Cuptor cu inducție pentru schema bijutieri. Cum să faci un încălzitor cu inducție cu propriile mâini? Ce este încălzirea prin inducție

Acasă

Documentație

Cuptorul cu inducție nu mai este o noutate - această invenție există încă din secolul al XIX-lea, dar abia în timpul nostru, odată cu dezvoltarea tehnologiei și a elementului de bază, începe în sfârșit să intre în viața de zi cu zi peste tot. Anterior, au existat multe întrebări în complexitatea funcționării cuptoarelor cu inducție, nu toate procesele fizice au fost pe deplin înțelese, iar unitățile în sine aveau o mulțime de deficiențe și erau folosite numai în industrie, în principal pentru topirea metalelor.

Acum, odată cu apariția tranzistoarelor puternice de înaltă frecvență și a microcontrolerelor ieftine, care au făcut o descoperire în toate domeniile științei și tehnologiei, au apărut cuptoare cu inducție cu adevărat eficiente, care pot fi folosite liber pentru nevoile casnice (gătit, încălzire a apei, încălzire) și chiar și adună mâini.

Baza fizică și principiul de funcționare a cuptorului

Fig.1. Schema cuptorului cu inducție

Înainte de a alege sau de a realiza un încălzitor cu inductor, ar trebui să înțelegeți ce este acesta. Recent, a apărut un focar de interes pentru acest subiect, dar puțini oameni au o înțelegere completă a fizicii undelor magnetice. Acest lucru a dat naștere la multe concepții greșite, mituri și o mulțime de produse de casă ineficiente sau nesigure. Puteți face un cuptor cu inducție cu propriile mâini, dar înainte de asta ar trebui să obțineți cel puțin cunoștințe de bază.

Soba cu inducție se bazează pe principiul inducției electromagnetice. Elementul cheie aici este inductorul, care este un inductor de înaltă calitate. Cuptoarele cu inducție sunt utilizate pe scară largă pentru încălzirea sau topirea materialelor conductoare de electricitate, cel mai adesea metale, datorită efectului termic al inducerii unui curent electric turbionar în acestea. Diagrama de mai sus ilustrează proiectarea acestui cuptor (Fig. 1).

Generatorul G produce o tensiune de frecvență variabilă. Sub acțiunea forței sale electromotoare, în bobina inductoare L circulă un curent alternativ I 1. Inductorul L împreună cu condensatorul C este un circuit oscilator reglat la rezonanță cu frecvența sursei G, datorită căruia eficiența cuptorului crește semnificativ.

În conformitate cu legile fizice, în spațiul din jurul inductorului L apare un câmp magnetic alternant H. Acest câmp poate exista și în aer, dar uneori se folosesc miezuri feromagnetice speciale pentru a îmbunătăți performanța, care au o conductivitate magnetică mai bună în comparație cu aerul.

Liniile de forță ale câmpului magnetic trec printr-un obiect W plasat în interiorul inductorului și induc în acesta un flux magnetic F. Dacă materialul din care este realizată piesa de prelucrat W este conductiv electric, în el apare un curent indus I 2 care se închide. în interior și formând fluxuri de inducție turbioare. În conformitate cu legea efectului termic al electricității, curenții turbionari încălzesc obiectul W.

Realizarea unui încălzitor inductiv

Un cuptor cu inducție este format din două blocuri funcționale principale: un inductor (o bobină de inducție de încălzire) și un generator (o sursă de tensiune alternativă). Inductorul este un tub de cupru gol înfăşurat într-o spirală (Fig. 2).

Pentru a face un cuptor cu o putere de cel mult 3 kW, inductorul trebuie să fie realizat cu următorii parametri:

diametrul tubului - 10 mm;
diametrul spiralei - 8-15 cm;
numărul de spire ale bobinei - 8-10;
distanța dintre spire este de 5-7 mm;
distanța minimă în ecran este de 5 cm.

Rotirile adiacente ale bobinei nu trebuie lăsate să se atingă, păstrați distanța specificată. Inductorul nu trebuie să intre în contact cu ecranul de protecție al cuptorului în niciun fel, distanța dintre ele nu trebuie să fie mai mică decât cea specificată.

Fabricarea generatoarelor

Fig.3. Schema pe lămpi

Este demn de remarcat faptul că un cuptor cu inducție pentru fabricarea sa necesită cel puțin abilități și abilități medii de inginerie radio. Este deosebit de important să le aveți pentru a crea al doilea element cheie - un generator de curent de înaltă frecvență. Nici asamblarea, nici utilizarea unui cuptor de bricolaj nu va funcționa fără această cunoștință. În plus, poate pune viața în pericol.

Pentru cei care se ocupă de această afacere cu cunoștințe și înțelegere a procesului, există diverse moduri și scheme prin care un cuptor cu inducție poate fi asamblat. Atunci când alegeți un circuit generator adecvat, se recomandă să abandonați opțiunile cu un spectru de emisie dur. Acestea includ schema larg răspândită folosind o cheie tiristor. Radiația de înaltă frecvență de la un astfel de generator este capabilă să creeze interferențe puternice pentru toate dispozitivele radio din jur.

De la mijlocul secolului al XX-lea, un cuptor cu inducție asamblat pe 4 lămpi s-a bucurat de un mare succes în rândul radioamatorilor. Calitatea și eficiența sa sunt departe de a fi cele mai bune, iar tuburile radio sunt dificil de accesat în zilele noastre, cu toate acestea, mulți continuă să asambleze generatoare după această schemă, deoarece are un mare avantaj: un spectru moale, în bandă îngustă, al curentului generat, datorită căruia un astfel de cuptor emite un minim de interferență și cât mai sigur (Fig. 3).

Modul de funcționare al acestui generator este setat folosind un condensator variabil C. Condensatorul trebuie să fie cu un dielectric de aer, distanța dintre plăcile sale trebuie să fie de cel puțin 3 mm. Diagrama conține și o lampă de neon L, care servește ca indicator.

Schema unui generator universal

Cuptoarele cu inducție moderne funcționează pe elemente mai avansate - microcircuite și tranzistoare. Schema universală a unui generator push-pull, care dezvoltă o putere de până la 1 kW, se bucură de un mare succes. Principiul de funcționare se bazează pe un generator de excitație independent, în timp ce inductorul este pornit în modul punte (Fig. 4).

Avantajele unui generator push-pull asamblat conform acestei scheme:

Abilitatea de a lucra pe al 2-lea și al 3-lea mod în plus față de cel principal.
Există un mod de încălzire a suprafeței.
Interval de control 10-10000 kHz.
Spectru moale de radiații în întreaga gamă.
Nu are nevoie de protecție suplimentară.

Reglarea frecvenței se realizează folosind un rezistor variabil R2. Gama de frecvență de funcționare este stabilită de condensatoarele C 1 și C 2 . Transformatorul de potrivire între trepte trebuie să aibă un miez inel de ferită cu o secțiune transversală de cel puțin 2 cm2. Înfășurarea transformatorului este realizată din sârmă emailată cu o secțiune transversală de 0,8-1,2 mm. Tranzistoarele trebuie să fie așezate pe un radiator comun cu o suprafață de 400 mp.

Concluzie asupra subiectului

Câmpul electromagnetic (EMF) emis de cuptorul cu inducție afectează toți conductorii din jur. De asemenea, afectează corpul uman. Organele interne sub acțiunea EMF sunt încălzite uniform, temperatura generală a corpului crește pe tot volumul.

Prin urmare, atunci când lucrați cu cuptorul, este important să respectați anumite precauții pentru a evita consecințele negative.

În primul rând, carcasa generatorului trebuie să fie ecranată cu o carcasă din tablă de fier zincat sau plasă fină. Acest lucru va reduce intensitatea radiației de 30-50 de ori.

De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că în imediata apropiere a inductorului, densitatea fluxului de energie va fi mai mare, în special de-a lungul axei înfășurării. Prin urmare, bobina de inducție trebuie plasată vertical și este mai bine să observați încălzirea de la distanță.

Încălzirea și topirea metalelor în cuptoarele cu inducție au loc datorită încălzirii interne și modificărilor cristalinului...

Cum să asamblați un cuptor cu inducție pentru topirea metalului acasă cu propriile mâini

Topirea metalului prin inducție este utilizată pe scară largă în diverse industrii: metalurgie, inginerie, bijuterii. Un cuptor simplu de tip inducție pentru topirea metalului acasă poate fi asamblat cu propriile mâini.

Principiul de funcționare

Încălzirea și topirea metalelor în cuptoarele cu inducție au loc datorită încălzirii interne și modificărilor rețelei cristaline a metalului atunci când curenții turbionari de înaltă frecvență trec prin ele. Acest proces se bazează pe fenomenul de rezonanță, în care curenții turbionari au o valoare maximă.

Pentru a provoca curgerea curenților turbionari prin metalul topit, acesta este plasat în zona de acțiune a câmpului electromagnetic al inductorului - bobina. Poate fi sub formă de spirală, figura opt sau trefoil. Forma inductorului depinde de dimensiunea și forma piesei de prelucrat încălzite.

Bobina inductorului este conectată la o sursă de curent alternativ. În cuptoarele de topire industriale se folosesc curenți industriali de frecvență de 50 Hz; pentru topirea unor volume mici de metale în bijuterii se folosesc generatoare de înaltă frecvență, acestea fiind mai eficiente.

feluri

Curenții turbionari sunt închiși de-a lungul unui circuit limitat de câmpul magnetic al inductorului. Prin urmare, încălzirea elementelor conductoare este posibilă atât în interiorul bobinei, cât și din partea sa exterioară.

canal, în care canalele situate în jurul inductorului sunt recipientul pentru topirea metalelor, iar miezul este situat în interiorul acestuia;
creuzet, folosesc un recipient special - un creuzet din material rezistent la căldură, de obicei detașabil.

cuptor cu canal prea general și proiectat pentru volume industriale de topire a metalelor. Este folosit la topirea fontei, aluminiului și a altor metale neferoase.

cuptor cu creuzet destul de compact, este folosit de bijutieri, radioamatori, un astfel de cuptor poate fi asamblat cu propriile mâini și folosit acasă.

Dispozitiv

alternator de înaltă frecvență;
inductor - înfășurare în spirală de sârmă sau tub de cupru;
creuzet.

Crezetul este plasat într-un inductor, capetele înfășurării sunt conectate la o sursă de curent. Când curentul trece prin înfășurare, în jurul acesteia ia naștere un câmp electromagnetic cu un vector variabil. Într-un câmp magnetic, apar curenți turbionari, direcționați perpendicular pe vectorul său și trecând printr-o buclă închisă în interiorul înfășurării. Acestea trec prin metalul plasat în creuzet, în timp ce îl încălzesc până la punctul de topire.

Avantajele cuptorului cu inducție:

încălzirea rapidă și uniformă a metalului imediat după pornirea instalației;
directivitatea încălzirii - numai metalul este încălzit și nu întreaga instalație;
viteză mare de topire și omogenitate a topiturii;
nu are loc evaporarea componentelor de aliere ale metalului;
instalația este ecologică și sigură.

Un invertor de sudură poate fi folosit ca generator al unui cuptor cu inducție pentru topirea metalului. De asemenea, puteți asambla generatorul conform diagramelor de mai jos cu propriile mâini.

Cuptor pentru topirea metalului pe un invertor de sudare

Acest design este simplu și sigur, deoarece toate invertoarele sunt echipate cu protecție internă la suprasarcină. Întregul ansamblu al cuptorului în acest caz se reduce la realizarea unui inductor cu propriile mâini.

De obicei, se realizează sub formă de spirală dintr-un tub de cupru cu pereți subțiri cu un diametru de 8-10 mm. Se indoaie dupa un sablon de diametrul dorit, asezand spirele la o distanta de 5-8 mm. Numărul de spire este de la 7 la 12, în funcție de diametrul și caracteristicile invertorului. Rezistența totală a inductorului trebuie să fie astfel încât să nu provoace un supracurent în invertor, altfel va fi declanșat de protecția internă.

Inductorul poate fi montat într-o carcasă din grafit sau textolit și în interior poate fi instalat un creuzet. Puteți pune pur și simplu inductorul pe o suprafață rezistentă la căldură. Carcasa nu trebuie să conducă curent, altfel circuitul de curent turbionar va trece prin ea și puterea instalației va fi redusă. Din același motiv, nu se recomandă plasarea obiectelor străine în zona de topire.

Când lucrați de la un invertor de sudură, carcasa acestuia trebuie să fie împământată! Priza și cablajul trebuie să fie dimensionate pentru curentul absorbit de invertor.

Sistemul de încălzire al unei case private se bazează pe funcționarea unui cuptor sau a unui cazan, a cărui performanță ridicată și durata de viață lungă neîntreruptă depind atât de marca și instalarea dispozitivelor de încălzire în sine, cât și de instalarea corectă a coșului de fum.

Cuptor cu inducție cu tranzistori: circuit

Există multe moduri diferite de a asambla un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. O schemă destul de simplă și dovedită a unui cuptor pentru topirea metalului este prezentată în figură:

două tranzistoare cu efect de câmp de tip IRFZ44V;
două diode UF4007 (puteți folosi și UF4001);
rezistență 470 Ohm, 1 W (puteți lua două conectate în serie de 0,5 W fiecare);
condensatoare cu film pentru 250 V: 3 bucăți cu o capacitate de 1 microfarad; 4 bucăți - 220 nF; 1 bucată - 470 nF; 1 bucată - 330 nF;
sarma de infasurare de cupru in izolatie email Ø1,2 mm;
sarma de infasurare de cupru in izolatie email Ø2 mm;
două inele de la șocuri luate de la o sursă de alimentare a computerului.

Secvență de asamblare făcută de tine:

Tranzistoarele cu efect de câmp sunt montate pe radiatoare. Deoarece circuitul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, radiatorul trebuie să fie suficient de mare. Le puteți instala și pe un radiator, dar apoi trebuie să izolați tranzistoarele de metal folosind garnituri și șaibe din cauciuc și plastic. Pinout-ul tranzistorilor cu efect de câmp este prezentat în figură.

Este necesar să faceți două sufocare. Pentru fabricarea lor, firul de cupru cu diametrul de 1,2 mm este înfășurat în jurul inelelor luate de la sursa de alimentare a oricărui computer. Aceste inele sunt realizate din fier feromagnetic sub formă de pulbere. Acestea trebuie înfășurate de la 7 la 15 spire de sârmă, încercând să mențină distanța dintre spire.

Condensatorii enumerați mai sus sunt asamblați într-o baterie cu o capacitate totală de 4,7 microfaradi. Conectarea condensatoarelor - paralel.

Înfășurarea inductorului este realizată din sârmă de cupru cu diametrul de 2 mm. Se înfășoară 7-8 spire de înfășurare pe un obiect cilindric potrivit pentru diametrul creuzetului, lăsând capete suficient de lungi pentru a se conecta la circuit.
Conectați elementele de pe placă în conformitate cu diagrama. O baterie de 12 V, 7,2 A/h este folosită ca sursă de alimentare. Curentul consumat în funcționare este de aproximativ 10 A, capacitatea bateriei în acest caz este suficientă pentru aproximativ 40 de minute.Dacă este necesar, corpul cuptorului este realizat din material rezistent la căldură, de exemplu, textolit.Puterea dispozitivului poate fi schimbată prin modificarea numărului de spire ale înfăşurării inductorului şi a diametrului acestora.

În timpul funcționării prelungite, elementele de încălzire se pot supraîncălzi! Puteți folosi un ventilator pentru a le răci.

Încălzitor cu inducție pentru topirea metalului: video

Cuptor cu inducție cu lampă

Un cuptor cu inducție mai puternic pentru topirea metalelor poate fi asamblat manual pe tuburi vidate. Schema dispozitivului este prezentată în figură.

Pentru a genera curent de înaltă frecvență, se folosesc 4 lămpi de fascicul conectate în paralel. Un tub de cupru cu un diametru de 10 mm este folosit ca inductor. Unitatea este echipată cu un condensator trimmer pentru reglarea puterii. Frecvența de ieșire este de 27,12 MHz.

Pentru a asambla circuitul aveți nevoie de:

4 tuburi de vid - tetrode, puteți folosi 6L6, 6P3 sau G807;
4 choke pentru 100 ... 1000 μH;
4 condensatoare la 0,01 uF;
lampă indicatoare cu neon;
condensator de reglaj.

Asamblarea dispozitivului cu propriile mâini:

Un inductor este realizat dintr-un tub de cupru, îndoindu-l sub formă de spirală. Diametrul spirelor este de 8-15 cm, distanța dintre spire este de minim 5 mm. Capetele sunt cositorite pentru lipirea circuitului. Diametrul inductorului trebuie să fie cu 10 mm mai mare decât diametrul creuzetului plasat în interior.
Puneți inductorul în carcasă. Poate fi realizat dintr-un material neconductiv termorezistent, sau din metal, asigurand izolarea termica si electrica fata de elementele circuitului.
Cascadele de lămpi sunt asamblate conform schemei cu condensatoare și șocuri. Cascadele sunt conectate în paralel.
Conectați o lampă indicatoare cu neon - aceasta va semnala pregătirea circuitului pentru funcționare. Lampa este adusă în carcasa de instalare.
Un condensator de reglare de capacitate variabilă este inclus în circuit, mânerul său este afișat și pe carcasă.

Pentru toți iubitorii de delicatese afumate la rece, vă sugerăm să aflați aici cum să faceți rapid și ușor un afumător cu propriile mâini, iar aici vă puteți familiariza cu instrucțiunile foto și video pentru realizarea unui generator de fum afumat la rece.

Răcire circuit

Instalațiile industriale de topire sunt echipate cu un sistem de răcire forțată cu apă sau antigel. Răcirea cu apă la domiciliu va necesita costuri suplimentare, comparabile ca preț cu costul instalației de topire a metalelor în sine.

Răcirea cu aer cu un ventilator este posibilă cu condiția ca ventilatorul să fie suficient de îndepărtat. În caz contrar, înfășurarea metalică și alte elemente ale ventilatorului vor servi ca circuit suplimentar pentru închiderea curenților turbionari, ceea ce va reduce eficiența instalației.

Elementele circuitelor electronice și ale lămpii sunt, de asemenea, capabile să se încălzească activ. Pentru racirea lor, sunt prevazute calorifere cu caldura.

Măsuri de siguranță la locul de muncă

Principalul pericol atunci când lucrați cu o instalație de casă este riscul de arsuri de la elementele încălzite ale instalației și metalul topit.
Circuitul lămpii include elemente cu tensiune înaltă, așa că trebuie plasat într-o carcasă închisă, eliminând contactul accidental cu elementele.
Câmpul electromagnetic poate afecta obiectele care se află în afara carcasei dispozitivului. Prin urmare, înainte de muncă, este mai bine să vă îmbrăcați haine fără elemente metalice, să îndepărtați dispozitivele complexe din zona de acoperire: telefoane, camere digitale.

Un cuptor de topire a metalelor de uz casnic poate fi, de asemenea, utilizat pentru a încălzi rapid elementele metalice, de exemplu, atunci când sunt cositorite sau modelate. Caracteristicile instalațiilor prezentate pot fi ajustate la o sarcină specifică prin modificarea parametrilor inductorului și a semnalului de ieșire al grupurilor electrogene - astfel puteți obține eficiența maximă a acestora.

Cuptoarele cu inducție sunt folosite pentru topirea metalelor și se disting prin faptul că sunt încălzite cu ajutorul curentului electric. Excitația curentului are loc în inductor, sau mai degrabă într-un câmp nevariabil.

În astfel de construcții, energia este convertită de mai multe ori (în această secvență):

în electromagnetic
electric;
termic.

Astfel de sobe vă permit să utilizați căldura cu o eficiență maximă, ceea ce nu este surprinzător, deoarece sunt cele mai avansate dintre toate modelele existente care funcționează cu energie electrică.

Notă! Modelele de inducție sunt de două tipuri - cu sau fără miez. În primul caz, metalul este plasat într-un jgheab tubular, care este situat în jurul inductorului. Miezul este situat în inductorul propriu-zis. A doua opțiune se numește creuzet, deoarece metalul cu creuzetul este deja în interiorul indicatorului. Desigur, nu se poate vorbi despre niciun nucleu în acest caz.

În articolul de astăzi vom vorbi despre cum se faceCuptor cu inducție DIY.

Avantaje și dezavantaje ale modelelor de inducție

Printre numeroasele beneficii se numără următoarele:

curățenia și siguranța mediului;
omogenitate crescută a topiturii datorită mișcării active a metalului;
viteza - cuptorul poate fi folosit aproape imediat dupa pornire;
zona și orientarea concentrată a energiei;
viteză mare de topire;
lipsa deșeurilor din substanțe de aliere;
capacitatea de a regla temperatura;
numeroase posibilitati tehnice.

Dar există și dezavantaje.

Zgura este încălzită de metal, drept urmare are o temperatură scăzută.
Dacă zgura este rece, atunci este foarte dificil să îndepărtați fosforul și sulful din metal.
Între bobină și metalul care se topește, câmpul magnetic se disipează, deci va fi necesară o reducere a grosimii căptușelii. Acest lucru va duce în curând la faptul că căptușeala în sine va eșua.

Video - Cuptor cu inducție

Aplicație industrială

Ambele opțiuni de design sunt utilizate în topirea fierului, aluminiului, oțelului, magneziului, cuprului și metalelor prețioase. Volumul util al unor astfel de structuri poate varia de la câteva kilograme la câteva sute de tone.

Cuptoarele de uz industrial sunt împărțite în mai multe tipuri.

Proiectările cu frecvență medie sunt utilizate în mod obișnuit în inginerie mecanică și metalurgie. Cu ajutorul lor, oțelul este topit, iar la utilizarea creuzetelor de grafit se topesc și metalele neferoase.
Modelele industriale de frecvență sunt utilizate în topirea fierului.
Structurile de rezistență sunt destinate topirii aluminiului, aliajelor de aluminiu, zincului.

Notă! Tehnologia de inducție a fost cea care a stat la baza dispozitivelor mai populare - cuptoarele cu microunde.

uz casnic

Din motive evidente, cuptorul de topire cu inducție este rar folosit în casă. Dar tehnologia descrisă în articol se găsește în aproape toate casele și apartamentele moderne. Acestea sunt cuptoarele cu microunde menționate mai sus și aragazurile cu inducție și cuptoarele electrice.

Luați în considerare, de exemplu, farfurii. Acestea încălzesc vasele din cauza curenților turbionari inductivi, în urma cărora încălzirea are loc aproape instantaneu. Este caracteristic că este imposibil să pornești arzătorul pe care nu există vase.

Eficiența mașinilor de gătit cu inducție ajunge la 90%. Pentru comparație: pentru sobele electrice este de aproximativ 55-65%, iar pentru sobele cu gaz - nu mai mult de 30-50%. Dar, în dreptate, merită remarcat faptul că funcționarea sobelor descrise necesită mâncăruri speciale.

Cuptor cu inducție de casă

Nu cu mult timp în urmă, radioamatorii autohtoni au demonstrat în mod clar că puteți face singur un cuptor cu inducție. Astăzi, există o mulțime de scheme și tehnologii de fabricație diferite, dar am oferit doar cele mai populare dintre ele, ceea ce înseamnă cea mai eficientă și mai ușor de implementat.

Cuptor cu inducție de la generator de înaltă frecvență

Mai jos este un circuit electric pentru realizarea unui dispozitiv de casă dintr-un generator de înaltă frecvență (27,22 megaherți).

Pe lângă generator, pentru asamblare sunt necesare patru becuri de mare putere și o lampă grea pentru indicatorul gata de funcționare.

Notă! Principala diferență între cuptor, realizat conform acestei scheme, este mânerul condensatorului - în acest caz, acesta este situat în exterior.

În plus, metalul din bobină (inductor) se va topi în dispozitivul de cea mai mică putere.

La fabricare, este necesar să ne amintim câteva puncte importante care afectează viteza de îmbarcare metalică. Aceasta este:

putere;
frecvență;
pierderi turbioare;
intensitatea transferului de căldură;
pierdere de histerezis.

Aparatul va fi alimentat de o rețea standard de 220 V, dar cu un redresor preinstalat. Dacă cuptorul este destinat încălzirii spațiului, atunci se recomandă utilizarea unei spirale de nicrom, iar dacă pentru topire, atunci perii de grafit. Să facem cunoștință cu fiecare dintre structuri mai detaliat.

Video - Proiectare invertor de sudare

Esența designului este următoarea: se instalează o pereche de perii de grafit și se toarnă granit sub formă de pulbere între ele, după care se conectează un transformator descendente. Este caracteristic că atunci când topești, nu se poate teme de șoc electric, deoarece nu este nevoie să folosiți 220 V.

Tehnologia de asamblare

Pasul 1. Baza este asamblată - o cutie de cărămizi de argilă refractară de 10x10x18 cm, așezate pe o țiglă refractară.

Pasul 2. Boxul este terminat cu carton de azbest. După umezirea cu apă, materialul se înmoaie, ceea ce vă permite să îi dați orice formă. Dacă se dorește, structura poate fi înfășurată cu sârmă de oțel.

Notă! Dimensiunile cutiei pot varia in functie de puterea transformatorului.

Pasul 3. Cea mai bună opțiune pentru un cuptor cu grafit este un transformator de la o mașină de sudură de 0,63 kW. Dacă transformatorul este proiectat pentru 380 V, atunci poate fi rebobinat, deși mulți electricieni cu experiență spun că puteți lăsa totul așa cum este.

Pasul 4. Transformatorul este învelit cu aluminiu subțire - astfel încât structura nu se va încinge foarte mult în timpul funcționării.

Pasul 5. Se instalează perii de grafit, se instalează un substrat de argilă pe fundul cutiei - astfel încât metalul topit să nu se răspândească.

Principalul avantaj al unui astfel de cuptor este temperatura ridicată, care este potrivită chiar și pentru topirea platinei sau paladiului. Dar printre minusuri se numără încălzirea rapidă a transformatorului, un volum mic (nu mai mult de 10 g pot fi topite la un moment dat). Din acest motiv, va fi necesar un design diferit pentru topirea unor volume mari.

Deci, pentru topirea unor volume mari de metal, este necesar un cuptor cu sârmă de nicrom. Principiul de funcționare al designului este destul de simplu: un curent electric este aplicat unei spirale de nicrom, care se încălzește și topește metalul. Există o mulțime de formule diferite pe Web pentru calcularea lungimii firului, dar toate sunt, în principiu, la fel.

Pasul 1. Pentru spirală se folosește nicrom ø0,3 mm, de aproximativ 11 m lungime.

Pasul 2. Firul trebuie înfășurat. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un tub drept de cupru ø5 mm - o spirală este înfășurată pe el.

Pasul 3. Ca creuzet se folosește o țeavă ceramică mică de ø1,6 cm și lungime de 15 cm.Un capăt al țevii este astupat cu fir de azbest - astfel încât metalul topit să nu curgă afară.

Pasul 4. După verificarea performanței și spirala este așezată în jurul țevii. În același timp, între spire este plasat același fir de azbest - va preveni un scurtcircuit și va limita accesul oxigenului.

Pasul 5. Bobina finită este plasată într-un cartuş de la o lampă de mare putere. Astfel de cartușe sunt de obicei ceramice și au dimensiunea necesară.

Avantajele unui astfel de design:

productivitate ridicată (până la 30 g per cursă);
încălzire rapidă (aproximativ cinci minute) și răcire lungă;
ușurință în utilizare - este convenabil să turnați metal în matrițe;
înlocuirea promptă a spiralei în caz de epuizare.

Dar există, desigur, dezavantaje:

nicromul se arde, mai ales dacă spirala este prost izolată;
nesiguranță - dispozitivul este conectat la rețeaua de 220 V.

Notă! Nu puteți adăuga metal la aragaz dacă porțiunea anterioară este deja topită acolo. În caz contrar, tot materialul se va împrăștia în jurul camerei, în plus, poate răni ochii.

Drept concluzie

După cum puteți vedea, puteți încă să faceți singur un cuptor cu inducție. Dar, să fiu sincer, designul descris (ca tot ce este disponibil pe Internet) nu este chiar un cuptor, ci un invertor de laborator Kukhtetsky. Este pur și simplu imposibil să asamblați o structură de inducție cu drepturi depline acasă.

Editor sef

Cum să faci un încălzitor cu inducție cu propriile mâini?

Incalzitoare electrice

Încălzitoarele cu inducție funcționează pe principiul „obține curent din magnetism”. Într-o bobină specială, se generează un câmp magnetic alternativ de mare putere, care generează curenți electrici turbionari într-un conductor închis.

Un conductor închis în aragazele cu inducție sunt ustensilele metalice, care sunt încălzite de curenți electrici turbionari. În general, principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive nu este complicat și, cu puține cunoștințe în fizică și inginerie electrică, nu va fi dificil să asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini.

Următoarele dispozitive pot fi realizate independent:

Dispozitive pentru încălzirea lichidului de răcire în cazanul de încălzire.
Minicuptoare pentru topirea metalelor.
Farfurii pentru gătit alimente.

Aragazul cu inducție de bricolaj trebuie realizat în conformitate cu toate normele și regulile de funcționare a acestor dispozitive. Dacă radiațiile electromagnetice periculoase pentru oameni sunt emise în afara carcasei în direcțiile laterale, atunci este strict interzisă utilizarea unui astfel de dispozitiv.

În plus, o mare dificultate în proiectarea aragazului constă în alegerea materialului pentru baza plitei, care trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Ideal pentru conducerea radiațiilor electromagnetice.
Nu conductiv.
Rezistă la stresul la temperaturi ridicate.

În plitele cu inducție de uz casnic se utilizează ceramică scumpă; la fabricarea unui aragaz cu inducție acasă, este destul de dificil să găsești o alternativă demnă la un astfel de material. Prin urmare, pentru început, ar trebui să proiectați ceva mai simplu, de exemplu, un cuptor cu inducție pentru călirea metalelor.

Instructiuni de fabricatie

Figura 1. Schema electrică a încălzitorului cu inducție

Figura 2. Dispozitiv.

Figura 3. Schema unui încălzitor simplu cu inducție

Pentru fabricarea cuptorului veți avea nevoie de următoarele materiale și instrumente:

ciocan de lipit;
lipire;
placa de textolit.
mini burghiu.
radioelemente.
pasta termica.
reactivi chimici pentru gravarea plăcilor.

Materiale suplimentare și caracteristicile acestora:

Pentru a face o bobină, care va emite un câmp magnetic alternativ necesar încălzirii, este necesar să se pregătească o bucată de tub de cupru cu diametrul de 8 mm și lungimea de 800 mm.
Tranzistoare de putere puternice sunt partea cea mai scumpă a unei instalații de inducție de casă. Pentru a monta circuitul generator de frecvență, este necesar să pregătiți 2 astfel de elemente. În aceste scopuri, tranzistoarele de mărci sunt potrivite: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. La fabricarea circuitului se folosesc 2 tranzistoare cu efect de câmp identice dintre cele enumerate.
Pentru fabricarea unui circuit oscilator veți avea nevoie de condensatoare ceramice cu o capacitate de 0,1 mF și o tensiune de funcționare de 1600 V. Pentru a se forma un curent alternativ de mare putere în bobină, sunt necesari 7 astfel de condensatoare.
În timpul funcționării unui astfel de dispozitiv de inducție, tranzistoarele cu efect de câmp se vor încinge foarte mult și dacă nu sunt atașate radiatoare din aliaj de aluminiu, atunci după câteva secunde de funcționare la putere maximă, aceste elemente se vor defecta. Tranzistoarele trebuie plasate pe radiatoare printr-un strat subțire de pastă termică, altfel eficiența unei astfel de răciri va fi minimă.
Diode, care sunt utilizate într-un încălzitor cu inducție, trebuie să aibă o acțiune ultra-rapidă. Cele mai potrivite pentru acest circuit, diode: MUR-460; UV-4007; HER-307.
Rezistoarele utilizate în circuitul 3: 10 kOhm cu o putere de 0,25 W - 2 buc. și putere de 440 ohmi - 2 wați. Diode Zener: 2 buc. cu o tensiune de funcționare de 15 V. Puterea diodelor zener trebuie să fie de cel puțin 2 wați. O bobină pentru conectarea la ieșirile de putere ale bobinei este utilizată cu inducție.
Pentru a alimenta întregul dispozitiv, veți avea nevoie de o unitate de alimentare cu o capacitate de până la 500. W. și tensiune 12 - 40 V. Puteți alimenta acest dispozitiv de la o baterie de mașină, dar nu veți putea obține cele mai mari valori de putere la această tensiune.

Însuși procesul de fabricare a unui generator electronic și a unei bobine durează puțin timp și se desfășoară în următoarea secvență:

Dintr-o țeavă de cupru se face o spirală cu diametrul de 4 cm.Pentru a face o spirală, un tub de cupru trebuie înfășurat pe o tijă cu o suprafață plană cu diametrul de 4 cm.Spirala trebuie să aibă 7 spire care să nu se atingă. Inelele de montare sunt lipite la cele 2 capete ale tubului pentru conectarea la radiatoarele tranzistorului.
Placa de circuit imprimat este realizată conform schemei. Dacă este posibil să se furnizeze condensatoare din polipropilenă, atunci datorită faptului că astfel de elemente au pierderi minime și funcționează stabil la amplitudini mari ale fluctuațiilor de tensiune, dispozitivul va funcționa mult mai stabil. Condensatorii din circuit sunt instalați în paralel, formând un circuit oscilant cu o bobină de cupru.
Incalzire metalica apare în interiorul bobinei, după ce circuitul este conectat la o sursă de alimentare sau la o baterie. Când încălziți metalul, este necesar să vă asigurați că nu există un scurtcircuit al înfășurărilor arcului. Dacă atingeți metalul încălzit 2 spire ale bobinei în același timp, atunci tranzistoarele eșuează instantaneu.

La efectuarea experimentelor de încălzire și întărire a metalelor, în interiorul bobinei de inducție temperatura poate fi semnificativă și se ridică la 100 de grade Celsius. Acest efect de încălzire poate fi folosit pentru a încălzi apa menajeră sau pentru a încălzi o casă.
Schema încălzitorului discutată mai sus (Figura 3), la sarcina maxima este capabil sa furnizeze radiatia de energie magnetica in interiorul bobinei egala cu 500 wati. O astfel de putere nu este suficientă pentru a încălzi un volum mare de apă, iar construcția unei bobine de inducție de mare putere va necesita fabricarea unui circuit în care va fi necesară utilizarea unor elemente radio foarte scumpe.
O soluție bugetară pentru organizarea încălzirii prin inducție a unui lichid, este utilizarea mai multor dispozitive descrise mai sus, dispuse în serie. În acest caz, spiralele trebuie să fie pe aceeași linie și să nu aibă un conductor metalic comun.
ca schimbător de căldurăse foloseste o teava de inox cu diametrul de 20 mm. Mai multe spirale de inducție sunt „înșirate” pe țeavă, astfel încât schimbătorul de căldură să fie în mijlocul spiralei și să nu intre în contact cu spirele acesteia. Odată cu includerea simultană a 4 astfel de dispozitive, puterea de încălzire va fi de aproximativ 2 kW, ceea ce este deja suficient pentru încălzirea în flux a lichidului cu o circulație mică a apei, la valori care permit utilizarea acestui design în furnizarea. apă caldă la o casă mică.
Dacă conectați un astfel de element de încălzire la un rezervor bine izolat, care va fi amplasat deasupra încălzitorului, rezultatul va fi un sistem de boiler în care încălzirea lichidului se va efectua în interiorul conductei inoxidabile, apa încălzită se va ridica, iar un lichid mai rece îi va lua locul.
Dacă suprafața casei este semnificativă, numărul bobinelor de inducție poate fi mărit până la 10 bucăți.
Puterea unui astfel de cazan poate fi reglată cu ușurință prin oprirea sau pornirea spiralelor. Cu cât mai multe secțiuni sunt pornite simultan, cu atât va fi mai mare puterea dispozitivului de încălzire care funcționează în acest mod.
Pentru a alimenta un astfel de modul, aveți nevoie de o sursă de alimentare puternică. Dacă este disponibilă o mașină de sudat cu invertor de curent continuu, atunci se poate realiza din aceasta un convertor de tensiune cu puterea necesară.
Datorita faptului ca sistemul functioneaza pe curent electric continuu, care nu depășește 40 V, funcționarea unui astfel de dispozitiv este relativ sigură, principalul lucru este de a furniza un bloc de siguranțe în circuitul de alimentare al generatorului, care, în cazul unui scurtcircuit, va scoate sub tensiune sistemul, eliminând astfel posibilitatea unui incendiu.
Este posibil să se organizeze încălzirea „gratuită” a casei în acest fel, cu condiția ca bateriile să fie instalate pentru alimentarea dispozitivelor de inducție, care vor fi încărcate cu energie solară și eoliană.
Bateriile trebuie combinate în secțiuni de 2, conectate în serie. Ca urmare, tensiunea de alimentare cu o astfel de conexiune va fi de cel puțin 24 V., ceea ce va asigura funcționarea cazanului la putere mare. În plus, conexiunea în serie va reduce curentul din circuit și va crește durata de viață a bateriei.

Funcționarea dispozitivelor de încălzire prin inducție de casă, nu face întotdeauna posibilă excluderea răspândirii radiațiilor electromagnetice dăunătoare pentru oameni, prin urmare cazanul cu inducție trebuie instalat într-o zonă nerezidenţială și ecranat cu oţel galvanizat.
Obligatoriu atunci când lucrați cu energie electrică trebuie respectate regulile de siguranțăși, în special pentru rețelele de 220 V AC.
Ca experiment puteți face o plită pentru gătit conform schemei indicate în articol, dar nu este recomandată operarea constantă a acestui dispozitiv din cauza imperfecțiunii de auto-fabricare a ecranării acestui dispozitiv, din această cauză, corpul uman poate fi expus la radiații electromagnetice dăunătoare care pot afectează negativ sănătatea.

În astfel de construcții, energia este convertită de mai multe ori (în această secvență):

în electromagnetic
electric;
termic.

Notă! Modelele de inducție sunt de două tipuri - cu sau fără miez. În primul caz, metalul este plasat într-un jgheab tubular, care este situat în jurul inductorului. Miezul este situat în inductorul propriu-zis. A doua opțiune se numește creuzet, deoarece metalul cu creuzetul este deja în interiorul indicatorului. Desigur, nu se poate vorbi despre niciun nucleu în acest caz.

În articolul de astăzi vom vorbi despre cum se faceCuptor cu inducție DIY.

Printre numeroasele beneficii se numără următoarele:

curățenia și siguranța mediului;
omogenitate crescută a topiturii datorită mișcării active a metalului;
viteza - cuptorul poate fi folosit aproape imediat dupa pornire;
zona și orientarea concentrată a energiei;
viteză mare de topire;
lipsa deșeurilor din substanțe de aliere;
capacitatea de a regla temperatura;
numeroase posibilitati tehnice.

Dar există și dezavantaje.

Zgura este încălzită de metal, drept urmare are o temperatură scăzută.
Dacă zgura este rece, atunci este foarte dificil să îndepărtați fosforul și sulful din metal.
Între bobină și metalul care se topește, câmpul magnetic se disipează, deci va fi necesară o reducere a grosimii căptușelii. Acest lucru va duce în curând la faptul că căptușeala în sine va eșua.

Video - Cuptor cu inducție

Aplicație industrială

Cuptoarele de uz industrial sunt împărțite în mai multe tipuri.

Proiectările cu frecvență medie sunt utilizate în mod obișnuit în inginerie mecanică și metalurgie. Cu ajutorul lor, oțelul este topit, iar la utilizarea creuzetelor de grafit se topesc și metalele neferoase.
Modelele industriale de frecvență sunt utilizate în topirea fierului.
Structurile de rezistență sunt destinate topirii aluminiului, aliajelor de aluminiu, zincului.

Notă! Tehnologia de inducție a fost cea care a stat la baza dispozitivelor mai populare - cuptoarele cu microunde.

uz casnic

Eficiența mașinilor de gătit cu inducție ajunge la 90%. Pentru comparație: pentru sobele electrice este de aproximativ 55-65%, iar pentru sobele cu gaz - nu mai mult de 30-50%. Dar, în dreptate, merită remarcat faptul că funcționarea sobelor descrise necesită mâncăruri speciale.

Cuptor cu inducție de casă

Cuptor cu inducție de la generator de înaltă frecvență

Mai jos este un circuit electric pentru realizarea unui dispozitiv de casă dintr-un generator de înaltă frecvență (27,22 megaherți).

Pe lângă generator, pentru asamblare sunt necesare patru becuri de mare putere și o lampă grea pentru indicatorul gata de funcționare.

Notă! Principala diferență între cuptor, realizat conform acestei scheme, este mânerul condensatorului - în acest caz, acesta este situat în exterior.

În plus, metalul din bobină (inductor) se va topi în dispozitivul de cea mai mică putere.

La fabricare, este necesar să ne amintim câteva puncte importante care afectează viteza de îmbarcare metalică. Aceasta este:

putere;
frecvență;
pierderi turbioare;
intensitatea transferului de căldură;
pierdere de histerezis.

Video - Proiectare invertor de sudare

Esența designului este următoarea: se instalează o pereche de perii de grafit și se toarnă granit sub formă de pulbere între ele, după care se conectează un transformator descendente. Este caracteristic că atunci când topești, nu se poate teme de șoc electric, deoarece nu este nevoie să folosiți 220 V.

Tehnologia de asamblare

Pasul 1. Baza este asamblată - o cutie de cărămizi de argilă refractară de 10x10x18 cm, așezate pe o țiglă refractară.

Notă! Dimensiunile cutiei pot varia in functie de puterea transformatorului.

Pasul 4. Transformatorul este învelit cu aluminiu subțire - astfel încât structura nu se va încinge foarte mult în timpul funcționării.

Pasul 5. Se instalează perii de grafit, se instalează un substrat de argilă pe fundul cutiei - astfel încât metalul topit să nu se răspândească.

Pasul 1. Pentru spirală se folosește nicrom ø0,3 mm, de aproximativ 11 m lungime.

Pasul 2. Firul trebuie înfășurat. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un tub drept de cupru ø5 mm - o spirală este înfășurată pe el.

Pasul 3. Ca creuzet se folosește o țeavă ceramică mică de ø1,6 cm și lungime de 15 cm.Un capăt al țevii este astupat cu fir de azbest - astfel încât metalul topit să nu curgă afară.

Pasul 5. Bobina finită este plasată într-un cartuş de la o lampă de mare putere. Astfel de cartușe sunt de obicei ceramice și au dimensiunea necesară.

Avantajele unui astfel de design:

productivitate ridicată (până la 30 g per cursă);
încălzire rapidă (aproximativ cinci minute) și răcire lungă;
ușurință în utilizare - este convenabil să turnați metal în matrițe;
înlocuirea promptă a spiralei în caz de epuizare.

Dar există, desigur, dezavantaje:

nicromul se arde, mai ales dacă spirala este prost izolată;
nesiguranță - dispozitivul este conectat la rețeaua de 220 V.

Notă! Nu puteți adăuga metal la aragaz dacă porțiunea anterioară este deja topită acolo. În caz contrar, tot materialul se va împrăștia în jurul camerei, în plus, poate răni ochii.

Drept concluzie

Lumea a format deja tehnologii bine stabilite pentru producția de metal și oțel, care sunt folosite astăzi de întreprinderile metalurgice. Acestea includ: o metodă de convertizor pentru producerea metalului, laminare, trefilare, turnare, ștanțare, forjare, presare etc. Cu toate acestea, cea mai comună în condițiile moderne este topirea metalului și a oțelului în convectoare, cuptoare cu focar deschis și cuptoare electrice. Fiecare dintre aceste tehnologii are o serie de dezavantaje și avantaje. Cu toate acestea, cea mai avansată și cea mai recentă tehnologie de astăzi este producția de oțel în cuptoare electrice. Principalele avantaje ale acestuia din urmă față de alte tehnologii sunt productivitatea ridicată și respectarea mediului. Luați în considerare cum să asamblați un dispozitiv în care metalul va fi topit acasă cu propriile mâini.

Cuptor electric cu inducție de dimensiuni mici pentru topirea metalelor acasă

Topirea metalelor acasă este posibilă dacă ai un cuptor electric pe care îl poți face singur. Luați în considerare crearea unui cuptor electric inductiv de dimensiuni mici pentru producerea de aliaje omogene (OS). În comparație cu analogii, instalația creată va diferi în următoarele caracteristici:

cost redus (până la 10.000 de ruble), în timp ce costul analogilor este de la 150.000 de ruble;
posibilitatea controlului temperaturii;
posibilitatea de topire cu viteză mare a metalelor în volume mici, ceea ce permite instalației să fie utilizată nu numai în domeniul științific, ci și, de exemplu, în domeniul bijuteriilor, stomatologice etc.
uniformitatea și viteza de încălzire;
posibilitatea de a plasa corpul de lucru în cuptor în vid;
dimensiuni relativ mici;
nivel scăzut de zgomot, absență aproape completă a fumului, ceea ce va crește productivitatea muncii atunci când se lucrează cu instalația;
capacitatea de a lucra atât dintr-o rețea monofazată, cât și dintr-o rețea trifazată.

Selectarea tipului schematic

Cel mai adesea, atunci când se construiesc încălzitoare cu inducție, sunt utilizate trei tipuri principale de circuite: semi-pod, punte asimetrică și punte completă. La proiectarea acestei instalații s-au folosit două tipuri de circuite - o jumătate de punte și un pod complet cu reglare a frecvenței. Această alegere a fost determinată de necesitatea controlului factorului de putere. A apărut problema menținerii modului de rezonanță în circuit, deoarece cu ajutorul acestuia poate fi ajustată valoarea puterii necesare. Există două moduri de a controla rezonanța:

prin modificarea capacității;
prin modificarea frecvenței.

În cazul nostru, rezonanța este menținută prin ajustarea frecvenței. Această caracteristică a determinat alegerea tipului de circuit cu reglare a frecvenței.

Analiza componentelor circuitului

Analizând funcționarea unui cuptor cu inducție pentru topirea metalului acasă (IP), pot fi distinse trei părți principale: un generator, o unitate de alimentare și o unitate de alimentare. Pentru a asigura frecvența necesară în timpul funcționării instalației, se folosește un generator care, pentru a evita interferențele altor unități ale instalației, este conectat la acestea printr-o soluție galvanică sub formă de transformator. Pentru a furniza circuitul de tensiune de alimentare, este necesară o unitate de alimentare, care asigură funcționarea sigură și fiabilă a elementelor de putere ale structurii. De fapt, unitatea de putere este cea care generează semnalele puternice necesare pentru a crea factorul de putere dorit la ieșirea circuitului.

Figura 1 prezintă o diagramă schematică generală a unei instalații de inducție.

Creați o diagramă de cablare

Schema de conectare (instalare) prezintă conexiunile părților componente ale produsului și determină firele, cablurile care realizează aceste conexiuni, precum și locurile de conectare a acestora.

Pentru confortul instalării ulterioare a instalației, a fost elaborată o diagramă de conectare, care reflectă contactele principale dintre blocurile funcționale ale cuptorului (Fig. 2).

Generator de frecventa

Cel mai complex bloc IP este generatorul. Oferă frecvența dorită de funcționare a instalației și creează condițiile inițiale pentru obținerea unui circuit rezonant. Ca sursă de oscilații, se folosește un controler specializat al impulsurilor electronice de tip KR1211EU1 (Fig. 3). Această alegere s-a datorat capacității acestui microcircuit de a funcționa într-un interval de frecvență destul de larg (până la 5 MHz), ceea ce face posibilă obținerea unei valori mari a puterii la ieșirea blocului de putere al circuitului.

Figurile 4.5 prezintă o diagramă schematică a unui generator de frecvență și o diagramă a unui tablou electric.

Microcircuitul KR1211EU1 generează semnale cu o anumită frecvență, care pot fi modificate folosind o rezistență de control instalată în afara microcircuitului. În plus, semnalele cad pe tranzistoarele care funcționează în modul cheie. În cazul nostru, se folosesc tranzistori cu efect de câmp de siliciu cu poartă izolată de tip KP727. Avantajele lor sunt următoarele: curentul de impuls maxim admisibil pe care îl pot suporta este de 56 A; tensiunea maximă este de 50 V. Gama acestor indicatori ni se potrivește pe deplin. Dar, în legătură cu aceasta, a existat o problemă de supraîncălzire semnificativă. Pentru a rezolva această problemă este nevoie de un mod cheie, care va reduce timpul petrecut de tranzistori în stare de funcționare.

Alimentare electrică

Acest bloc asigură alimentarea cu energie a unităților executive ale instalației. Caracteristica sa principală este capacitatea de a lucra dintr-o rețea monofazată și trifazată. O sursă de alimentare de 380 V este utilizată pentru a îmbunătăți factorul de putere disipat în inductor.

Tensiunea de intrare este aplicată pe puntea redresorului, care transformă tensiunea de 220 V AC într-o tensiune DC pulsatorie. Condensatoarele de stocare sunt conectate la ieșirile podului, care mențin un nivel de tensiune constant după ce sarcina este îndepărtată din instalație. Pentru a asigura fiabilitatea instalației, unitatea este echipată cu un întrerupător automat.

Bloc de putere

Acest bloc asigură amplificarea directă a semnalului și crearea unui circuit rezonant, prin modificarea capacității cercului. Semnalele de la generator merg la tranzistoarele care funcționează în modul de amplificare. Astfel, deschizându-se în momente diferite, ele excită circuitele electrice corespunzătoare care trec prin transformatorul de creștere și trec curentul de putere prin acesta în direcții diferite. Ca urmare, la ieșirea transformatorului (Tr1), obținem un semnal crescut cu o frecvență dată. Acest semnal este aplicat instalației cu inductor. O instalație cu inductor (Tr2 în diagramă) este formată dintr-un inductor și un set de condensatori (C13 - Sp). Condensatorii au o capacitate special selectată și creează un circuit oscilant care vă permite să reglați nivelul inductanței. Acest circuit trebuie să funcționeze în modul de rezonanță, ceea ce determină o creștere rapidă a frecvenței semnalului în inductor și o creștere a curenților de inducție, din cauza căreia are loc încălzirea efectivă. Figura 7 prezintă circuitul electric al unității de putere a cuptorului cu inducție.

Inductor și caracteristicile muncii sale

Inductor - un dispozitiv special pentru transferul energiei de la o sursă de energie la un produs, se încălzește. Inductoarele sunt de obicei fabricate din tuburi de cupru. În timpul funcționării, este răcit cu apă curentă.

Topirea metalelor neferoase la domiciliu folosind un cuptor cu inducție constă în pătrunderea curenților de inducție în mijlocul metalelor, care apar din cauza frecvenței înalte a schimbării tensiunii aplicate la bornele inductorului. Puterea instalației depinde de mărimea tensiunii aplicate și de frecvența acesteia. Frecvența afectează intensitatea curenților de inducție și, în consecință, temperatura din mijlocul inductorului. Cu cât frecvența și timpul de funcționare al instalației sunt mai mari, cu atât metalele sunt mai bine amestecate. Inductorul în sine și direcțiile fluxului de curenți de inducție sunt prezentate în Figura 8.

Pentru amestecarea omogenă și pentru a evita contaminarea aliajului cu elemente străine, cum ar fi electrozii dintr-un rezervor de aliaj, se folosește un inductor de bobină inversă, așa cum se arată în Figura 9. Datorită acestei bobine se creează un câmp electromagnetic care menține metalul. în aer, depășind forța de gravitație a Pământului.

Asamblarea finală a instalației

Fiecare dintre blocuri este atașat la corpul cuptorului cu inducție folosind rafturi speciale. Acest lucru se face pentru a evita contactele nedorite ale pieselor purtătoare de curent cu învelișul metalic al carcasei în sine (Fig. 10).

Pentru lucrul în siguranță cu instalația, acesta este complet închis cu o carcasă rezistentă (Fig. 11), pentru a crea o barieră între elementele structurale periculoase și corpul unei persoane care lucrează cu aceasta.

Pentru comoditatea instalării instalației de inducție în ansamblu, a fost realizat un panou de indicație pentru a găzdui dispozitivele metrologice, cu ajutorul cărora sunt controlați toți parametrii instalației. Astfel de dispozitive metrologice includ: un ampermetru care arată curentul în inductor, un voltmetru conectat la ieșirea inductorului, un indicator de temperatură și un regulator de frecvență de generare a semnalului. Toți parametrii de mai sus fac posibilă reglarea modurilor de funcționare ale instalației de inducție. De asemenea, designul este echipat cu un sistem de activare manuală și un sistem de indicare a proceselor de încălzire. Cu ajutorul amprentelor pe dispozitive se monitorizează efectiv funcționarea instalației în ansamblu.

Proiectarea unei instalații de inducție de dimensiuni mici este un proces tehnologic destul de complicat, deoarece trebuie să se asigure că sunt îndeplinite un număr mare de criterii, cum ar fi: comoditatea designului, dimensiunea mică, portabilitatea etc. Această instalație funcționează pe principiul transferului de energie fără contact către un obiect care se încălzește. Ca urmare a mișcării intenționate a curenților de inducție în inductor, procesul de topire în sine are loc direct, a cărui durată este de câteva minute.

Crearea acestei instalații este destul de profitabilă, deoarece domeniul său de aplicare este nelimitat, de la utilizarea pentru lucrări de rutină de laborator până la producerea de aliaje omogene complexe din metale refractare.

Încălzitoarele cu inducție pot fi împărțite în industriale și casnice. Una dintre principalele modalități de a genera căldură pentru topirea metalului în industria metalurgică sunt cuptoarele cu inducție. Dispozitivele care funcționează pe principiul inducției sunt echipamente electrice complexe și sunt vândute într-o gamă largă.

Tehnologia inducției stă la baza unor astfel de dispozitive din viața noastră de zi cu zi precum cuptoarele cu microunde, cuptoarele electrice, aragazele cu inducție, cazanele de apă caldă, cuptoarele cu sistem de încălzire. Aragazele cu un principiu de funcționare prin inducție sunt convenabile, practice și economice, dar necesită utilizarea de ustensile speciale.

Cele mai comune sobe din viața de zi cu zi sunt cele cu un principiu de funcționare cu inducție pentru încălzirea spațiului. Opțiunile pentru o astfel de încălzire sunt centralele de cazane sau unitățile autonome. Cuptoarele cu inducție de dimensiuni mici pentru topirea metalelor sunt indispensabile în bijuterii și atelierele mici.

Avantajele topirii

Încălzirea prin inducție este directă, fără contact și principiul său permite utilizarea căldurii generate cu randament maxim. Coeficientul de performanță (COP) atunci când se utilizează această metodă tinde spre 90%. În timpul procesului de topire, are loc o mișcare termică și electrodinamică a metalului lichid, care contribuie la o temperatură uniformă pe tot volumul unui material omogen.

Potențialul tehnologic al unor astfel de dispozitive creează beneficii:

performanță - imediat după pornire, puteți utiliza;
viteza mare a procesului de topire;
capacitatea de a regla temperatura topiturii;
zona și orientarea concentrată a energiei;
omogenitatea metalului topit;
lipsa deșeurilor din elemente de aliere;
curățenia și siguranța mediului.

Beneficii de încălzire

Sistem

Un meșter care poate citi circuitele electrice este destul de capabil să facă un cuptor de încălzire sau un cuptor de topire cu inducție cu propriile mâini. Fezabilitatea instalării unei unități de casă, fiecare maestru trebuie să o determine singur. De asemenea, este necesar să fim conștienți de pericolul potențial al unor astfel de structuri executate analfabet.

Pentru a crea un cuptor funcțional fără un circuit gata făcut, trebuie să aveți înțelegerea elementelor de bază ale fiziciiîncălzire prin inducție. Fără cunoștințe certe, nu este posibilă proiectarea și montarea unui astfel de aparat electric. Proiectarea dispozitivului constă în dezvoltare, proiectare, diagramare.

Pentru acei proprietari rezonabili care au nevoie de un cuptor cu inducție sigur, schema este deosebit de importantă, deoarece combină toate realizările unui meșter de acasă. Dispozitivele populare precum cuptoarele cu inducție au o varietate de scheme de asamblare, unde meșterii au de ales:

capacitatea cuptorului;
frecventa de operare;
metoda de căptușeală.

Caracteristici

Atunci când creați un cuptor de topire cu inducție cu propriile mâini, trebuie să luați în considerare anumite specificații, care afectează viteza de topire a metalului:

puterea generatorului;
frecvența pulsului;
pierderi de curent turbionar;
pierderi de histerezis;
viteza de transfer de căldură (răcire).

Principiul de funcționare

Baza funcționării unui cuptor cu inducție este obținerea de căldură din energia electrică generată câmp electromagnetic alternant(EMF) inductor (inductor). Adică, energia electromagnetică este convertită în energie electrică vortex, apoi în energie termică.

Închise în interiorul corpurilor (curenții turbionari) emit energie termică, care încălzește metalul din interior. Conversia energiei în mai multe etape nu reduce eficiența cuptorului. Datorită principiului simplu de funcționare și a posibilității de auto-asamblare conform schemelor, profitabilitatea utilizării unor astfel de dispozitive crește.

Aceste aparate eficiente in varianta simplificata si cu dimensiuni reduse functioneaza dintr-o retea standard de 220V, insa este necesar un redresor. În astfel de dispozitive, numai materialele conductoare de electricitate pot fi încălzite și topite.

Proiecta

Dispozitivul inductiv este un fel de transformator în care este alimentat de curent alternativ inductor - înfăşurare primară, corpul încălzit este înfășurarea secundară.

Cel mai simplu inductor de încălzire de joasă frecvență poate fi considerat un conductor izolat (miez drept sau spirală) situat la suprafață sau în interiorul unei țevi metalice.

Nodurile principale ale dispozitivului, lucrând pe principiul inducției, luați în considerare:

Puterea de la generator lansează curenți puternici de diferite frecvențe în inductor, care creează un câmp electromagnetic. Acest câmp este sursa curenților turbionari care sunt absorbiți de metal și îl topesc.

Sistem de incalzire

Atunci când instalează încălzitoare cu inducție de casă în sistemul de încălzire, meșterii folosesc adesea modele ieftine de invertoare de sudură (convertoare DC-AC). Consumul de energie al invertorului este mare, așadar, pentru funcționarea continuă a unor astfel de sisteme este necesar un cablu cu o secțiune transversală de 4–6 mm2în loc de 2,5 mm2 obișnuiți.

Astfel de sisteme de încălzire trebuie să fie închise și controlate automat. De asemenea, pentru siguranța muncii, este necesară o pompă pentru circulația forțată a lichidului de răcire, dispozitive pentru eliminarea aerului care a intrat în sistem și un manometru. Incalzitorul trebuie sa se afle la o distanta de minim 1 m de tavan si podea, si de minim 30 cm de pereti si mobilier.

Generator

Inductoarele sunt alimentate de la setarea de frecvență industrială de 50 Hz din fabrică. Și de la generatoare și convertoare de frecvențe înalte, medii și joase (surse de alimentare individuale), inductoarele funcționează în viața de zi cu zi. Cea mai eficientă implicare în asamblarea generatoarelor de înaltă frecvență. La inductie se pot folosi mini-cuptoare curenți de frecvențe diferite.

Alternatorul nu trebuie să producă un spectru de curent dur. Conform uneia dintre cele mai populare scheme pentru asamblarea cuptoarelor cu inducție acasă, se recomandă o frecvență a generatorului de 27,12 MHz. Unul dintre aceste generatoare este asamblat din piese:

4 tetrode (tuburi electronice) de mare putere (marca 6p3s), cu conexiune paralela;
1 neon suplimentar - indicator al pregătirii dispozitivului pentru lucru.

Inductor

Diferite modificări ale inductorului pot fi prezentate sub formă de trefoil, figura opt și alte opțiuni. Centrul nodului este un semifabricat de grafit sau metal conductiv electric, în jurul căruia este înfășurat conductorul.

Bun până la temperaturi ridicate perii de grafit încălzite(cuptoare de topire) și spirală de nicrom (încălzitor). Cel mai simplu mod este de a face un inductor sub formă de spirală, al cărui diametru interior este de 80-150 mm. Materialul pentru șarpele de încălzire al conductorului este, de asemenea, adesea un tub de cupru sau un fir PEV 0,8.

Numărul de spire al serpentinei de încălzire trebuie să fie de cel puțin 8-10. Distanța necesară între spire este de 5-7 mm, iar diametrul tubului de cupru este de obicei de 10 mm. Distanța minimă dintre inductor și alte părți ale dispozitivului trebuie să fie de cel puțin 50 mm.

feluri

Distinge tipuri de cuptoare cu inducție Fă-o singur:

canal - metalul topit este situat în jgheabul din jurul miezului inductorului;
creuzet - metalul se află într-un creuzet detașabil în interiorul inductorului.

În industriile mari, cuptoarele cu canal funcționează de la dispozitive industriale de frecvență, iar cuptoarele cu creuzet funcționează la frecvențe industriale, medii și înalte. În industria metalurgică, cuptoarele de tip creuzet sunt folosite pentru topire:

fontă;
deveni;
cupru;
magneziu;
aluminiu;
metale pretioase.

Tipul de canal de cuptoare cu inducție este utilizat pentru topire:

fontă;
diferite metale neferoase și aliajele acestora.

canalizat

Un cuptor cu inducție de tip canal trebuie să aibă, în timpul încălzirii sale, corp conductorîn zona de disipare a căldurii. În timpul pornirii inițiale a unui astfel de cuptor, metalul topit este turnat în zona de topire sau se introduce un șablon de metal pregătit. La terminarea topirii metalului, materiile prime nu sunt complet drenate, lăsând o „mlaștină” pentru următoarea topire.

Creuzet

Cuptoarele cu inducție cu creuzet sunt cele mai populare printre meșteri deoarece sunt ușor de executat. Un creuzet este un recipient special detașabil plasat într-un inductor împreună cu metal pentru încălzire sau topire ulterioară. Crezetul poate fi realizat din ceramică, oțel, grafit și multe alte materiale. Diferă de tipul de canal prin absența unui miez.

Răcire

Crește eficiența topitoriei în medii industriale și în răcirea micilor electrocasnice prefabricate. În cazul lucrului scurt și al puterii reduse a unui dispozitiv de casă, puteți face fără această funcție.

Nu este posibil ca un maestru de acasă să efectueze singur sarcina de răcire. Zgură pe cupru poate duce la pierderea operabilității dispozitivului, prin urmare, va fi necesară înlocuirea regulată a inductorului.

In conditii industriale se foloseste racirea cu apa, cu ajutorul antigelului, si combinata si cu aer. Răcirea forțată cu aer în aparatele electrocasnice de casă este inacceptabilă, deoarece ventilatorul poate trage EMF pe sine, ceea ce va duce la supraîncălzirea carcasei ventilatorului și la o scădere a eficienței cuptorului.

Securitate

Când lucrați cu cuptorul, ai grija la arsurile termiceși luați în considerare pericolul ridicat de incendiu al dispozitivului. Când dispozitivele sunt în funcțiune, acestea nu trebuie mutate. O atenție deosebită trebuie acordată la instalarea sobelor de încălzire în spații rezidențiale.

EMF afectează și încălzește întreg spațiul înconjurător, iar această caracteristică este strâns legată de puterea și frecvența radiației dispozitivului. Dispozitivele industriale puternice pot afecta piesele metalice din apropierea lor, țesuturile oamenilor, obiectele din buzunarele de îmbrăcăminte.

Este necesar să se țină seama de posibilul impact al unor astfel de dispozitive în timpul lucrului asupra persoanelor cu stimulatoare cardiace implantate. Când cumpărați dispozitive cu un principiu de funcționare prin inducție, trebuie să citiți cu atenție instrucțiunile de utilizare.

Secțiuni