteni, hogy itt a hőmérséklet nagyon magas, és ez égési sérülést okozhat. Ezenkívül a készülék elektromos és fokozott figyelmet igényel.
• Ha kész sütőt vásárolt, ügyeljen az elektromágneses mező behatási sugarára. Ellenkező esetben az órák, telefonok, videokamerák és egyéb elektronikus eszközök meghibásodhatnak vagy akár meg is hibázhatnak.
• A munkaruházatot nem fém kötőelemekkel kell kiválasztani. Jelenlétük éppen ellenkezőleg, hatással lesz a kemence működésére.
• Ebben a tekintetben különös figyelmet kell fordítani a lámpás sütőre. Minden nagyfeszültségű elemet el kell rejteni a tokban.

Természetesen az ilyen berendezések valószínűleg nem fognak hasznosak lenni egy városi lakásban, de az állandóan bádogozással és ékszerekkel foglalkozó rádióamatőrök nem nélkülözhetik az indukciós kemencet. Számukra ez a dolog nagyon hasznos, mondhatni pótolhatatlan, és hogy hogyan segíti a munkájukat, jobb, ha megkérdezik tőlük.

Az indukciós fémolvasztást széles körben használják különféle iparágakban: kohászat, mérnöki ipar, ékszeripar. Az otthoni fém olvasztására szolgáló egyszerű indukciós kemence saját kezűleg összeállítható.

A fémek felmelegedése és megolvadása az indukciós kemencékben a belső melegítés és a fém kristályrácsának megváltozása miatt következik be, amikor nagyfrekvenciás örvényáramok haladnak át rajtuk. Ez a folyamat a rezonancia jelenségén alapul, amelyben az örvényáramok maximális értékkel rendelkeznek.

Az örvényáramok áramlásának előidézése érdekében az olvadt fémen keresztül az induktor elektromágneses mezőjének hatászónájába helyezzük - a tekercset. Lehet spirál, nyolcas figura vagy trefoil formájú. Az induktor alakja a fűtött munkadarab méretétől és alakjától függ.

Az induktor tekercs váltóáramú forráshoz van csatlakoztatva. Az ipari olvasztókemencékben 50 Hz-es ipari frekvenciaáramokat használnak, kis mennyiségű fémek olvasztásához ékszerekben nagyfrekvenciás generátorokat használnak, mivel ezek hatékonyabbak.

Fajták

Az örvényáramok egy olyan áramkör mentén záródnak, amelyet az induktor mágneses tere korlátoz. Ezért a vezetőképes elemek melegítése a tekercs belsejében és annak külső oldaláról egyaránt lehetséges.

Ezért az indukciós kemencéknek két típusa van:
• csatorna, amelyben az induktor körül található csatornák a fémek olvasztására szolgáló tartályok, és a mag benne található;
• tégely, speciális tartályt használnak - hőálló anyagból készült, általában eltávolítható tégelyt.

csatorna kemence túl általános és ipari mennyiségű fémolvasztáshoz tervezték. Öntöttvas, alumínium és más színesfémek olvasztására használják.
tégely kemence meglehetősen kompakt, ékszerészek, rádióamatőrök használják, egy ilyen sütőt saját kezűleg össze lehet szerelni és otthon is használhatják.

Eszköz

A fém olvasztására szolgáló házi készítésű kemence meglehetősen egyszerű kialakítású, és három fő blokkból áll, amelyek egy közös házban vannak elhelyezve:
• nagyfrekvenciás generátor;
• induktor - csináld magad spirál tekercselés rézhuzalból vagy csőből;
• olvasztótégely.

A tégely induktorba van helyezve, a tekercs végei áramforráshoz vannak kötve. Amikor áram folyik át a tekercsen, körülötte változó vektorú elektromágneses mező keletkezik. A mágneses térben örvényáramok keletkeznek, amelyek merőlegesek a vektorára, és a tekercs belsejében egy zárt hurkon haladnak át. Áthaladnak a tégelybe helyezett fémen, miközben azt olvadáspontig hevítik.

Az indukciós kemence előnyei:

• a fém gyors és egyenletes felmelegítése közvetlenül a telepítés bekapcsolása után;
• a fűtés irányultsága - csak a fémet melegítik, és nem a teljes berendezést;
• magas olvadási sebesség és az olvadék homogenitása;
• a fém ötvöző komponensei nem párolognak el;
• telepítése környezetbarát és biztonságos.

A hegesztő inverter indukciós kemence generátoraként használható fém olvasztására. A generátort az alábbi diagramok szerint saját kezűleg is összeállíthatja.

Kemence fém olvasztásához hegesztő inverteren

Ez a kialakítás egyszerű és biztonságos, mivel minden inverter belső túlterhelés elleni védelemmel van felszerelve. A kemence teljes összeszerelése ebben az esetben az induktor saját kezű elkészítéséhez vezet.

Általában 8-10 mm átmérőjű vékonyfalú rézcsőből készült spirál formájában hajtják végre. A kívánt átmérőjű sablon szerint hajlítjuk, a fordulatokat 5-8 mm távolságra helyezzük el. A fordulatok száma 7-12, az inverter átmérőjétől és jellemzőitől függően. Az induktor teljes ellenállásának olyannak kell lennie, hogy ne okozzon túláramot az inverterben, különben a belső védelem kioldja.

Az induktor grafitból vagy textolitból készült házba szerelhető, belsejébe pedig tégely szerelhető. Az induktort egyszerűen egy hőálló felületre helyezheti. A háznak nem szabad áramot vezetnie, különben az örvényáramkör átmegy rajta, és a berendezés teljesítménye csökken. Ugyanezen okból nem ajánlott idegen tárgyakat helyezni az olvadási zónába.

Hegesztő inverterről végzett munka esetén annak házát földelni kell! Az aljzatot és a vezetékeket az inverter által felvett áramra kell méretezni.

A magánház fűtési rendszere egy kemence vagy kazán működésén alapul, amelynek nagy teljesítménye és hosszú megszakítás nélküli élettartama a fűtőberendezések márkájától és beépítésétől, valamint a kémény helyes felszerelésétől függ.
ajánlásokat talál a szilárd tüzelésű kazán kiválasztásához, és a következőkben megismerkedhet a típusokkal és szabályokkal:

Tranzisztoros indukciós kemence: áramkör

Az indukciós fűtőelem saját kezű összeszerelésének számos módja van. A fém olvasztására szolgáló kemence meglehetősen egyszerű és bevált sémája az ábrán látható:

A telepítés saját kezű összeállításához a következő alkatrészekre és anyagokra lesz szüksége:
• két IRFZ44V típusú térhatású tranzisztor;
• két UF4007 dióda (az UF4001-et is használhatja);
• ellenállás 470 Ohm, 1 W (két sorosan csatlakoztatott, egyenként 0,5 W-os);
• filmkondenzátorok 250 V-hoz: 3 db 1 mikrofarad kapacitással; 4 darab - 220 nF; 1 darab - 470 nF; 1 darab - 330 nF;
• réz tekercselő huzal zománcszigetelésben Ø1,2 mm;
• réz tekercs huzal zománcszigetelésben Ø2 mm;
• két gyűrű a számítógép tápegységéből vett fojtótekercsekből.

Csináld magad összeszerelési sorrend:

• A térhatású tranzisztorok radiátorokra vannak felszerelve. Mivel az áramkör működés közben nagyon felforrósodik, a radiátornak elég nagynak kell lennie. Felszerelheti őket egy radiátorra is, de ezután el kell szigetelnie a tranzisztorokat a fémtől gumiból és műanyagból készült tömítésekkel és alátétekkel. A térhatású tranzisztorok kivezetése az ábrán látható.

• Két fojtást kell készíteni. Gyártásukhoz 1,2 mm átmérőjű rézhuzalt tekernek a bármely számítógép tápegységéből vett gyűrűk köré. Ezek a gyűrűk porított ferromágneses vasból készülnek. 7-15 huzalfordulatig kell feltekerni őket, meg kell őrizni a menetek közötti távolságot.

• A fent felsorolt ​​kondenzátorok 4,7 mikrofarad összkapacitású akkumulátorba vannak összeszerelve. Kondenzátorok bekötése - párhuzamos.

• Az induktor tekercselése 2 mm átmérőjű rézhuzalból készül. A tégely átmérőjének megfelelő hengeres tárgyra 7-8 menetes tekercset tekercselünk fel, így kellően hosszú végeket hagyunk az áramkörhöz való csatlakozáshoz.
• Csatlakoztassa az elemeket a táblán a diagramnak megfelelően. Áramforrásként 12 V-os, 7,2 A/h-s akkumulátort használnak. Az üzem közben felvett áram kb 10 A, az akkumulátor kapacitása ebben az esetben kb 40 percre elegendő.Igény esetén a kemencetest hőálló anyagból pl textolitból készül.A készülék teljesítménye változtatható az induktor tekercsének fordulatszámának és átmérőjének változtatásával.

Hosszabb ideig tartó működés során a fűtőelemek túlmelegedhetnek! A hűtéshez ventilátort használhat.

Indukciós melegítő fém olvasztásához: videó

Lámpa indukciós sütő

Egy nagyobb teljesítményű indukciós kemence fémolvasztáshoz kézzel is összeállítható vákuumcsövekre. A készülék diagramja az ábrán látható.

A nagyfrekvenciás áram előállításához 4 párhuzamosan kapcsolt sugárlámpát használnak. Induktorként 10 mm átmérőjű rézcsövet használnak. Az egység egy trimmer kondenzátorral van felszerelve a teljesítmény beállításához. A kimeneti frekvencia 27,12 MHz.

Az áramkör összeállításához szüksége lesz:

• 4 vákuumcső - tetródák, használhat 6L6, 6P3 vagy G807;
• 4 fojtó 100 ... 1000 μH-hoz;
• 4 kondenzátor 0,01 uF-on;
• neon jelzőlámpa;
• hangoló kondenzátor.

A készülék összeszerelése saját kezűleg:

1. Az induktort rézcsőből készítik, spirál formájában meghajlítva. A tekercsek átmérője 8-15 cm, a menetek közötti távolság legalább 5 mm. A végei ónozottak az áramkörhöz való forrasztáshoz. Az induktor átmérőjének 10 mm-rel nagyobbnak kell lennie, mint a benne elhelyezett tégely átmérője.
2. Helyezze az induktort a házba. Készülhet hőálló, nem vezető anyagból, vagy fémből, hő- és elektromos szigetelést biztosítva az áramkör elemeitől.
3. A lámpák kaszkádjait a séma szerint kondenzátorokkal és fojtással szerelik össze. A kaszkádok párhuzamosan kapcsolódnak.
4. Csatlakoztasson egy neon jelzőlámpát - ez jelzi az áramkör üzemkész állapotát. A lámpa a beépítési házba kerül.
5. Az áramkörben egy változtatható kapacitású hangolókondenzátor található, a fogantyúja a házon is megjelenik.

A hidegen füstölt finomságok szerelmeseinek azt javasoljuk, hogy tanulják meg, hogyan készítsenek gyorsan és egyszerűen egy füstölőt saját kezűleg, és ismerkedjenek meg a hidegen füstölt füstgenerátor készítésének fényképes és videós utasításaival.

Áramköri hűtés

Az ipari olvasztóüzemek kényszerhűtési rendszerrel vannak felszerelve vízzel vagy fagyállóval. Az otthoni vízhűtés további költségeket igényel, amelyek árban hasonlóak a fémolvasztó üzem költségeihez.

Léghűtés ventilátorral lehetséges, feltéve, hogy a ventilátor kellően távol van. Ellenkező esetben a fém tekercs és a ventilátor egyéb elemei kiegészítő áramkörként szolgálnak az örvényáramok lezárásához, ami csökkenti a telepítés hatékonyságát.

Az elektronikus és lámpaáramkörök elemei is képesek aktívan felmelegedni. Hűtésükre hőlevezető radiátorok biztosítottak.

Munkavédelmi intézkedések

• A fő veszély a működés során a berendezés felmelegedett elemei és az olvadt fém égési sérülései.
• A lámpaáramkör nagyfeszültségű elemeket tartalmaz, ezért zárt tokban kell elhelyezni, kiküszöbölve az elemekkel való véletlen érintkezést.
• Az elektromágneses mező hatással lehet a készülékházon kívül eső tárgyakra. Ezért munka előtt jobb, ha fémelemek nélküli ruhát vesz fel, és távolítsa el az összetett eszközöket a lefedettségről: telefonokat, digitális fényképezőgépeket.

Beültetett szívritmus-szabályozóval rendelkezőknek a készülék használata nem javasolt!

A háztartási fémolvasztó kemence is használható fémelemek gyors felmelegítésére, például ónozáskor vagy formázáskor. A bemutatott telepítések jellemzői az induktor paramétereinek és a generátorkészletek kimenőjelének változtatásával egy adott feladathoz igazíthatók - így érhető el azok maximális hatásfoka.

Az indukciós olvasztókemencét az elmúlt néhány évtizedben fémek és ötvözetek olvasztására használták. A készüléket széles körben használják a kohászati ​​és mérnöki területeken, valamint az ékszergyártásban. Kívánt esetben ennek a berendezésnek egy egyszerű változata kézzel is elkészíthető. Tekintsük részletesebben az indukciós kemence működési elvét és jellemzőit.

Az indukciós fűtés elve

Ahhoz, hogy a fém az egyik aggregált állapotból a másikba kerüljön, kellően magas hőmérsékletre kell melegíteni. Ezenkívül minden fémnek és ötvözetnek saját olvadáspontja van, amely a kémiai összetételtől és egyéb tényezőktől függ. Az indukciós olvasztókemence belülről vezeti az anyag melegítését azáltal, hogy örvényáramokat hoz létre, amelyek áthaladnak a kristályrácson. A vizsgált folyamat a rezonancia jelenségéhez kapcsolódik, amely az örvényáramok erősségének növekedését okozza.

A készülék működési elve a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

1. A tekercs belsejében kialakított tér a munkadarab elhelyezésére szolgál. Ipari körülmények között ezt a fűtési módot csak akkor lehet használni, ha egy nagyméretű eszközt hoznak létre, amelyben különböző méretű töltetek helyezhetők el.
2. A beszerelt tekercs alakja eltérő lehet, például nyolcas alak, de a leggyakoribb a spirál. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a tekercs alakját a melegítésnek kitett munkadarab jellemzőitől függően választják ki.

A váltakozó mágneses tér létrehozása érdekében a készüléket egy háztartási táphálózathoz kell csatlakoztatni. A nagyfrekvenciás generátorokat a kapott ötvözet minőségének javítására használják nagy folyékonysággal.

Az indukciós kemence berendezése és alkalmazása

Kívánt esetben létrehozhat indukciós kemencét fém olvasztására rögtönzött anyagokból. A klasszikus kialakítás három blokkot tartalmaz:

1. Generátor, amely nagyfrekvenciás váltakozó áramot hoz létre. Ő hoz létre elektromos áramot, amely mágneses mezővé alakul át, amely áthalad az anyagon, és felgyorsítja a részecskék mozgását. Emiatt megtörténik a fém vagy ötvözetek átmenete a szilárd halmazállapotból a folyadékba.
2. Az induktor felelős a mágneses mező létrehozásáért, amely felmelegíti a fémet.
3. A tégely az anyag megolvasztására szolgál. Induktorba van helyezve, és a tekercs áramforrásokhoz van csatlakoztatva.

Az elektromos áram mágneses térré alakításának folyamatát manapság számos iparágban alkalmazzák.

Az induktor fő előnyei a következők:

1. Egy modern eszköz képes mágneses teret irányítani, ezáltal növelni a hatékonyságot. Más szóval, a töltés melegszik, nem az eszköz.
2. A mágneses tér egyenletes eloszlása ​​miatt a munkadarab egyenletesen melegszik. Ebben az esetben a készülék bekapcsolásának pillanatától a töltés felolvadásáig kis idő telik el.
3. A kapott ötvözet egységessége, valamint kiváló minősége.
4. A fém melegítése és olvasztása során nem képződnek gőzök.
5. Maga a telepítés biztonságosan használható, nem okoz mérgező anyagok képződését.

A házi készítésű indukciós kemencéknek egyszerűen rengeteg változata létezik, mindegyiknek megvan a maga sajátossága.

Az indukciós kemencék típusai

Figyelembe véve az eszközök osztályozását, megjegyezzük, hogy a munkadarabok melegítése a tekercsen belül és kívül is megtörténhet. Ezért az indukciós kemencéknek két típusa van:

1. Csatorna. Ez a fajta eszköz kis csatornákkal rendelkezik, amelyek az induktor körül helyezkednek el. A váltakozó mágneses mező létrehozásához egy mag található benne.
2. Olvasztótégely. Ezt a kialakítást egy speciális tartály jelenléte jellemzi, amelyet tégelynek neveznek. Tűzálló fémből készül, magas olvadásponttal.

Fontos, hogy a csatornás indukciós kemencék nagy átmérőjűek legyenek, és ipari fémolvasztásra szolgáljanak. A folyamatos olvasztási folyamatnak köszönhetően nagy mennyiségű olvadt fém nyerhető. A csatornás indukciós kemencéket alumínium és öntöttvas, valamint egyéb színesfém ötvözetek olvasztására használják.

A tégelyes indukciós kemencéket viszonylag kis méret jellemzi. A legtöbb esetben ezt a fajta eszközt ékszerekben használják, valamint otthoni fém olvasztásakor.

A kemence saját kezű létrehozásával beállíthatja a teljesítményt, amelyhez a fordulatok száma változik. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az eszköz teljesítményének növekedésével nagyobb kapacitású akkumulátorra van szükség, mivel az energiafogyasztás mutatója növekszik. A fő szerkezeti elemek hőmérsékletének csökkentése érdekében ventilátort szerelnek fel. A kemence hosszú távú működése során fő elemei jelentősen felmelegedhetnek, amit figyelembe kell venni.

A lámpás indukciós kemencéket is széles körben használják. Hasonló kialakítás önállóan is elkészíthető. Az összeszerelési folyamat a következő jellemzőkkel rendelkezik:

1. Rézcsőből induktort készítenek, amelyhez spirálban hajlítják. A végeknek is nagynak kell lenniük, ami szükséges az eszköz áramforráshoz való csatlakoztatásához.
2. Az induktort a házba kell helyezni. Hőálló anyagból készült, amely képes visszaverni a hőt.
3. A lámpakaszkádokat a séma szerint kondenzátorokkal és fojtótekercsekkel csatlakoztatják.
4. Neon jelzőlámpa van csatlakoztatva. Az áramkörben található, jelezve, hogy a készülék üzemkész.
5. A rendszerhez egy változó kapacitású hangolókondenzátor csatlakozik.

Fontos szempont a rendszer hűtésének módja. Szinte minden indukciós kemence működése során a fő szerkezeti elemek magas hőmérsékletre felmelegedhetnek. Az ipari berendezések kényszerhűtési rendszerrel rendelkeznek, amely vízzel vagy fagyállóval működik. Ahhoz, hogy saját kezűleg vízhűtőt hozzon létre, meglehetősen sok pénzre van szükség.

Otthon léghűtő rendszer van felszerelve. Ehhez ventilátorokat szerelnek fel. Ezeket úgy kell elhelyezni, hogy folyamatos hideg levegő áramlást biztosítsanak a kemence szerkezetének fő elemeihez.

Az indukciós olvasztás a vas- és színesfémkohászatban széles körben alkalmazott eljárás. Az indukciós fűtőberendezésekben végzett olvasztás az energiahatékonyság, a termékminőség és a gyártási rugalmasság szempontjából gyakran jobb, mint a tüzelőanyag-tüzelésű olvasztás. Ezek az elő-

modern elektromos technológiák

tulajdonságai az indukciós kemencék sajátos fizikai jellemzőiből adódnak.

Az indukciós olvasztás során a szilárd anyag elektromágneses tér hatására folyékony fázisba kerül. Az indukciós melegítéshez hasonlóan az indukált örvényáramok Joule-effektusa miatt az olvadt anyagban hő keletkezik. Az induktoron áthaladó primer áram elektromágneses teret hoz létre. Függetlenül attól, hogy az elektromágneses teret mágneses áramkörök koncentrálják-e vagy sem, a csatolt induktor-terhelés rendszer ábrázolható transzformátorként mágneses áramkörrel vagy légtranszformátorként. A rendszer elektromos hatásfoka nagymértékben függ a ferromágneses szerkezeti elemek térbefolyásoló jellemzőitől.

Az elektromágneses és termikus jelenségek mellett az elektrodinamikai erők fontos szerepet játszanak az indukciós olvadás folyamatában. Ezeket az erőket figyelembe kell venni, különösen erős indukciós kemencékben történő olvasztás esetén. Az olvadékban indukált elektromos áramok kölcsönhatása a keletkező mágneses térrel mechanikai erőt (Lorentz-erőt) okoz.

Nyomásolvadék folyik

Rizs. 7.21. Az elektromágneses erők hatása

Például az olvadék erő által kiváltott turbulens mozgása nagy jelentőséggel bír mind a jó hőátadás, mind a nem vezetőképes részecskék keveredése és tapadása szempontjából az olvadékban.

Az indukciós kemencéknek két fő típusa van: az indukciós tégelyes kemencék (ITF) és az indukciós csatornás kemencék (IKP). Az ITP-ben az olvadt anyagot általában darabokban töltik a tégelybe (7.22. ábra). Az induktor lefedi a tégelyt és az olvadt anyagot. A mágneses áramkör koncentráló mezőjének hiánya miatt az elektromágneses kapcsolat között

modern elektromos technológiák

Az induktor és a terhelés erősen függ a kerámiatégely falvastagságától. A magas elektromos hatásfok biztosítása érdekében a szigetelésnek a lehető legvékonyabbnak kell lennie. Másrészt a bélésnek elég vastagnak kell lennie ahhoz, hogy ellenálljon a hőterhelésnek és

fém mozgás. Ezért kompromisszumot kell keresni az elektromos és a szilárdsági kritériumok között.

Az IHF-ben történő indukciós olvasztás fontos jellemzői az olvadék és a meniszkusz elektromágneses erők hatására bekövetkező mozgása. Az olvadék mozgása egyenletes hőmérséklet-eloszlást és homogén kémiai összetételt biztosít. A keverőhatás az olvadék felületén csökkenti az anyagveszteséget a kis tételek és adalékok újratöltése során. Az olcsó anyaghasználat ellenére az állandó összetételű olvadék reprodukálása biztosítja a kiváló öntési minőséget.

A mérettől, az olvasztandó anyag típusától és az alkalmazási területtől függően az ITP-k ipari frekvencián (50 Hz) vagy közepesen működnek.

modern elektromos technológiák

1000 Hz-ig terjedő frekvencián. Ez utóbbiak egyre fontosabbak az öntöttvas és alumínium olvasztásának nagy hatékonysága miatt. Mivel az olvadék állandó teljesítmény melletti mozgása a frekvencia növekedésével csillapodik, magasabb frekvenciákon nagyobb fajlagos teljesítmények válnak elérhetővé, és ennek eredményeként nagyobb a termelékenység. A nagyobb teljesítmény miatt lerövidül az olvadási idő, ami a folyamat hatékonyságának növekedéséhez vezet (az ipari frekvencián működő kemencékhez képest). Figyelembe véve az egyéb technológiai előnyöket, mint például az olvasztandó anyagok cseréjének rugalmasságát, a közepes frekvenciájú IHF-eket a vasöntödékben jelenleg uralkodó nagy teljesítményű olvasztóegységekként tervezték. A korszerű, nagy teljesítményű, középfrekvenciás ITP-k vasolvasztáshoz legfeljebb 12 tonna kapacitásúak, teljesítményük pedig 10 MW. Az ipari frekvenciájú ITP-ket nagyobb kapacitásra tervezték, mint a középfrekvenciás, akár 150 tonnás vaskohászatot. A fürdő intenzív keverése különösen fontos homogén ötvözetek, például sárgaréz olvasztásakor, ezért ezen a területen széles körben alkalmazzák az ipari frekvenciájú ITP-ket. Az olvasztótégelyes kemencék mellett jelenleg a folyékony fémek öntés előtti megtartására is használják.

Az ITP energiamérlegének megfelelően (7.23. ábra) az elektromos hatásfok szinte minden típusú kemence esetében körülbelül 0,8. Az eredeti energia hozzávetőleg 20%-a elvész az induktorban Joe-hő formájában. A tégely falain keresztüli hőveszteségek és az olvadékban indukált elektromos energia aránya eléri a 10%-ot, így a kemence összhatásfoka kb. 0,7.

Az indukciós kemencék második elterjedt típusa az ICP. A vas- és színesfémkohászat öntésére, tartására és különösen olvasztására használják. Az ICP általában egy kerámia fürdőből és egy vagy több indukciós egységből áll (7.24. ábra). NÁL NÉL

elv szerint az indukciós egység transzformációként ábrázolható.

Az ICP működési elve tartósan zárt másodlagos hurkot igényel, így ezek a kemencék az olvadék folyékony maradékával működnek. A hasznos hő főként a kis keresztmetszetű csatornában keletkezik. Az olvadék elektromágneses és termikus erők hatására történő keringése elegendő hőátadást biztosít a fürdőben lévő olvadék nagy részének. Az ICP-ket eddig ipari frekvenciára tervezték, de folynak kutatások magasabb frekvenciákra is. A kemence kompakt kialakításának és a nagyon jó elektromágneses csatolásnak köszönhetően elektromos hatásfoka eléri a 95%-ot, az összhatásfoka pedig az olvasztandó anyagtól függően eléri a 80%-ot, sőt a 90%-ot is.

Az ICP különböző alkalmazási területein a technológiai feltételeknek megfelelően eltérő kialakítású indukciós csatornákra van szükség. Az egycsatornás kemencéket elsősorban tartásra és öntésre használják,

modern elektromos technológiák

ritkább acélolvasztás beépített teljesítményen 3 MW-ig. Színesfémek olvasztásához és áztatásához a jobb energiafelhasználás érdekében a kétcsatornás kialakítást részesítik előnyben. Az alumíniumkohókban a csatornák egyenesek a könnyű tisztítás érdekében.

Az alumínium, réz, sárgaréz és ötvözeteik gyártása az ICP fő alkalmazási területe. Ma a legerősebb ICP-k kapacitása

70 tonnáig és 3 MW teljesítményig használnak alumínium olvasztáshoz. Az alumíniumgyártás magas elektromos hatékonysága mellett nagyon fontos az alacsony olvadási veszteség, ami előre meghatározza az ICP megválasztását.

Az indukciós olvasztási technológia ígéretes alkalmazásai nagy tisztaságú fémek, például titán és ötvözeteinek előállítása hidegtégelyes indukciós kemencékben, valamint kerámiák, például cirkónium-szilikát és cirkónium-oxid olvasztása.

Az indukciós kemencében történő olvasztásnál egyértelműen megmutatkoznak az indukciós melegítés előnyei, mint például a nagy energiasűrűség és termelékenység, az olvadék homogenizálása a keverés következtében, pontosság

modern elektromos technológiák

energia- és hőmérsékletszabályozás, valamint egyszerű folyamatvezérlés, egyszerű kézi vezérlés és nagy rugalmasság. A magas elektromos és termikus hatásfok, alacsony olvadási veszteséggel és ezáltal nyersanyag-megtakarítással párosulva alacsony fajlagos energiafogyasztást és környezetvédelmi versenyképességet eredményez.

Az elektromágneses és hidrodinamikai problémák megoldásának numerikus módszereivel alátámasztott gyakorlati kutatásoknak köszönhetően folyamatosan növekszik az indukciós olvasztóberendezések fölénye az üzemanyaggal szemben. Példaként megemlíthetjük a réz olvasztására szolgáló ICP acélházának belső bevonatát rézcsíkokkal. Az örvényáramok okozta veszteségek csökkentése 8%-kal növelte a kemence hatásfokát és elérte a 92%-ot.

Az indukciós olvasztás gazdaságosságának további javítása olyan modern szabályozási technológiák alkalmazásával lehetséges, mint a tandem vagy a kettős előtolás szabályozás. Két tandem ITP-nek egy áramforrása van, és miközben az egyikben az olvasztás folyamatban van, a másikban az olvadt fémet tartják az öntéshez. Az áramforrás egyik sütőről a másikra való átkapcsolása növeli annak kihasználtságát. Ennek az elvnek a továbbfejlesztése a kettős előtolás szabályozás (7.25. ábra), amely speciális folyamatirányító automatika segítségével biztosítja a kemencék folyamatos egyidejű működését kapcsolás nélkül. Azt is meg kell jegyezni, hogy az olvasztási gazdaságtan szerves része a teljes meddőteljesítmény kompenzálása.

Összefoglalva, az energia- és anyagtakarékos indukciós technológia előnyeinek bemutatására az alumíniumolvasztás tüzelőanyag- és elektrotermikus módszerei összehasonlíthatók. Rizs. A 7,26 az alumínium tonnánkénti energiafogyasztásának jelentős csökkenését mutatja beolvasztáskor

7. fejezet

□ fémveszteség; Shch olvadás

modern elektromos technológiák

50 tonna kapacitású indukciós csatornás kemence A végső energiafogyasztás kb. 60%-kal, a primer energia pedig 20%-kal csökken. Ugyanakkor a CO2-kibocsátás jelentősen csökken. (Minden számítás a tipikus német energiaátalakításon és vegyes erőművek CO2-kibocsátásán alapul). A kapott eredmények hangsúlyozzák a fém oxidációjával összefüggő olvasztási veszteségek sajátos hatását. Kompenzációjuk jelentős többletenergia-ráfordítást igényel. Figyelemre méltó, hogy a réz gyártása során az olvasztás során keletkező fémveszteségek is nagyok, és ezeket figyelembe kell venni az egyik vagy másik olvasztási technológia kiválasztásakor.