Cuptor cu inducție de casă pentru schema de topire a metalelor. Cuptor cu inducție DIY

Acum cuptoarele cu sistem de inducție sunt utilizate pe scară largă în procesul de topire a metalelor. Curentul produs în domeniul inductorului contribuie la încălzirea substanței, iar această caracteristică a unor astfel de dispozitive este nu numai principala, ci și cea mai importantă. Prelucrarea duce la faptul că substanța suferă mai multe transformări. Prima etapă de transformare este treapta electromagnetică, după aceasta treapta electrică și apoi etapa termică. Temperatura emisă de aragaz se aplică aproape fără urmă, așa că această soluție este cea mai bună dintre toate celelalte. Mulți ar putea fi interesați de o sobă făcută. În continuare, vom vorbi despre posibilitățile de implementare a unei astfel de soluții.

Tipuri de cuptoare pentru topirea metalelor

Acest tip de echipament poate fi împărțit în categorii principale. În primul rând, canalul inimii acționează ca bază, iar metalul este plasat în astfel de cuptoare într-un mod inelar în jurul inductorului. A doua categorie nu are un astfel de element. Acest tip se numește creuzet, iar metalul este plasat în interiorul inductorului însuși. În acest caz, este imposibil din punct de vedere tehnic să utilizați un miez închis.

Principii de baza

Cuptorul de topire în acest caz funcționează pe baza fenomenului de inducție magnetică. Și există mai multe componente. Inductorul este cea mai importantă componentă a acestui dispozitiv. Este o bobină, conductoarele în care nu sunt fire obișnuite, ci tuburi de cupru. Această cerință este stabilită de proiectarea cuptoarelor de topire. Curentul care trece în inductor generează un câmp magnetic care afectează creuzetul, în interiorul căruia se află metalul. În acest caz, rolul înfășurării transformatorului secundar este atribuit materialului, adică trece un curent prin el, încălzindu-l. Așa se realizează topirea, chiar dacă un cuptor cu inducție este realizat manual. Cum să construiți acest tip de cuptor și să-i creșteți eficiența? Aceasta este o întrebare importantă care are un răspuns. Utilizarea curenților de frecvență crescută poate crește semnificativ gradul de eficiență a echipamentului. Pentru aceasta, este indicat să folosiți surse speciale de alimentare.

Caracteristicile cuptoarelor cu inducție

Acest tip de echipament are anumite caracteristici care sunt atât avantaje, cât și dezavantaje.

Deoarece distribuția metalului trebuie să fie uniformă, materialul rezultat se caracterizează printr-o masă bună omogenă. Acest tip de cuptor funcționează prin transportul energiei prin zone, fiind asigurată și funcția de focalizare a energiei. Parametri precum capacitatea, frecvența de operare și metoda de căptușeală sunt disponibili pentru utilizare, precum și reglarea temperaturii la care se topește metalul, ceea ce facilitează foarte mult fluxul de lucru. Potențialul tehnologic existent al cuptorului creează o viteză mare de topire, dispozitivele sunt ecologice, complet sigure pentru oameni și gata de lucru în orice moment.

Cel mai vizibil dezavantaj al unui astfel de echipament este dificultatea curățării acestuia. Deoarece încălzirea zgurii are loc numai datorită căldurii degajate de metal, această temperatură nu este suficientă pentru a asigura utilizarea completă a acesteia. Diferența mare de temperatură dintre metal și zgură face imposibilă simplificarea procesului de eliminare a deșeurilor. Ca un alt dezavantaj, se obișnuiește să se evidențieze golul, din cauza căruia este întotdeauna necesar să se reducă grosimea căptușelii. Datorită unor astfel de acțiuni, după un timp se poate dovedi a fi defect.

Utilizarea cuptoarelor cu inducție la scară industrială

În industrie, cuptoarele cu inducție cu creuzet și canal sunt cele mai comune. În primul, orice metale sunt topite în cantități arbitrare. Rezervoarele pentru metal în astfel de variante sunt capabile să încapă până la câteva tone de metal. Desigur, cuptoarele de topire cu inducție, în acest caz, nu pot fi realizate. Cuptoarele cu canal sunt proiectate pentru topirea metalelor neferoase de diferite tipuri, precum și a fontei.

Fanii ingineriei radio și tehnologiilor radio sunt adesea interesați de acest subiect. Acum devine clar că a crea cuptoare cu inducție cu propriile mâini este destul de realistă și mulți oameni au reușit să facă acest lucru. Cu toate acestea, pentru a crea un astfel de echipament, este necesară implementarea acțiunii unui circuit electric care ar conține acțiunile prescrise ale cuptorului în sine. Astfel de soluții necesită implicarea celor capabili să producă oscilații de undă. Un cuptor cu inducție simplu, conform schemei, poate fi construit folosind patru lămpi electronice în combinație cu una cu neon, semnalând că sistemul este gata de funcționare.

În acest caz, mânerul condensatorului AC nu este plasat în interiorul instrumentului. Datorită acestui fapt, se poate crea un cuptor cu inducție de tip „do-it-yourself”. Diagrama dispozitivului descrie în detaliu locația fiecărui element individual. Vă puteți asigura că dispozitivul este suficient de puternic dacă utilizați o șurubelniță, care ar trebui să ajungă la o stare încinsă în doar câteva secunde.

Particularități

Dacă creați un cuptor cu inducție cu propriile mâini, al cărui principiu de funcționare și asamblare este studiat și efectuat conform schemei adecvate, trebuie să știți că unul sau mai mulți dintre factorii enumerați mai jos pot afecta viteza de topire în acest caz. caz:

Frecvența pulsului;

pierderi de histerezis;

Puterea generatorului;

Perioada de degajare a căldurii spre exterior;

Pierderi asociate cu apariția curenților turbionari.

Dacă intenționați să faceți un cuptor cu inducție cu propriile mâini, atunci când utilizați lămpi, trebuie să vă amintiți că puterea acestora ar trebui distribuită astfel încât patru bucăți să fie suficiente. Când utilizați un redresor, obțineți o rețea de aproximativ 220 V.

Utilizarea casnică a sobelor

În viața de zi cu zi, astfel de dispozitive sunt folosite destul de rar, deși tehnologii similare pot fi găsite în sistemele de încălzire. Ele pot fi văzute sub formă de cuptoare cu microunde și în mediul noilor tehnologii, această dezvoltare și-a găsit o aplicație largă. De exemplu, utilizarea curenților turbionari în mașinile de gătit cu inducție vă permite să gătiți o mare varietate de feluri de mâncare. Deoarece durează foarte puțin timp pentru a se încălzi, arzătorul nu poate fi pornit dacă nu este nimic pe el. Cu toate acestea, sunt necesare vase speciale de gătit pentru a utiliza astfel de sobe speciale și utile.

proces de asamblare

Inductia do-it-yourself constă dintr-un inductor, care este un solenoid format dintr-un tub de cupru răcit cu apă și un creuzet, care poate fi realizat din materiale ceramice și uneori din oțel, grafit și altele. Într-un astfel de dispozitiv, este posibil să topești fontă, oțel, metale prețioase, aluminiu, cupru, magneziu. Cuptoarele cu inducție de bricolaj sunt fabricate cu o capacitate de creuzet de la câteva kilograme la câteva tone. Pot fi vid, umplute cu gaz, deschise și compresoare. Cuptoarele sunt alimentate cu curenți de înaltă, medie și joasă frecvență.

Deci, dacă sunteți interesat de un cuptor cu inducție, schema implică utilizarea unor astfel de componente de bază: o baie de topire și o unitate de inducție, care include o piatră de vatră, un inductor și un miez magnetic. Cuptorul cu canal diferă de creuzet prin aceea că energia electromagnetică este convertită în căldură în canalul de eliberare a căldurii, în care trebuie să existe întotdeauna un corp conductiv electric. Pentru a face pornirea inițială a unui cuptor cu canal, metalul topit este turnat în el sau se introduce un șablon dintr-un material care poate fi spart în cuptor. Când topirea este finalizată, metalul nu este complet drenat, dar se lasă o „mlaștină”, concepută pentru a umple canalul de eliberare a căldurii pentru viitoarele porniri. Dacă aveți de gând să faceți singur cuptorul cu inducție, atunci pentru a facilita înlocuirea pietrei de vatră pentru echipament, acesta este detașabil.

Componentele cuptorului

Așadar, dacă sunteți interesat de un mini-cuptor cu inducție bricolaj, atunci este important să știți că elementul său principal este o bobină de încălzire. În cazul unei versiuni de casă, este suficient să folosiți un inductor dintr-un tub de cupru gol, al cărui diametru este de 10 mm. Pentru inductor, se folosește un diametru interior de 80-150 mm, iar numărul de spire este de 8-10. Este important ca turele să nu se atingă, iar distanța dintre ele este de 5-7 mm. Părțile inductorului nu trebuie să intre în contact cu ecranul său, spațiul minim trebuie să fie de 50 mm.

Dacă aveți de gând să faceți singuri cuptorul cu inducție, atunci ar trebui să știți că apa sau antigelul sunt folosite pentru a răci inductoarele la scară industrială. În cazul unei puteri scăzute și al funcționării scurte a dispozitivului creat, este posibil să se facă fără răcire. Dar în timpul funcționării, inductorul devine foarte fierbinte, iar scara pe cupru poate nu numai să reducă drastic eficiența dispozitivului, ci și să conducă la o pierdere completă a performanței acestuia. Este imposibil să faci singur un inductor cu răcire, așa că va trebui înlocuit în mod regulat. Răcirea forțată cu aer nu trebuie utilizată, deoarece cazul unui ventilator plasat aproape de bobină va „atrage” EMF către sine, ceea ce va duce la supraîncălzire și la scăderea eficienței cuptorului.

Generator

Atunci când este asamblat un cuptor cu inducție, circuitul implică utilizarea unui element atât de important ca un alternator. Nu ar trebui să încercați să faceți o sobă dacă nu cunoașteți elementele de bază ale electronicii radio cel puțin la nivelul unui radioamator mediu. Alegerea circuitului oscilator trebuie să fie astfel încât să nu dea un spectru de curent dur.

Utilizarea cuptoarelor cu inducție

Acest tip de echipament este utilizat pe scară largă în zone precum turnătorii, unde metalul a fost deja curățat și trebuie să primească o formă specifică. Puteți obține și câteva aliaje. În producția de bijuterii s-au răspândit și ele. Principiul simplu de funcționare și posibilitatea de a asambla un cuptor cu inducție cu propriile mâini fac posibilă creșterea profitabilității utilizării acestuia. Pentru aceasta zona se pot folosi dispozitive cu o capacitate de creuzet de pana la 5 kilograme. Pentru producțiile mici, această opțiune va fi optimă.

Un cuptor cu inducție este un aparat de cuptor care este utilizat pentru a topi metale neferoase (bronz, aluminiu, cupru, aur și altele) și feroase (fontă, oțel și altele) datorită funcționării unui inductor. În câmpul inductorului său se produce un curent, acesta încălzește metalul și îl aduce în stare topită.

Colaps

Mai întâi, asupra lui va acționa un câmp electromagnetic, apoi un curent electric și apoi va trece prin treapta termică. Designul simplu al unui astfel de dispozitiv de cuptor poate fi asamblat independent de diferite mijloace improvizate.

Principiul de funcționare

Un astfel de dispozitiv de cuptor este un transformator electric cu o înfășurare secundară scurtcircuitată. Principiul de funcționare al cuptorului cu inducție este următorul:

• cu ajutorul unui generator se creează un curent alternativ în inductor;
• un inductor cu un condensator creează un circuit oscilator, este reglat la frecvența de funcționare;
• în cazul utilizării unui generator auto-oscilant, condensatorul este exclus din circuitul dispozitivului și în acest caz se folosește rezerva de capacitate proprie a inductorului;
• câmpul magnetic creat de inductor poate exista în spațiul liber sau poate fi închis folosind un miez feromagnetic individual;
• câmpul magnetic acționează asupra piesei sau încărcăturii metalice situate în inductor și formează un flux magnetic;
• conform ecuațiilor lui Maxwell, induce un curent secundar în piesa de prelucrat;
• cu un flux magnetic solid și masiv, curentul generat se închide în piesa de prelucrat și se creează curentul Foucault sau curent turbionar;
• după formarea unui astfel de curent intră în joc legea Joule-Lenz, iar energia obţinută cu ajutorul unui inductor şi a unui câmp magnetic încălzeşte ţagla sau sarcina metalică.

În ciuda funcționării în mai multe etape, dispozitivul cuptorului cu inducție poate oferi o eficiență de până la 100% în vid sau aer. Dacă mediul are o permeabilitate magnetică, atunci acest indicator va crește, în cazul unui mediu dintr-un dielectric non-ideal, acesta va scădea.

Dispozitiv

Cuptorul în cauză este un fel de transformator, dar numai că nu are înfășurare secundară, este înlocuit cu o probă de metal plasată în inductor. Va conduce curentul, dar dielectricii nu se încălzesc în acest proces, rămân reci.

Proiectarea cuptoarelor cu creuzet cu inducție include un inductor, care constă din mai multe spire ale unui tub de cupru rulat sub forma unei bobine, lichidul de răcire se mișcă constant în interiorul acestuia. Inductorul conține, de asemenea, un creuzet, care poate fi realizat din grafit, oțel și alte materiale.

În plus față de inductor, în cuptor sunt instalate un miez magnetic și o piatră de vatră, toate acestea fiind închise în corpul cuptorului. Include:

La modelele de cuptoare de mare putere, carcasa băii este de obicei destul de rigidă, așa că nu există un cadru într-un astfel de dispozitiv. Fixarea corpului trebuie să reziste la sarcini mari atunci când întregul cuptor este înclinat. Cadrul este cel mai adesea realizat din grinzi profilate din oțel.

Cuptorul cu inducție cu creuzet pentru topirea metalului este instalat pe o fundație în care sunt montate suporturile, toroanele mecanismului de înclinare a dispozitivului se sprijină pe lagărele lor.

Carcasa băii este realizată din foi de metal, pe care sunt sudate rigidizări pentru rezistență.

Carcasa pentru unitatea de inducție este folosită ca o legătură de legătură între transformatorul cuptorului și piatra focarului. Pentru a reduce pierderile de curent, acesta este alcătuit din două jumătăți, între care este prevăzută o garnitură izolatoare.

Șapa jumătăților apare datorită șuruburilor, șaibelor și bucșelor. O astfel de carcasă este turnată sau sudată; atunci când alegeți un material pentru aceasta, se preferă aliajele nemagnetice. Cuptorul din oțel cu inducție cu dublă cameră vine cu o carcasă comună pentru baie și pentru unitatea de inducție.

În cuptoarele mici care nu au răcire cu apă, există o unitate de ventilație, aceasta ajută la îndepărtarea excesului de căldură din unitate. Chiar dacă instalați un inductor răcit cu apă, este necesar să ventilați deschiderea, lângă piatra vatră, pentru a nu se supraîncălzi.

În instalațiile moderne de cuptoare, nu există doar un inductor răcit cu apă, dar este prevăzută și răcirea cu apă a carcaselor. Ventilatoarele alimentate de un motor de antrenare pot fi instalate pe cadrul cuptorului. Cu o masă semnificativă a unui astfel de dispozitiv, dispozitivul de ventilație este instalat lângă cuptor. Dacă un cuptor cu inducție pentru fabricarea oțelului vine cu o versiune detașabilă a unităților de inducție, atunci fiecare dintre ele este prevăzut cu propriul ventilator.

Separat, este de remarcat mecanismul de înclinare, care pentru cuptoarele mici vine cu o acționare manuală, iar pentru cele mari este echipat cu o acționare hidraulică situată la gura de scurgere. Indiferent de mecanismul de înclinare instalat, acesta trebuie să se asigure că tot conținutul băii este golit complet.

Calculul puterii

Deoarece metoda de topire cu inducție a oțelului este mai puțin costisitoare decât metodele similare bazate pe utilizarea păcurului, cărbunelui și alți purtători de energie, calculul unui cuptor cu inducție începe cu calcularea puterii unității.

Puterea cuptorului cu inducție este împărțită în activ și util, fiecare dintre ele având propria sa formulă.

Ca date inițiale trebuie să știți:

• capacitatea cuptorului, în cazul considerat de exemplu, este egală cu 8 tone;
• putere unitară (se ia valoarea sa maximă) - 1300 kW;
• frecvența curentă - 50 Hz;
• productivitatea centralei cuptorului este de 6 tone pe oră.

De asemenea, se cere să se țină cont de metalul sau aliajul topit: după condiție este zinc. Acesta este un punct important, echilibrul termic al fontei de topire într-un cuptor cu inducție, precum și al altor aliaje.

Putere utilă, care este transferată metalului lichid:

• Рpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - consumul specific de energie, este teoretic și arată supraîncălzirea metalului cu 1 0 С;
• P - productivitatea centralei cuptorului, t/h;
• t este temperatura de supraîncălzire a aliajului sau țaglei metalice în cuptorul cu baie, 0 С
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Putere activă:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - luat din formula anterioară, kW;
• Uterm - eficiența cuptorului de turnătorie, limitele sale sunt de la 0,7 la 0,85, în medie ei iau 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, valoarea este rotunjită la 1900 kW.

În etapa finală, puterea inductorului este calculată:

• Coji \u003d P / N,
• P este puterea activă a centralei cuptorului, kW;
• N este numărul de inductori prevăzute pe cuptor.
• Coartă \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Consumul de energie al unui cuptor cu inducție la topirea oțelului depinde de performanța acestuia și de tipul inductorului.

Specii și subspecii

Cuptoarele cu inducție sunt împărțite în două tipuri principale:

Pe lângă această separare, cuptoarele cu inducție sunt cu compresor, vid, deschise și umplute cu gaz.

Cuptoare cu inducție DIY

Printre metodele comune disponibile pentru crearea unor astfel de unități, puteți găsi un ghid pas cu pas despre cum să faceți un cuptor cu inducție dintr-un invertor de sudură, cu o spirală de nicrom sau perii de grafit, vom oferi caracteristicile acestora.

Unitatea de la generatorul de înaltă frecvență

Se realizează ținând cont de puterea nominală a unității, pierderile turbioare și scurgerile de histerezis. Structura va fi alimentată de la o rețea convențională de 220 V, dar folosind un redresor. Acest tip de cuptor poate veni cu perii de grafit sau o spirală de nicrom.

Pentru a crea un cuptor veți avea nevoie de:

• două diode UF4007;
• Condensatoare cu film;
• tranzistoare cu efect de câmp în cantitate de două bucăți;
• rezistor de 470 ohmi;
• două inele de accelerație, acestea pot fi îndepărtate de la vechiul inginer de sistem informatic;
• secțiune sârmă de cupru Ø 2 mm.

Ca instrument, se folosesc un fier de lipit și un clește.

Iată o diagramă pentru un cuptor cu inducție:

Cuptoarele de topire portabile cu inducție ale unui astfel de plan sunt create în următoarea secvență:

1. Tranzistoarele sunt amplasate pe radiatoare. Datorită faptului că în timpul procesului de topire a metalului, circuitul dispozitivului se încălzește rapid, radiatorul pentru acesta trebuie selectat cu parametri mari. Este permisă instalarea mai multor tranzistoare pe un generator, dar în acest caz trebuie să fie izolate de metal folosind garnituri din plastic și cauciuc.
2. Se fac două clapete de accelerație. Pentru ei, sunt luate două inele îndepărtate anterior din computer, sârmă de cupru este înfășurată în jurul lor, numărul de spire este limitat de la 7 la 15.
3. Condensatorii sunt combinați într-o baterie pentru a produce o capacitate de 4,7 microfarad la ieșire, conexiunea lor se realizează în paralel.
4. Un fir de cupru este înfășurat în jurul inductorului, diametrul acestuia ar trebui să fie de 2 mm. Diametrul interior al înfășurării trebuie să se potrivească cu dimensiunea creuzetului folosit pentru cuptor. În total se fac 7-8 spire și se lasă capete lungi pentru a putea fi conectate la circuit.
5. Ca sursă, la circuitul asamblat este conectată o baterie de 12 V, este suficient pentru aproximativ 40 de minute de funcționare a cuptorului.

Dacă este necesar, carcasa este realizată dintr-un material cu stabilitate termică ridicată. Dacă un cuptor de topire cu inducție este fabricat dintr-un invertor de sudură, atunci trebuie să fie necesară o carcasă de protecție, dar aceasta trebuie împămânțată.

Design perie de grafit

Un astfel de cuptor este folosit pentru topirea oricărui metal și aliaje.

Pentru a crea un dispozitiv, trebuie să pregătiți:

• perii de grafit;
• pulbere de granit;
• transformator;
• cărămidă de argilă;
• sârmă de oțel;
• aluminiu subțire.

Tehnologia de asamblare a structurii este următoarea:

Dispozitiv cu spirală nicrom

Un astfel de dispozitiv este utilizat pentru topirea unor volume mari de metal.

Următoarele sunt folosite ca consumabile pentru amenajarea unui cuptor de casă:

• nicrom;
• fir de azbest;
• bucata de teava ceramica.

După conectarea tuturor componentelor cuptorului conform schemei, funcționarea acestuia este următoarea: după aplicarea curentului electric spiralei de nicrom, transferă căldură metalului și o topește.

Crearea unui astfel de cuptor se realizează în următoarea secvență:

Acest design se caracterizează prin performanță ridicată, se răcește mult timp și se încălzește rapid. Dar trebuie luat în considerare faptul că, dacă spirala este prost izolată, se va arde rapid.

Preturi pentru cuptoare cu inductie finite

Proiectele de casă ale cuptoarelor vor costa mult mai ieftin decât cele achiziționate, dar nu pot fi create în volume mari, așa că nu puteți face fără opțiuni gata făcute pentru producția în masă a topiturii.

Prețurile pentru cuptoarele cu inducție pentru topirea metalului depind de capacitatea și configurația acestora.

Model	Caracteristici și caracteristici	Preț, ruble
INDUTHERM MU-200	Cuptorul acceptă 16 programe de temperatură, temperatura maximă de încălzire este de 1400 0С, modul este controlat cu un termocuplu de tip S. Unitatea produce o putere de 3,5 kW.	820 mii
INDUTHERM MU-900	Cuptorul este alimentat de o sursă de alimentare de 380 V, temperatura este controlată cu ajutorul unui termocuplu de tip S și poate ajunge până la 1500 0C. Putere - 15 kW.	1,7 milioane
UPI-60-2	Acest mini cuptor de topire cu inducție poate fi folosit pentru a topi metale neferoase și prețioase. Billetele sunt încărcate într-un creuzet de grafit, încălzirea lor se efectuează conform principiului unui transformator.	125 mii
IST-1/0,8 M5	Inductorul cuptorului este un coș în care este construit un circuit magnetic împreună cu o bobină. Unitate 1 tonă.	1,7 milioane
UI-25P	Dispozitivul cuptorului este proiectat pentru o sarcină de 20 kg, este echipat cu o înclinație de reducere a unității de topire. Inclus împreună cu cuptorul este un bloc de bănci de condensatoare. Putere de instalare - 25 kW. Încălzirea maximă t este 1600 0С.	470 mii
UI-0.50T-400	Unitatea este proiectată pentru o sarcină de 500 kg, cea mai mare putere a instalației este de 525 kW, tensiunea pentru aceasta trebuie să fie de cel puțin 380V, t maxim de funcționare este de 1850 0C.	900 mii
ST 10	Cuptorul companiei italiene este echipat cu un termostat digital, tehnologia SMD este încorporată în panoul de control, care este rapid. Unitatea universală poate funcționa cu capacități diferite de la 1 la 3 kg, pentru aceasta nu este nevoie să fie reajustată. Este conceput pentru metale prețioase, temperatura sa maximă este de 1250 0С.	1 milion
ST 12	Cuptor static cu inducție cu termostat digital. Poate fi completat cu o cameră de turnare în vid, care face posibilă producerea de piese turnate chiar lângă mașină. Gestionarea are loc cu ajutorul panoului tactil. Temperatura maximă este de 1250 0С.	1050 mii
IchT-10TN	Cuptorul este proiectat pentru o sarcină de 10 tone, o unitate destul de voluminoasă, pentru instalarea sa este necesară alocarea unei încăperi de atelier închisă.	8,9 milioane

Concluzie

A face singur un cuptor cu inducție este interesant, dar vine cu unele limitări și consecințe necunoscute, deoarece trebuie să te bazezi pe legile fizicii și chimiei, iar cine nu este puternic în acest lucru nu va putea efectua procesul în siguranță. Pentru utilizarea frecventă a unei astfel de instalări, este mai bine să alegeți opțiunea potrivită din cele de mai sus.

←Articol anterior Articolul următor →

O sobă de uz casnic cu inducție poate încălzi cu ușurință o casă. În industrie, aceste dispozitive sunt implicate în topirea diferitelor metale. În plus, pot participa la tratamentul termic al pieselor, precum și la întărirea acestora. Principalul avantaj al unui cuptor cu inducție este ușurința în utilizare. În plus, sunt ușor de întreținut și nu necesită inspecții periodice, ceea ce este foarte important.

Nu este absolut necesar să alocați o cameră separată pentru instalarea acestui dispozitiv. Performanța acestor dispozitive este foarte bună. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că nu există părți în design care să fie supuse uzurii mecanice. În general, cuptoarele de tip inducție sunt sigure pentru sănătatea umană și nu reprezintă un pericol în timpul funcționării.

Cum functioneaza?

Funcționarea cuptorului cu inducție începe cu alimentarea generatorului cu curent alternativ. În același timp, trece printr-un inductor special, care se află în interiorul structurii. Apoi, un condensator este utilizat în dispozitiv. Sarcina sa principală este de a forma un circuit oscilator. În acest caz, întregul sistem este reglat la frecvența de operare. Inductorul din cuptor creează un câmp magnetic alternativ. În acest moment, tensiunea din dispozitiv crește la 200 V.

Pentru a finaliza circuitul, sistemul are un miez feromagnetic, însă nu este instalat pe toate modelele. Ulterior, câmpul magnetic interacționează cu piesa de prelucrat și creează un flux puternic. Apoi, elementul conductiv electric este indus și apare o tensiune secundară. Acest lucru creează un curent turbionar în condensator. Conform legii Joule-Lenz, el își dă energia inductorului. Ca rezultat, piesa de prelucrat din cuptor se încălzește.

Cuptoare cu inducție de casă

Cuptorul cu inducție bricolaj este realizat strict conform desenelor, cu respectarea regulilor de siguranță. Corpul dispozitivului ar trebui să fie selectat din aliaj de aluminiu. O platformă mare ar trebui să fie prevăzută în partea de sus a structurii. Grosimea acestuia trebuie să fie de cel puțin 10 mm. Cel mai adesea, un șablon de oțel este folosit pentru a umple creuzetul. Pentru a scurge metalul topit, este necesară o cavitate de căptușeală sub formă de gura de scurgere. În acest caz, structura trebuie să aibă un tampon pentru umplutură.

Pentru secțiuni, deasupra șablonului este instalat un suport izolator. Direct sub acesta va fi un suport cu balamale. Pentru a răci inductorul, cuptorul trebuie să aibă un fiting. Tensiunea este furnizată dispozitivului prin punte, care este situată în partea de jos a dispozitivului. Pentru a înclina recipientul, un cuptor cu inducție de făcut singur trebuie să aibă o cutie de viteze separată. În acest caz, cel mai bine este să faceți un mâner, astfel încât să fie posibilă îmbinarea manuală a metalului.

Cuptoare ale companiei „Termolit”

Cuptoarele cu inducție pentru topirea metalului de această marcă au o putere acceptabilă a convertorului. Totodată, capacitatea camerelor din modele poate varia foarte mult. Viteza medie de topire a metalului este de 0,4 t/h. Totodată, tensiunea nominală a rețelei de alimentare fluctuează în jurul valorii de 0,3 V. Consumul de apă într-un cuptor de tip cu inducție depinde de sistemul de răcire. De obicei, acest parametru este de 10 metri cubi / h. În același timp, consumul specific de energie este destul de mare.

Caracteristicile cuptorului „Termolit TM1”

Acest cuptor de topire (inductie) are o capacitate totala de 0,03 tone. În același timp, puterea convertorului este de numai 50 kW, iar viteza medie de topire este de 0,04 tone pe oră. Tensiunea mediului de alimentare trebuie să fie de cel puțin 0,38 V. Consumul de apă pentru răcire în acest model este neglijabil. Acest lucru se datorează în mare măsură puterii scăzute a dispozitivului.

Dintre deficiențe, trebuie evidențiat un consum mare de energie. În medie, se consumă aproximativ 650 kW pe oră de funcționare a cuptorului. Convertorul de frecvență din acest model are o clasă „TPCh-50”. În general, „Termolit TM1” este un echipament economic, dar cu performanțe slabe.

Cuptor cu inducție "TG-2"

Cuptoarele de topire cu inducție din seria TG sunt produse cu o capacitate a camerei de 0,6 tone. Puterea nominală a dispozitivului este de 100 kW. În același timp, este posibilă topirea a 0,16 tone de metale neferoase pe oră de funcționare continuă. Acest model este alimentat de o rețea cu o tensiune de 0,3 V.

Consumul de apă al cuptorului TG-2 de tip cu inducție este destul de semnificativ și, în medie, se consumă până la 10 metri cubi de lichid pe oră de funcționare. Toate acestea se datorează nevoii de răcire intensivă a cutiei de viteze. Partea pozitivă este consumul moderat de energie. De obicei, se consumă până la 530 kW de energie electrică pe oră de funcționare. Convertorul de frecvență din modelul „TG-2” este instalat în clasa „TPCh-100”.

Cuptoare „Thermo Pro”

Principalele modificări ale echipamentelor de la această companie sunt cuptoarele de topire cu inducție SAT 05, SAK-1 și SOT 05. Punctul lor de topire nominal mediu este de 900 de grade. În același timp, puterea dispozitivelor fluctuează în jurul valorii de 150 kW. În plus, trebuie remarcat performanța lor bună. Pentru o oră de lucru a metalelor neferoase se pot topi 80 kg. În același timp, multe modele Thermo Pro sunt făcute pentru o utilizare strict vizată. Unele dintre ele sunt concepute exclusiv pentru lucrul cu aluminiu, în timp ce alte modificări sunt folosite pentru a topi plumbul sau staniul.

Modificare „SAT 05”

Acest cuptor cu inducție este proiectat pentru topirea aluminiului. Puterea acestui dispozitiv este de exact 20 kW. În același timp, se pot trece până la 20 kg de metal pe oră de lucru. Capacitatea camerei în modelul „SAT 05” este de 50 kg, iar convertizorul de frecvență este din clasa „TFC”.

Bateriile din dispozitiv sunt instalate de tip condensator. În partea inferioară a structurii, producătorul a instalat un cablu special răcit cu apă. Panoul de control la acest model este disponibil. Printre altele, trebuie remarcat un set mare de cuptor "SAT 05". Include toate accesoriile de montare, precum și documentele de operare.

Parametrii cuptorului "SAK-1"

Acest cuptor cu inducție este cel mai frecvent utilizat pentru topirea plumbului, precum și a staniului. În unele cazuri, este permisă așezarea cuprului, dar performanța scade semnificativ. Temperatura medie de topire oscileaza in jur de 1000 de grade, acest aparat are o putere de 250 kW. Pentru o oră de funcționare continuă, este posibil să săriți până la 400 kg de metale neferoase. Totodată, capacitatea echipamentului permite încărcarea până la 1000 kg de material. Tensiunea de alimentare este de 0,3 kV.

Consumul de apă pentru răcirea modelului SAK-1 este nesemnificativ. Cuptorul consumă aproximativ 10 metri cubi de lichid pe oră. Consumul specific de energie este, de asemenea, mic și se ridică la 530 kW. Convertorul de frecvență în acest design este furnizat pentru marca „TPC-400”. În general, modelul SAK-1 s-a dovedit a fi economic și ușor de utilizat.

Prezentare generală a modelului „SAK 05”.

Cuptoarele cu inducție pentru topirea metalului "SAK 05" au o capacitate mare - 0,5 tone. În același timp, puterea convertorului de alimentare este de 400 kW. Viteza de lucru de topire în acest cuptor este destul de mare. Tensiunea nominală a dispozitivului este de 0,3 kV. Pentru o oră de funcționare cu apă se consumă aproximativ 11 metri cubi pentru răcirea sistemului. De asemenea, trebuie remarcat faptul că consumul de energie este considerabil și se ridică la 530 kW. Convertorul de frecvență din dispozitiv are o clasă „TPCh-400”. În același timp, este capabil să pompeze temperatura maximă până la 800 de grade. Cuptorul cu inducție „SAK 05” este proiectat exclusiv pentru topirea aluminiului și bronzului. Dulapul de schimb de căldură este instalat de marca producătorului „IM”. De asemenea, trebuie remarcat o telecomandă convenabilă. Există un sistem de alarmă și o stație hidraulică în sistem.

Printre altele, un set de anvelope turbo și accesorii de montare sunt incluse ca standard. În general, modelul SAK 05 s-a dovedit a fi destul de sigur și îl puteți folosi fără riscuri pentru sănătate. Acest lucru a fost realizat în mare parte prin tije care sunt montate pe cilindri hidraulici. În același timp, metalul practic nu stropește. Reglarea directă a frecvenței în timpul funcționării are loc în modul automat. Condensatorii sunt utilizați în acest model de medie tensiune.

Încălzirea prin inducție nu este posibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

• inductor;
• generator;
• element de încălzire.

Un inductor este o bobină, de obicei făcută din sârmă de cupru, care generează un câmp magnetic. Un alternator este utilizat pentru a produce un flux de înaltă frecvență dintr-un flux standard de energie de uz casnic de 50 Hz. Un obiect metalic este folosit ca element de încălzire, capabil să absoarbă energie termică sub influența unui câmp magnetic.

Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un dispozitiv de înaltă performanță, care este perfect pentru încălzirea unui lichid de răcire și încălzirea unei case. Cu ajutorul unui generator se alimentează inductorului un curent electric cu caracteristicile necesare, adică. pe o bobină de cupru. Când trece prin el, fluxul de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul de funcționare al încălzitoarelor cu inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductorilor care apar sub influența câmpurilor magnetice.

Particularitatea câmpului este că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte. Dacă orice obiect metalic este plasat în acest câmp, acesta va începe să se încălzească fără contact direct cu inductorul sub influența curenților turbionari creați.

Curentul electric de înaltă frecvență care curge de la invertor către bobina de inducție creează un câmp magnetic cu un vector de unde magnetice în continuă schimbare. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid

Lipsa contactului face posibilă ca pierderile de energie în timpul trecerii de la un tip la altul să fie neglijabile, ceea ce explică randamentul crescut al cazanelor cu inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, o țeavă metalică este folosită ca element de încălzire, prin care trece pur și simplu un curent de apă. Apa răcește simultan încălzitorul, ceea ce îi crește semnificativ durata de viață.

Electromagnetul unui dispozitiv de inducție este obținut prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez al unui feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transferă căldură către corpul încălzit sau către lichidul de răcire care curge în apropiere prin schimbătorul de căldură

Literatură

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Cuptoare electrice industriale. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 p.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V.Încălzirea optimă a unei carcase cilindrice cu caracteristici dependente de temperatură ale materialului // Mat. metode si fiz.-mekh. câmpuri. - 1977. - Emisiune. 5 . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Generatoare de lampi pentru incalzire de inalta frecventa. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 15). - 5300 de exemplare. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Curs de inginerie radio. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 p.
• Izyumov N. M., Linde D. P. Fundamentele ingineriei radio. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 p.
• Lozinsky M. G. Aplicația industrială a încălzirii prin inducție. - M.: Editura Academiei de Științe a URSS, 1948. - 471 p.
• Utilizarea curenților de înaltă frecvență în electrotermie / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 p.
• Slukhotsky A. E. Inductori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 12). - 10.000 de exemplare. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A. A. Metoda de inducție pentru menținerea metalelor lichide în suspensie / Ed. A. N. Shamova. - Ed. a II-a, corectată. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 p. - (Biblioteca termistului de înaltă frecvență; Numărul 11). - 2950 de exemplare. - .

Principiul de funcționare

Ultima opțiune, cel mai frecvent utilizată în cazanele de încălzire, a devenit solicitată datorită simplității implementării sale. Principiul de funcționare al unității de încălzire prin inducție se bazează pe transferul energiei câmpului magnetic către lichidul de răcire (apă). Câmpul magnetic se formează în inductor. Curentul alternativ, care trece prin bobină, creează curenți turbionari care transformă energia în căldură.

Principiul de funcționare al instalației de încălzire prin inducție

Apa alimentată prin conducta inferioară către cazan este încălzită prin transfer de energie și iese prin conducta superioară, ajungând mai departe în sistemul de încălzire. O pompă încorporată este utilizată pentru a crea presiune. Circulația constantă a apei în cazan nu permite supraîncălzirea elementelor. În plus, în timpul funcționării, transportorul de căldură vibrează (la un nivel scăzut de zgomot), datorită căruia depunerile de calcar pe pereții interiori ai cazanului sunt imposibile.

Încălzitoarele cu inducție pot fi implementate în diferite moduri.

Calculul puterii

Deoarece metoda de topire cu inducție a oțelului este mai puțin costisitoare decât metodele similare bazate pe utilizarea păcurului, cărbunelui și alți purtători de energie, calculul unui cuptor cu inducție începe cu calcularea puterii unității.

Puterea cuptorului cu inducție este împărțită în activ și util, fiecare dintre ele având propria sa formulă.

Ca date inițiale trebuie să știți:

• capacitatea cuptorului, în cazul considerat de exemplu, este egală cu 8 tone;
• putere unitară (se ia valoarea sa maximă) - 1300 kW;
• frecvența curentă - 50 Hz;
• productivitatea centralei cuptorului este de 6 tone pe oră.

De asemenea, se cere să se țină cont de metalul sau aliajul topit: după condiție este zinc. Acesta este un punct important, echilibrul termic al fontei de topire într-un cuptor cu inducție, precum și al altor aliaje.

Putere utilă, care este transferată metalului lichid:

• Рpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - consum specific de energie, este teoretic, și arată supraîncălzirea metalului cu 10C;
• P - productivitatea centralei cuptorului, t/h;
• t - temperatura de supraîncălzire a unui aliaj sau a unei țagle metalice într-un cuptor cu baie, 0C
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Putere activă:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - luat din formula anterioară, kW;
• Uterm - eficiența cuptorului de turnătorie, limitele sale sunt de la 0,7 la 0,85, în medie ei iau 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, valoarea este rotunjită la 1900 kW.

În etapa finală, puterea inductorului este calculată:

• Coji \u003d P / N,
• P este puterea activă a centralei cuptorului, kW;
• N este numărul de inductori prevăzute pe cuptor.
• Coartă \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Consumul de energie al unui cuptor cu inducție la topirea oțelului depinde de performanța acestuia și de tipul inductorului.

Componentele cuptorului

Așadar, dacă sunteți interesat de un mini-cuptor cu inducție bricolaj, atunci este important să știți că elementul său principal este o bobină de încălzire. În cazul unei versiuni de casă, este suficient să folosiți un inductor dintr-un tub de cupru gol, al cărui diametru este de 10 mm.

Pentru inductor, se folosește un diametru interior de 80-150 mm, iar numărul de spire este de 8-10. Este important ca turele să nu se atingă, iar distanța dintre ele este de 5-7 mm. Părțile inductorului nu trebuie să intre în contact cu ecranul său, spațiul minim trebuie să fie de 50 mm.

Dacă aveți de gând să faceți singuri cuptorul cu inducție, atunci ar trebui să știți că apa sau antigelul sunt folosite pentru a răci inductoarele la scară industrială. În cazul unei puteri scăzute și al funcționării scurte a dispozitivului creat, este posibil să se facă fără răcire. Dar în timpul funcționării, inductorul devine foarte fierbinte, iar scara pe cupru poate nu numai să reducă drastic eficiența dispozitivului, ci și să conducă la o pierdere completă a performanței acestuia. Este imposibil să faci singur un inductor cu răcire, așa că va trebui înlocuit în mod regulat. Răcirea forțată cu aer nu trebuie utilizată, deoarece cazul unui ventilator plasat aproape de bobină va „atrage” EMF către sine, ceea ce va duce la supraîncălzire și la scăderea eficienței cuptorului.

Problema încălzirii prin inducție a pieselor de prelucrat din materiale magnetice

În cazul în care invertorul pentru încălzire prin inducție nu este un auto-oscilator, nu are un circuit de auto-tuning (PLL) și funcționează de la un oscilator master extern (la o frecvență apropiată de frecvența de rezonanță a oscilatorului „inductor - banca de condensatoare compensatoare” circuit). În momentul în care o piesă de prelucrat din material magnetic este introdusă în inductor (dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt suficient de mari și proporționale cu dimensiunile inductorului), inductanța inductorului crește brusc, ceea ce duce la o scădere bruscă a rezonanței naturale. frecvența circuitului oscilator și abaterea acestuia de la frecvența oscilatorului principal. Circuitul iese din rezonanță cu oscilatorul principal, ceea ce duce la o creștere a rezistenței sale și o scădere bruscă a puterii transmise piesei de prelucrat. Dacă puterea unității este reglată de o sursă de alimentare externă, atunci reacția naturală a operatorului este de a crește tensiunea de alimentare a unității. Când piesa de prelucrat este încălzită până la punctul Curie, proprietățile sale magnetice dispar, frecvența naturală a circuitului oscilator revine la frecvența oscilatorului principal. Rezistența circuitului scade brusc, consumul de curent crește brusc. Dacă operatorul nu are timp să elimine tensiunea de alimentare crescută, unitatea se supraîncălzește și se defectează.
Dacă instalația este echipată cu un sistem de control automat, atunci sistemul de control ar trebui să monitorizeze trecerea prin punctul Curie și să reducă automat frecvența oscilatorului principal, ajustând-o la rezonanță cu circuitul oscilator (sau să reducă puterea furnizată dacă frecvența schimbarea este inacceptabilă).

Dacă materialele nemagnetice sunt încălzite, atunci cele de mai sus nu contează. Introducerea unei piese de prelucrat din material nemagnetic în inductor practic nu schimbă inductanța inductorului și nu schimbă frecvența de rezonanță a circuitului oscilator de lucru și nu este nevoie de un sistem de control.

Dacă dimensiunile piesei de prelucrat sunt mult mai mici decât dimensiunile inductorului, atunci nu modifică foarte mult rezonanța circuitului de lucru.

plite cu inducție

Articolul principal: Plita cu inductie

Plita cu inductie- o soba electrica de bucatarie care incalzeste ustensile metalice cu curenti turbionari indusi generati de un camp magnetic de inalta frecventa, cu o frecventa de 20-100 kHz.

O astfel de sobă are o eficiență ridicată în comparație cu elementele de încălzire ale sobelor electrice, deoarece se cheltuiește mai puțină căldură pentru încălzirea carcasei și, în plus, nu există o perioadă de accelerare și răcire (când energia generată, dar nu absorbită de vase, este risipită. ).

Cuptoare de topire cu inducție

Articolul principal: Cuptor cu inducție crezet 

Cuptoare de topire cu inducție (fără contact) - cuptoare electrice pentru topirea și supraîncălzirea metalelor, în care încălzirea are loc din cauza curenților turbionari care apar într-un creuzet metalic (și metal), sau numai în metal (dacă creuzetul nu este din metal; această metodă de încălzire este mai eficientă dacă creuzetul este prost izolat).

Este utilizat în atelierele de turnătorie ale fabricilor, precum și în atelierele de turnare de precizie și atelierele de reparații ale fabricilor de mașini pentru a obține piese turnate de oțel de înaltă calitate. Este posibilă topirea metalelor neferoase (bronz, alamă, aluminiu) și aliajele acestora într-un creuzet de grafit. Cuptorul cu inducție funcționează pe principiul unui transformator, în care înfășurarea primară este un inductor răcit cu apă, sarcina secundară și în același timp este metalul din creuzet. Încălzirea și topirea metalului au loc datorită curenților care curg în el, care apar sub influența câmpului electromagnetic creat de inductor.

Istoricul încălzirii prin inducție

Descoperirea inducției electromagnetice în 1831 îi aparține lui Michael Faraday. Când un conductor se mișcă în câmpul unui magnet, în el este indus un EMF, la fel ca atunci când se mișcă un magnet, ale cărui linii de forță intersectează circuitul conductor. Curentul din circuit se numește inductiv. Invențiile multor dispozitive se bazează pe legea inducției electromagnetice, inclusiv pe cele determinante - generatoare și transformatoare care generează și distribuie energie electrică, care este baza fundamentală a întregii industrii electrice.

În 1841, James Joule (și, independent de el, Emil Lenz) a formulat o estimare cantitativă a efectului termic al curentului electric: „Puterea căldurii degajate pe unitatea de volum a mediului în timpul curgerii curentului electric este proporțională cu produsul. a densității curentului electric și a mărimii intensității câmpului electric” (legea lui Joule - Lenz). Efectul termic al curentului indus a dat naștere la căutarea unor dispozitive de încălzire fără contact a metalelor. Primele experimente privind încălzirea oțelului folosind curent inductiv au fost făcute de E. Colby în SUA.

Primul care funcționează cu succes așa-numitul. Cuptorul cu inducție cu canal pentru topirea oțelului a fost construit în 1900 de Benedicks Bultfabrik din Gysing, Suedia. În revista respectabilă de atunci „INGINERUL” din 8 iulie 1904 a apărut celebrul, unde inventatorul suedez inginerul F. A. Kjellin vorbește despre dezvoltarea sa. Cuptorul era alimentat de un transformator monofazat. Topirea a fost efectuată într-un creuzet sub formă de inel, metalul din acesta era înfășurarea secundară a unui transformator alimentat de un curent de 50-60 Hz.

Primul cuptor de 78 kW a fost pus în funcțiune pe 18 martie 1900 și s-a dovedit a fi foarte neeconomic, deoarece capacitatea de topire era de numai 270 kg de oțel pe zi. Următorul cuptor a fost fabricat în noiembrie același an cu o capacitate de 58 kW și o capacitate de 100 kg pentru oțel. Cuptorul a prezentat o rentabilitate ridicată, capacitatea de topire a fost de la 600 la 700 kg de oțel pe zi. Cu toate acestea, uzura din cauza fluctuațiilor termice a fost la un nivel inacceptabil, schimbările frecvente ale căptușelii au redus eficiența rezultată.

Inventatorul a ajuns la concluzia că, pentru performanța maximă de topire, este necesar să se lase o parte semnificativă a topiturii în timpul descărcării, ceea ce evită multe probleme, inclusiv uzura căptușelii. Această metodă de topire a oțelului cu un reziduu, care a început să fie numită „mlaștină”, a supraviețuit până în zilele noastre în unele industrii în care se folosesc cuptoare de mare capacitate.

În mai 1902, a fost pus în funcțiune un cuptor semnificativ îmbunătățit, cu o capacitate de 1800 kg, debitul a fost de 1000-1100 kg, soldul a fost de 700-800 kg, puterea a fost de 165 kW, capacitatea de topire a oțelului putea ajunge până la 4100. kg pe zi! Un astfel de rezultat de consum de energie de 970 kWh/t impresionează prin eficiența sa, care nu este cu mult inferioară productivității moderne de aproximativ 650 kWh/t. Conform calculelor inventatorului, dintr-un consum de putere de 165 kW, 87,5 kW au intrat în pierderi, puterea termică utilă a fost de 77,5 kW și s-a obținut o eficiență totală foarte mare de 47%. Rentabilitatea este explicată prin designul inelului creuzetului, care a făcut posibilă realizarea unui inductor cu mai multe ture cu curent scăzut și tensiune înaltă - 3000 V. Cuptoarele moderne cu creuzet cilindric sunt mult mai compacte, necesită mai puține investiții de capital, sunt mai ușoare. să funcționeze, echipat cu multe îmbunătățiri peste o sută de ani de dezvoltare a acestora, dar eficiența este crescută nesemnificativ. Adevărat, inventatorul în publicația sa a ignorat faptul că electricitatea este plătită nu pentru puterea activă, ci pentru puterea maximă, care la o frecvență de 50-60 Hz este aproximativ de două ori mai mare decât puterea activă. Și în cuptoarele moderne, puterea reactivă este compensată de o bancă de condensatoare.

Cu invenția sa, inginerul F. A. Kjellin a pus bazele dezvoltării cuptoarelor industriale cu canale pentru topirea metalelor neferoase și a oțelului în țările industriale din Europa și America. Tranziția de la cuptoarele cu canal de 50-60 Hz la cuptoarele moderne cu creuzet de înaltă frecvență a durat între 1900 și 1940.

Sistem de incalzire

Pentru a realiza un încălzitor cu inducție, meșteri cunoscători folosesc un simplu invertor de sudură care convertește tensiunea continuă în tensiune alternativă. Pentru astfel de cazuri, se folosește un cablu cu o secțiune transversală de 6-8 mm, dar nu standard pentru mașinile de sudură de 2,5 mm.

Astfel de sisteme de încălzire trebuie să fie neapărat de tip închis, iar controlul este automat. Pentru o altă siguranță, aveți nevoie de o pompă care va circula prin sistem, precum și de o supapă de aerisire. Un astfel de încălzitor trebuie protejat de mobilierul din lemn, precum și de podea și tavan la cel puțin 1 metru.

Implementare la domiciliu

Încălzirea prin inducție nu a cucerit încă suficient piața din cauza costului ridicat al sistemului de încălzire în sine. Deci, de exemplu, pentru întreprinderile industriale, un astfel de sistem va costa 100.000 de ruble, pentru uz casnic - de la 25.000 de ruble. si mai sus. Prin urmare, interesul pentru circuitele care vă permit să creați un încălzitor cu inducție de casă cu propriile mâini este destul de de înțeles.

incalzire boiler cu inductie

Bazat pe transformator

Elementul principal al sistemului de încălzire prin inducție cu un transformator va fi dispozitivul în sine, care are o înfășurare primară și secundară. Fluxurile vortexului se vor forma în înfășurarea primară și vor crea un câmp de inducție electromagnetică. Acest câmp va afecta secundarul, care este, de fapt, un încălzitor cu inducție, implementat fizic sub forma unui corp de boiler de încălzire. Este înfășurarea secundară scurtcircuitată care transferă energie lichidului de răcire.

Înfășurarea secundară scurtcircuitată a transformatorului

Principalele elemente ale instalației de încălzire prin inducție sunt:

• miez;
• serpuit, cotit;
• două tipuri de izolație - izolație termică și electrică.

Miezul este format din două tuburi ferimagnetice de diametre diferite cu o grosime a peretelui de cel puțin 10 mm, sudate între ele. O înfășurare toroidală de sârmă de cupru este realizată de-a lungul tubului exterior. Este necesar să se aplice de la 85 la 100 de ture cu o distanță egală între ture. Curentul alternativ, care se modifică în timp, creează fluxuri de vortex într-un circuit închis, care încălzesc miezul și, prin urmare, lichidul de răcire, prin încălzire prin inducție.

Utilizarea invertorului de sudare de înaltă frecvență

Un încălzitor cu inducție poate fi creat folosind un invertor de sudură, în care componentele principale ale circuitului sunt un alternator, un inductor și un element de încălzire.

Generatorul este folosit pentru a converti frecvența de rețea standard de 50 Hz într-un curent de frecvență mai mare. Acest curent modulat este aplicat unui inductor cilindric, unde firul de cupru este folosit ca înfășurare.

Sarma de cupru pentru infasurare

Bobina creează un câmp magnetic alternant, al cărui vector se modifică cu frecvența setată de generator. Curenții turbionari creați, induși de câmpul magnetic, încălzesc elementul metalic, care transferă energie lichidului de răcire. Astfel, este implementată o altă schemă de încălzire prin inducție de tip do-it-yourself.

Un element de încălzire poate fi creat și cu propriile mâini dintr-un fir metalic tăiat de aproximativ 5 mm lungime și o bucată de țeavă polimerică în care este plasat metalul. Când instalați supape în partea de sus și de jos a țevii, verificați densitatea de umplere - nu ar trebui să existe spațiu liber. Conform schemei, peste țevii sunt suprapuse aproximativ 100 de spire de cablaj de cupru, care este inductorul conectat la bornele generatorului. Încălzirea prin inducție a firului de cupru are loc datorită curenților turbionari generați de un câmp magnetic alternativ.

Notă: Încălzitoarele cu inducție de bricolaj pot fi realizate conform oricărei scheme, principalul lucru de reținut este că este important să se efectueze o izolare termică fiabilă, altfel eficiența sistemului de încălzire va scădea semnificativ. .

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

„Plusurile” încălzitorului cu inducție vortex sunt numeroase. Acesta este un circuit simplu pentru auto-producție, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri de energie relativ scăzute, durată lungă de viață, probabilitate scăzută de defecțiuni etc.

Performanța dispozitivului poate fi semnificativă; unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes în industria metalurgică. În ceea ce privește viteza de încălzire a lichidului de răcire, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu cazanele electrice tradiționale, temperatura apei din sistem atinge rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului cu inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație scutură calcarul și alți posibili contaminanți de pe pereții țevii metalice, astfel încât un astfel de dispozitiv rareori trebuie curățat. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de acești contaminanți cu un filtru mecanic.

Bobina de inducție încălzește metalul (țeavă sau bucăți de sârmă) plasate în interiorul acesteia folosind curenți turbionari de înaltă frecvență, contactul nu este necesar

Contactul constant cu apa minimizează, de asemenea, probabilitatea de ardere a încălzitorului, care este o problemă destul de comună pentru cazanele tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, centrala funcționează excepțional de silențios; nu este necesară izolarea fonică suplimentară la locul de instalare a dispozitivului.

Cazanele cu inductie sunt bune si pentru ca nu se scurg aproape niciodata, doar daca instalarea sistemului se face corect. Absența scurgerilor se datorează metodei fără contact de transfer a energiei termice către încălzitor. Lichidul de răcire folosind tehnologia descrisă mai sus poate fi încălzit aproape până la o stare de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a stimula mișcarea eficientă a lichidului de răcire prin țevi. În cele mai multe cazuri, sistemul de încălzire nu va trebui să fie echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de caracteristicile și aspectul unui anumit sistem de încălzire.

Uneori este nevoie de o pompă de circulație. Instalarea dispozitivului este relativ ușoară. Deși acest lucru va necesita anumite abilități în instalarea aparatelor electrice și a conductelor de încălzire.

Dar acest dispozitiv convenabil și fiabil are o serie de deficiențe, care ar trebui să fie luate în considerare. De exemplu, centrala încălzește nu numai lichidul de răcire, ci și întregul spațiu de lucru din jurul acestuia. Este necesar să alocați o cameră separată pentru o astfel de unitate și să îndepărtați toate obiectele străine din ea. Pentru o persoană, o ședere lungă în imediata apropiere a unui cazan care funcționează poate fi, de asemenea, nesigură.

Încălzitoarele cu inducție necesită energie electrică pentru a funcționa. Atât echipamentele de casă, cât și cele fabricate din fabrică sunt conectate la o rețea de curent alternativ de uz casnic.

Dispozitivul necesită energie electrică pentru a funcționa. În zonele în care nu există acces gratuit la acest beneficiu al civilizației, cazanul cu inducție va fi inutil. Da, iar acolo unde există întreruperi frecvente de curent, va demonstra o eficiență scăzută.

Poate apărea o explozie dacă instrumentul nu este manipulat cu grijă.

Dacă lichidul de răcire este supraîncălzit, acesta se va transforma în abur. Ca urmare, presiunea din sistem va crește dramatic, ceea ce pur și simplu nu o pot rezista conductele, vor izbucni. Prin urmare, pentru funcționarea normală a sistemului, dispozitivul ar trebui să fie echipat cu cel puțin un manometru și chiar mai bine - un dispozitiv de oprire de urgență, un termostat etc.

Toate acestea pot crește semnificativ costul unui cazan cu inducție de casă. Deși dispozitivul este considerat practic silențios, acest lucru nu este întotdeauna cazul. Unele modele, din diverse motive, mai pot face zgomot. Pentru un dispozitiv auto-fabricat, probabilitatea unui astfel de rezultat crește.

În proiectarea atât a încălzitoarelor cu inducție fabricate din fabrică, cât și a celor de casă, practic nu există componente de uzură. Durează mult timp și funcționează impecabil.

Cazane cu inducție de casă

Cea mai simplă schemă a dispozitivului, care este asamblată, constă dintr-o bucată de țeavă de plastic, în cavitatea căreia sunt așezate diferite elemente metalice pentru a crea un miez. Poate fi o sârmă subțire inoxidabilă rulată în bile, tăiată în bucăți mici de sârmă - sârmă cu diametrul de 6-8 mm, sau chiar un burghiu cu un diametru corespunzător dimensiunii interne a țevii. În exterior, se lipesc bețe din fibră de sticlă, iar pe ele se înfășoară un fir de 1,5-1,7 mm grosime în izolație de sticlă. Lungimea firului este de aproximativ 11 m. Tehnologia de fabricație poate fi studiată urmărind videoclipul:

Apoi a fost testat un încălzitor cu inducție de casă umplându-l cu apă și conectându-l la o plită cu inducție ORION fabricată din fabrică cu o putere de 2 kW în locul unui inductor standard. Rezultatele testului sunt prezentate în următorul videoclip:

Alți maeștri recomandă să luați ca sursă un invertor de sudură de putere redusă prin conectarea bornelor înfășurării secundare la bornele bobinei. Dacă studiați cu atenție munca realizată de autor, atunci rezultă următoarele concluzii:

• Autorul a făcut o treabă bună și produsul său, desigur, funcționează.
• Nu s-au făcut calcule pentru grosimea firului, numărul și diametrul spirelor bobinei. Parametrii de înfășurare au fost luați prin analogie cu plita, respectiv, încălzitorul de apă cu inducție nu se va dovedi a fi mai mare de 2 kW.
• În cel mai bun caz, o unitate de casă va putea încălzi apa pentru două radiatoare de încălzire de 1 kW fiecare, aceasta este suficientă pentru a încălzi o cameră. În cel mai rău caz, încălzirea va fi slabă sau va dispărea cu totul, deoarece testele au fost efectuate fără un flux de lichid de răcire.

Este dificil să tragi concluzii mai precise din cauza lipsei de informații despre testele ulterioare ale dispozitivului. O altă modalitate de a organiza independent încălzirea apei prin inducție pentru încălzire este prezentată în următorul videoclip:

Un calorifer sudat din mai multe țevi metalice acționează ca un miez extern pentru curenții turbionari creați de bobina aceleiași plite cu inducție. Concluziile sunt următoarele:

• Puterea termică a încălzitorului rezultat nu depășește puterea electrică a panoului.
• Numărul și dimensiunea tuburilor au fost alese la întâmplare, dar au oferit o suprafață suficientă pentru transferul căldurii generate de curenții turbionari.
• Această schemă a încălzitorului cu inducție s-a dovedit a fi de succes pentru cazul specific când apartamentul este înconjurat de spațiile altor apartamente încălzite. În plus, autorul nu a arătat funcționarea instalației în sezonul rece cu fixarea temperaturii aerului în încăperi.

Pentru a confirma concluziile făcute, se propune să vizionați un videoclip în care autorul a încercat să folosească un încălzitor similar într-o clădire izolată separată:

Principiul de funcționare

Încălzirea prin inducție este încălzirea materialelor prin curenți electrici care sunt induși de un câmp magnetic alternativ. Prin urmare, aceasta este încălzirea produselor din materiale conductoare (conductoare) de către câmpul magnetic al inductorilor (surse ale unui câmp magnetic alternant).

Încălzirea prin inducție se realizează după cum urmează. O piesă de prelucrat conductoare electric (metal, grafit) este plasată în așa-numitul inductor, care este una sau mai multe spire de sârmă (cel mai adesea cupru). Curenți puternici de diferite frecvențe (de la zeci de Hz la câțiva MHz) sunt induși în inductor cu ajutorul unui generator special, în urma căruia ia naștere un câmp electromagnetic în jurul inductorului. Câmpul electromagnetic induce curenți turbionari în piesa de prelucrat. Curenții turbionari încălzesc piesa de prelucrat sub acțiunea căldurii Joule.

Sistemul inductor-blank este un transformator fără miez în care inductorul este înfășurarea primară. Piesa de prelucrat este, parcă, o înfășurare secundară, scurtcircuitată. Fluxul magnetic dintre înfășurări se închide în aer.

La o frecvență înaltă, curenții turbionari sunt deplasați de câmpul magnetic format de aceștia în straturi subțiri ale suprafeței piesei de prelucrat Δ ​​(efectul de piele), drept urmare densitatea lor crește brusc și piesa de prelucrat este încălzită. Straturile subiacente ale metalului sunt încălzite datorită conductivității termice. Nu curentul este important, ci densitatea mare de curent. În stratul de piele Δ, densitatea de curent crește în e de ori față de densitatea de curent din piesa de prelucrat, în timp ce 86,4% din căldura de la eliberarea totală de căldură este eliberată în stratul de piele. Adâncimea stratului de piele depinde de frecvența radiațiilor: cu cât frecvența este mai mare, cu atât stratul de piele este mai subțire. De asemenea, depinde de permeabilitatea magnetică relativă μ a materialului piesei de prelucrat.

Pentru fier, cobalt, nichel și aliaje magnetice la temperaturi sub punctul  Curie, μ are o valoare de la câteva sute la zeci de mii. Pentru alte materiale (topite, metale neferoase, eutectice lichide cu punct de topire scăzut, grafit, ceramică conductoare de electricitate etc.), μ este aproximativ egal cu unu.

Formula pentru calcularea adâncimii pielii în mm:

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

Unde ρ - rezistența electrică specifică a materialului piesei de prelucrat la temperatura de prelucrare, Ohm m, f- frecvența câmpului electromagnetic generat de inductor, Hz.

De exemplu, la o frecvență de 2 MHz, adâncimea pielii pentru cupru este de aproximativ 0,047 mm, pentru fier ≈ 0,0001 mm.

Inductorul devine foarte fierbinte în timpul funcționării, deoarece își absoarbe propria radiație. În plus, absoarbe radiația de căldură de la o piesă fierbinte. Ei fac inductori din tuburi de cupru răcite cu apă. Apa este furnizată prin aspirație - aceasta asigură siguranța în cazul unei arsuri sau a unei alte depresuriri a inductorului.

Principiul de funcționare

Unitatea de topire a cuptorului cu inducție este utilizată pentru a încălzi o mare varietate de metale și aliaje. Designul clasic constă din următoarele elemente:

1. Pompa de scurgere.
2. Inductor racit cu apa.
3. Cadru din oțel inoxidabil sau aluminiu.
4. Zona de contact.
5. Vatra din beton termorezistent.
6. Suport cu cilindru hidraulic și unitate de rulment.

Principiul de funcționare se bazează pe crearea de curenți Foucault induși turbionari. De regulă, în timpul funcționării aparatelor de uz casnic, astfel de curenți provoacă defecțiuni, dar în acest caz sunt utilizați pentru a încălzi încărcarea la temperatura necesară. Aproape toate componentele electronice încep să se încălzească în timpul funcționării. Acest factor negativ în utilizarea energiei electrice este folosit la întregul său potențial.

Avantajele dispozitivului

Cuptorul de topire cu inducție a fost folosit relativ recent. La locurile de producție sunt instalate cuptoare renumite cu vatră deschisă, furnale și alte tipuri de echipamente. Un astfel de cuptor de topire a metalelor are următoarele avantaje:

1. Aplicarea principiului inducției vă permite să faceți echipamentul compact. De aceea, nu există probleme cu plasarea lor în încăperi mici. Un exemplu sunt furnalele, care pot fi instalate doar în spații pregătite.
2. Rezultatele studiilor efectuate indică faptul că eficiența este de aproape 100%.
3. Viteză mare de topire. Indicele de eficiență ridicat determină că este nevoie de mult mai puțin timp pentru a încălzi metalul în comparație cu alte cuptoare.
4. Unele cuptoare în timpul topirii pot duce la o modificare a compoziției chimice a metalului. Inducția ocupă primul loc în ceea ce privește puritatea topiturii. Curenții Foucault generați încălzesc piesa de prelucrat din interior, ceea ce elimină posibilitatea de a pătrunde în compoziția diferitelor impurități.

Acesta din urmă avantaj este cel care determină răspândirea cuptorului cu inducție în bijuterii, deoarece chiar și o concentrație mică de impurități străine poate afecta negativ rezultatul.

Datorită faptului că M. Faraday a descoperit fenomenul inducției electromagnetice încă din 1831, lumea a văzut un număr mare de dispozitive care încălzesc apa și alte medii.

Pentru că această descoperire a fost realizată, oamenii o folosesc zilnic în viața de zi cu zi:

• Fierbător electric cu încălzitor cu disc pentru încălzirea apei;
• Cuptor multicooker;
• plită cu inducție;
• Cuptoare cu microunde (aragaz);
• Încălzitor;
• Coloana de incalzire.

De asemenea, deschiderea este aplicată pe extruder (nu mecanic). Anterior, a fost utilizat pe scară largă în metalurgie și în alte industrii legate de prelucrarea metalelor. Cazanul inductiv din fabrică funcționează pe principiul acțiunii curenților turbionari asupra unui miez special situat în interiorul bobinei. Curenții turbionari Foucault sunt superficiali, deci este mai bine să luați ca miez o țeavă metalică goală, prin care trece elementul de răcire.

Apariția curenților electrici se produce datorită alimentării înfășurării cu o tensiune alternativă, determinând apariția unui câmp magnetic electric alternativ, care modifică potențialele de 50 de ori/sec. la frecventa industriala standard de 50 Hz.

În același timp, bobina de inducție Ruhmkorff este proiectată în așa fel încât să poată fi conectată direct la rețeaua de curent alternativ. În producție, pentru o astfel de încălzire se folosesc curenți electrici de înaltă frecvență - până la 1 MHz, deci este destul de dificil să se realizeze funcționarea dispozitivului la 50 Hz. Grosimea firului și numărul de spire de înfășurare utilizate de dispozitiv sunt calculate separat pentru fiecare unitate, conform unei metode speciale pentru puterea termică necesară. O unitate de casă, puternică, trebuie să funcționeze eficient, să încălzească rapid apa care curge prin țeavă și să nu se încălzească.

Organizațiile investesc mult în dezvoltarea și implementarea unor astfel de produse, deci:

• Toate sarcinile sunt rezolvate cu succes;
• Eficiența dispozitivului de încălzire este de 98%;
• Functioneaza fara intrerupere.

Pe lângă cea mai mare eficiență, nu se poate decât să atragă viteza cu care are loc încălzirea mediului care trece prin miez. Pe fig. se propune o schema de functionare a unui incalzitor de apa cu inductie creat la centrala. O astfel de schemă are o unitate de marcă VIN, care este produsă de uzina Izhevsk.

Cât timp va funcționa unitatea depinde numai de cât de strânsă este carcasa și de izolația spirelor firului nu este deteriorată, iar aceasta este o perioadă destul de semnificativă, conform producătorului - până la 30 de ani.

Pentru toate aceste avantaje pe care le are aparatul 100%, trebuie sa platesti foarte multi bani, un incalzitor de apa cu inductie, magnetic este cel mai scump dintre toate tipurile de instalatii de incalzire. Prin urmare, mulți meșteri preferă să monteze singuri o unitate ultra-economică pentru încălzire.

Reguli pentru fabricarea de echipamente în mod independent

Pentru ca instalația de încălzire prin inducție să funcționeze corect, curentul pentru un astfel de produs trebuie să corespundă puterii (trebuie să fie de cel puțin 15 amperi, dacă este necesar, poate fi mai mult).

• Sârma trebuie tăiată în bucăți de cel mult cinci centimetri. Acest lucru este necesar pentru o încălzire eficientă într-un câmp de înaltă frecvență.
• Corpul nu trebuie să fie mai mic în diametru decât firul pregătit și să aibă pereți groși.
• Pentru atașarea la rețeaua de încălzire, pe o parte a structurii este atașat un adaptor special.
• O plasă trebuie plasată în partea de jos a țevii pentru a preveni căderea firului.
• Acesta din urmă este necesar într-o asemenea cantitate încât să umple întreg spațiul interior.
• Designul este închis, este plasat un adaptor.
• Apoi, din această țeavă este construită o bobină. Pentru a face acest lucru, înfășurați-l cu sârmă deja pregătită. Trebuie respectat numărul de ture: minim 80, maxim 90.
• După conectarea la sistemul de încălzire, apa este turnată în aparat. Bobina este conectată la invertorul pregătit.
• Este instalată o pompă de apă.
• Controlerul de temperatură este instalat.

Astfel, calculul încălzirii prin inducție va depinde de următorii parametri: lungime, diametru, temperatură și timp de procesare

Atenție la inductanța anvelopelor care duc la inductor, care poate fi mult mai mare decât inductorul în sine.

Încălzire prin inducție de înaltă precizie

O astfel de încălzire are cel mai simplu principiu, deoarece este fără contact. Încălzirea în impulsuri de înaltă frecvență face posibilă realizarea celor mai înalte condiții de temperatură, la care este posibilă prelucrarea celor mai dificile metale în topire. Pentru a efectua încălzirea prin inducție, este necesar să creați tensiunea necesară de 12V (volți) și frecvența inductanței în câmpurile electromagnetice.

Acest lucru se poate face într-un dispozitiv special - un inductor. Este alimentat cu energie electrică de la o sursă de alimentare industrială la 50 Hz.

Este posibil să se utilizeze surse de alimentare individuale pentru aceasta - convertoare / generatoare. Cel mai simplu dispozitiv pentru un dispozitiv de joasă frecvență este o spirală (conductor izolat), care poate fi plasată în interiorul unei țevi metalice sau înfășurată în jurul acesteia. Curenții în mers încălzesc tubul, care, în viitor, dă căldură sufrageriei.

Utilizarea încălzirii prin inducție la frecvențe minime nu este o întâmplare frecventă. Cea mai comună prelucrare a metalelor la o frecvență mai mare sau medie. Astfel de dispozitive se disting prin faptul că unda magnetică merge la suprafață, unde se degradează. Energia este transformată în căldură. Pentru ca efectul să fie mai bun, ambele componente trebuie să aibă o formă similară. Unde se aplică căldura?

Astăzi, utilizarea încălzirii de înaltă frecvență este larg răspândită:

• Pentru topirea metalelor și lipirea lor prin metodă fără contact;
• industria ingineriei;
• Afaceri cu bijuterii;
• Crearea de elemente mici (plăci) care pot fi deteriorate la utilizarea altor tehnici;
• Întărirea suprafețelor pieselor, diferite configurații;
• Tratament termic al pieselor;
• Practica medicala (dezinfectia aparatelor/instrumentelor).

Încălzirea poate rezolva multe probleme.

Ce este încălzirea prin inducție

Cum funcționează un încălzitor de apă cu inducție.

Dispozitivul de inducție funcționează pe energia generată de câmpul electromagnetic. Este absorbit de agentul de căldură, apoi dându-l în spații:

1. Un inductor creează un câmp electromagnetic într-un astfel de încălzitor de apă. Aceasta este o bobină de sârmă cilindrică cu mai multe spire.
2. Curgând prin ea, un curent electric alternativ în jurul bobinei generează un câmp magnetic.
3. Liniile sale sunt plasate perpendicular pe vectorul fluxului electromagnetic. Când sunt mutați, ei recreează un cerc închis.
4. Curenții turbionari creați de curentul alternativ transformă energia electrică în căldură.

Energia termică în timpul încălzirii prin inducție este cheltuită cu moderație și la o rată scăzută de încălzire. Datorită acestui fapt, dispozitivul de inducție aduce apa pentru sistemul de încălzire la o temperatură ridicată într-o perioadă scurtă de timp.

Caracteristicile dispozitivului

Curentul electric este conectat la înfășurarea primară.

Încălzirea prin inducție se realizează folosind un transformator. Este format dintr-o pereche de înfășurări:

• extern (primar);
• scurtcircuitat intern (secundar).

Curenții turbionari apar în partea adâncă a transformatorului. Ele redirecționează câmpul electromagnetic emergent către circuitul secundar. El îndeplinește simultan funcția corpului și acționează ca un element de încălzire pentru apă.

Odată cu o creștere a densității fluxurilor de vortex direcționate către miez, se încălzește mai întâi singur, apoi întregul element termic.

Pentru a furniza apă rece și pentru a elimina lichidul de răcire pregătit la sistemul de încălzire, încălzitorul cu inducție este echipat cu o pereche de țevi:

1. Cel de jos este instalat la intrarea în alimentarea cu apă.
2. Conducta de ramificație superioară - la secțiunea de alimentare a sistemului de încălzire.

Din ce elemente constă dispozitivul și cum funcționează

Încălzitorul de apă cu inducție este format din următoarele elemente structurale:

O fotografie	Nodul structural
	Inductor. Este format din multe bobine de sârmă de cupru. Ele generează un câmp electromagnetic.
	Un element de încălzire. Aceasta este o țeavă realizată din garnituri de sârmă de metal sau oțel plasate în interiorul inductorului.
	Generator. Transformă electricitatea de uz casnic în curent electric de înaltă frecvență. Rolul generatorului poate fi jucat de un invertor de la aparatul de sudura.

Schema de funcționare a sistemului de încălzire cu un încălzitor de apă cu inducție.

Când toate componentele dispozitivului interacționează, energia termică este generată și transferată în apă. Schema de funcționare a unității este următoarea:

1. Generatorul produce un curent electric de înaltă frecvență. Apoi îl transmite la o bobină de inducție.
2. Ea, după ce a perceput curentul, îl transformă într-un câmp magnetic electric.
3. Încălzitorul, situat în interiorul bobinei, este încălzit prin acțiunea fluxurilor vortex care apar ca urmare a unei modificări a vectorului câmpului magnetic.
4. Apa care circulă în interiorul elementului este încălzită de acesta. Apoi intră în sistemul de încălzire.

Avantajele și dezavantajele metodei de încălzire prin inducție

Unitatea este compactă și ocupă puțin spațiu.

Încălzitoarele cu inducție sunt dotate cu astfel de avantaje:

• nivel ridicat de eficiență;
• nu necesită întreținere frecventă;
• ocupă puțin spațiu liber;
• din cauza vibrațiilor câmpului magnetic, scara nu se așează în interiorul lor;
• dispozitivele sunt silențioase;
• sunt în siguranță;
• datorită etanșeității carcasei, nu există scurgeri;
• funcționarea încălzitorului este complet automatizată;
• unitatea este ecologică, nu emite funingine, funingine, monoxid de carbon etc.

În fotografie - un cazan cu inducție de încălzire a apei din fabrică.

Principalul dezavantaj al dispozitivului este costul ridicat al modelelor sale din fabrică..

Cu toate acestea, acest dezavantaj poate fi nivelat dacă asamblați un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Unitatea este montata din elemente usor accesibile, pretul acestora este mic.

Beneficiile utilizării tuturor tipurilor de încălzitoare cu inducție

Încălzitorul cu inducție are avantaje neîndoielnice și este lider între toate tipurile de dispozitive. Acest avantaj constă în următoarele:

• Consumă mai puțină energie electrică și nu poluează mediul.
• Ușor de operat, oferă lucru de înaltă calitate și vă permite să controlați procesul.
• Încălzirea prin pereții camerei oferă o puritate deosebită și capacitatea de a obține aliaje ultra-pure, în timp ce topirea poate fi efectuată în diferite atmosfere, inclusiv cu gaze inerte și în vid.
• Cu ajutorul acestuia este posibilă încălzirea uniformă a detaliilor de orice formă sau încălzirea selectivă.
• În cele din urmă, încălzitoarele cu inducție sunt universale, ceea ce le permite să fie utilizate peste tot, înlocuind instalațiile învechite, consumatoare de energie și ineficiente.

Când faceți un încălzitor cu inducție cu propriile mâini, trebuie să vă faceți griji cu privire la siguranța dispozitivului. Pentru a face acest lucru, este necesar să vă ghidați după următoarele reguli care cresc nivelul de fiabilitate a sistemului general:

1. O supapă de siguranță trebuie introdusă în te-ul superior pentru a elibera excesul de presiune. În caz contrar, dacă pompa de circulație se defectează, miezul va sparge pur și simplu sub influența aburului. De regulă, schema unui încălzitor simplu cu inducție prevede astfel de momente.
2. Invertorul este conectat la rețea doar prin RCD. Acest dispozitiv funcționează în situații critice și va ajuta la evitarea unui scurtcircuit.
3. Invertorul de sudură trebuie împământat prin conducerea cablului către un circuit metalic special montat în pământ în spatele pereților structurii.
4. Corpul încălzitorului cu inducție trebuie să fie amplasat la o înălțime de 80 cm deasupra podelei. În plus, distanța până la tavan ar trebui să fie de cel puțin 70 cm, iar față de alte piese de mobilier - mai mult de 30 cm.
5. Un încălzitor cu inducție este o sursă de un câmp electromagnetic foarte puternic, așa că această instalație trebuie ținută departe de locuințe și incinte cu animale de companie.

Diagrama unui încălzitor cu inducție

Datorită descoperirii de către M. Faraday în 1831 a fenomenului de inducție electromagnetică, în viața noastră modernă au apărut multe dispozitive care încălzesc apa și alte medii. În fiecare zi folosim un fierbător electric cu încălzitor cu discuri, un multicooker, o plită cu inducție, din moment ce am reușit să realizăm această descoperire pentru viața de zi cu zi doar la vremea noastră. Anterior, a fost folosit în industria metalurgică și în alte ramuri ale industriei metalurgice.

Cazanul cu inducție din fabrică folosește în activitatea sa principiul acțiunii curenților turbionari asupra unui miez metalic plasat în interiorul bobinei. Curenții turbionari Foucault sunt de suprafață, așa că este logic să folosiți o țeavă metalică goală ca miez, prin care curge un lichid de răcire încălzit.

Principiul de funcționare al încălzitorului cu inducție

Apariția curenților se datorează alimentării înfășurării cu o tensiune electrică alternativă, determinând apariția unui câmp electromagnetic alternativ care modifică potențialele de 50 de ori pe secundă la o frecvență industrială normală de 50 Hz. În același timp, bobina de inducție este proiectată în așa fel încât să poată fi conectată direct la rețeaua de curent alternativ. În industrie, pentru o astfel de încălzire se folosesc curenți de înaltă frecvență - până la 1 MHz, deci nu este ușor să se realizeze funcționarea dispozitivului la o frecvență de 50 Hz.

Grosimea firului de cupru și numărul de spire de înfășurare utilizate de încălzitoarele de apă cu inducție sunt calculate separat pentru fiecare unitate folosind o metodă specială pentru puterea termică necesară. Produsul trebuie sa functioneze eficient, sa incalzeasca rapid apa care curge prin conducta si in acelasi timp sa nu se supraincalzeasca. Întreprinderile investesc mulți bani în dezvoltarea și implementarea unor astfel de produse, astfel încât toate sarcinile sunt rezolvate cu succes, iar indicatorul de eficiență a încălzitorului este de 98%.

Pe lângă eficiența ridicată, viteza cu care este încălzit mediul care curge prin miez este deosebit de atractivă. Figura prezintă o diagramă a funcționării unui încălzitor cu inducție realizat în fabrică. O astfel de schemă este utilizată în unitățile mărcii comerciale binecunoscute „VIN”, produse de uzina Izhevsk.

Schema de funcționare a încălzitorului

Durabilitatea generatorului de căldură depinde numai de etanșeitatea carcasei și de integritatea izolației spirelor firului, iar aceasta se dovedește a fi o perioadă destul de lungă, declară producătorii - până la 30 de ani. Pentru toate aceste avantaje pe care aceste aparate le poseda efectiv, trebuie sa platesti foarte multi bani, un incalzitor cu inductie este cel mai scump dintre toate tipurile de instalatii electrice de incalzire. Din acest motiv, unii meșteri s-au apucat de fabricarea unui aparat de casă pentru a-l folosi la încălzirea casei.

Proces de fabricație DIY

Următoarele instrumente vor fi utile pentru lucru:

• invertor de sudare;
• curent generator de sudare cu o putere de 15 amperi.

Veți avea nevoie și de sârmă de cupru, care este înfășurată în jurul corpului de bază. Dispozitivul va acționa ca un inductor. Contactele firului sunt conectate la bornele invertorului, astfel încât să nu se formeze răsuciri. Piesa de material necesară pentru asamblarea miezului trebuie să aibă lungimea corectă. În medie, numărul de spire este de 50, diametrul firului este de 3 milimetri.

Sarma de cupru de diferite diametre pentru infasurare

Acum să trecem la miez. În rolul său va fi o țeavă polimerică din polietilenă. Acest tip de plastic poate rezista la temperaturi destul de ridicate. Diametrul miezului - 50 milimetri, grosimea peretelui - cel puțin 3 mm. Această piesă este folosită ca un calibre pe care este înfășurat un fir de cupru, formând un inductor. Aproape oricine poate asambla cel mai simplu încălzitor de apă cu inducție.

În videoclip veți vedea o modalitate - cum să organizați independent încălzirea prin inducție a apei pentru încălzire:

Prima varianta

Sârma este tăiată în segmente de 50 mm, un tub de plastic este umplut cu el. Pentru a preveni vărsarea din țeavă, astupați capetele cu plasă de sârmă. La capete, adaptoarele sunt amplasate de la conducta, in locul unde este conectat incalzitorul.

O înfășurare este înfășurată pe corpul acestuia din urmă cu sârmă de cupru. În acest scop, aveți nevoie de aproximativ 17 metri de sârmă: trebuie să faceți 90 de spire, diametrul țevii este de 60 de milimetri. 3,14×60×90=17 m.

Este important de știut! Când verificați funcționarea dispozitivului, asigurați-vă că există apă (lichid de răcire) în el. În caz contrar, corpul dispozitivului se va topi rapid.
. Conducta se prăbușește în conductă

Încălzitorul este conectat la invertor. Rămâne să umpleți dispozitivul cu apă și să îl porniți. Totul este gata!

Conducta se prăbușește în conductă. Încălzitorul este conectat la invertor. Rămâne să umpleți dispozitivul cu apă și să îl porniți. Totul este gata!

A doua varianta

Această opțiune este mult mai ușoară. O secțiune dreaptă de dimensiunea unui metru este selectată pe partea verticală a țevii. Ar trebui curățat cu grijă de vopsea folosind hârtie abrazivă. În plus, această secțiune a țevii este acoperită cu trei straturi de material electric. O bobină de inducție este înfășurată cu sârmă de cupru. Întregul sistem de conexiune este bine izolat. Acum puteți conecta invertorul de sudură și procesul de asamblare este complet.

Bobina de inducție învelită cu sârmă de cupru

Înainte de a începe să faceți un încălzitor de apă cu propriile mâini, este recomandabil să vă familiarizați cu caracteristicile produselor din fabrică și să studiați desenele acestora. Acest lucru va ajuta la înțelegerea datelor inițiale ale echipamentelor de casă și la evitarea posibilelor erori.

A treia varianta

Pentru a face încălzitorul în acest mod mai complicat, trebuie să utilizați sudarea. Pentru a funcționa, mai aveți nevoie de un transformator trifazat. Două țevi trebuie sudate una în cealaltă, care vor acționa ca un încălzitor și un miez. O înfășurare este înfășurată pe corpul inductorului. Acest lucru crește performanța dispozitivului, care are o dimensiune compactă, ceea ce este foarte convenabil pentru utilizarea lui acasă.

Înfășurare pe corpul inductorului

Pentru alimentarea cu apă și drenaj, 2 conducte de ramificație sunt sudate în corpul inductorului. Pentru a nu pierde căldură și a preveni eventualele scurgeri de curent, trebuie realizată izolație. Va elimina problemele descrise mai sus și va elimina complet aspectul de zgomot în timpul funcționării cazanului.

În funcție de caracteristicile de design, se disting cuptoarele cu inducție de podea și de birou. Indiferent de opțiunea aleasă, există câteva reguli de bază pentru instalare:

1. Când echipamentul este în funcțiune, rețeaua electrică este supusă unei sarcini mari. Pentru a exclude posibilitatea unui scurtcircuit din cauza uzurii izolației, trebuie efectuată o împământare de înaltă calitate în timpul instalării.
2. Designul are un circuit de răcire cu apă, care elimină posibilitatea de supraîncălzire a elementelor principale. De aceea este necesar să se asigure o creștere fiabilă a apei.
3. Dacă este instalat un cuptor de birou, atunci trebuie acordată atenție stabilității bazei utilizate.
4. Cuptorul de topire a metalelor este un aparat electric complex, a cărui instalare trebuie să respecte toate recomandările producătorului. O atenție deosebită este acordată parametrilor sursei de alimentare, care trebuie să se potrivească cu modelul dispozitivului.
5. Nu uitați că ar trebui să existe destul de mult spațiu liber în jurul aragazului. În timpul funcționării, chiar și o mică topitură în ceea ce privește volumul și masa poate stropi accidental din matriță. La temperaturi peste 1000 de grade Celsius, va provoca daune ireparabile diferitelor materiale și poate provoca, de asemenea, un incendiu.

Dispozitivul poate deveni foarte fierbinte în timpul funcționării. De aceea, în apropiere nu ar trebui să existe substanțe inflamabile sau explozive. În plus, conform reglementărilor de securitate la incendiu, în apropiere ar trebui fi instalat scut de incendiu.

Norme de siguranță

pentru sistemele de incalzire care folosesc incalzirea prin inductie este important sa se respecte cateva reguli pentru a evita scurgerile, pierderile de eficienta, consumul de energie, accidentele. . Sistemele de încălzire prin inducție necesită o supapă de siguranță pentru a elibera apă și abur în cazul în care pompa se defectează.


Pentru a preveni defecțiunile în funcționarea rețelei electrice, se recomandă conectarea unui cazan cu încălzire prin inducție conform schemelor propuse la o linie de alimentare separată, a cărei secțiune transversală a cablului va fi de cel puțin 5 mm2.

Este posibil ca cablurile obișnuite să nu poată rezista consumului de energie necesar.

1. Sistemele de încălzire prin inducție necesită o supapă de siguranță pentru a elibera apă și abur în cazul în care pompa se defectează.
2. Un manometru și un RCD sunt necesari pentru funcționarea în siguranță a unui sistem de încălzire de tip „do-it-yourself”.
3. Prezența legăturii la pământ și a izolației electrice a întregului sistem de încălzire prin inducție va preveni șocurile electrice.
4. Pentru a evita efectele nocive ale câmpului electromagnetic asupra corpului uman, este mai bine să scoateți astfel de sisteme în afara zonei rezidențiale, unde trebuie respectate regulile de instalare, conform cărora dispozitivul de încălzire prin inducție trebuie amplasat la o distanță de 80. cm de la orizontală (pardoseală și tavan) și la 30 cm de suprafețele verticale.
5. Înainte de a porni sistemul, asigurați-vă că verificați prezența lichidului de răcire.
6. Pentru a preveni defecțiunile în rețeaua electrică, se recomandă conectarea unui cazan de încălzire prin inducție, conform schemelor propuse, la o linie de alimentare separată, a cărei secțiune transversală a cablului va fi de cel puțin 5 mm2. Este posibil ca cablurile obișnuite să nu poată rezista consumului de energie necesar.

Crearea de corpuri sofisticate

Este mai dificil să faci o instalație de încălzire HDTV cu propriile mâini, dar este supusă radioamatorilor, deoarece este necesar un circuit multivibrator pentru a o colecta. Principiul de funcționare este similar - curenții turbionari care decurg din interacțiunea umpluturii metalice din centrul bobinei și propriul câmp magnetic puternic încălzește suprafața.

Proiectare instalatii HDTV

Deoarece chiar și bobinele mici produc un curent de aproximativ 100 A, acestea vor trebui conectate cu o capacitate de rezonanță pentru a echilibra forța de inducție. Există 2 tipuri de circuite de lucru pentru încălzirea HDTV la 12 V:

• conectat la rețea.

• electrice vizate;
• conectat la rețea.

În primul caz, o instalație mini HDTV poate fi asamblată într-o oră. Chiar și în absența unei rețele de 220 V, poți folosi un astfel de generator oriunde, dar dacă ai ca surse de alimentare baterii auto. Desigur, nu este suficient de puternic pentru a topi metalul, dar este capabil să se încălzească până la temperaturile ridicate necesare pentru lucrări fine, cum ar fi încălzirea cuțitelor și șurubelnițelor la albastru. Pentru a-l crea, trebuie să achiziționați:

• tranzistoare cu efect de câmp BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• baterie auto de la 70 A/h;
• condensatoare de înaltă tensiune.

Curentul sursei de alimentare de 11 A se reduce la 6 A in timpul procesului de incalzire datorita rezistentei metalului, dar ramane nevoia unor fire groase care sa reziste la un curent de 11-12 A pentru a evita supraincalzirea.

Al doilea circuit pentru o instalație de încălzire prin inducție într-o carcasă din plastic este mai complex, bazat pe driverul IR2153, dar este mai convenabil să construiți o rezonanță de 100k peste regulator. Este necesar să controlați circuitul printr-un adaptor de rețea cu o tensiune de 12 V sau mai mult. Unitatea de alimentare poate fi conectată direct la rețeaua principală de 220 V folosind o punte de diode. Frecvența de rezonanță este de 30 kHz. Următoarele elemente vor fi necesare:

• miez de ferită 10 mm și sufocă 20 de spire;
• tub de cupru ca bobină HDTV de 25 de spire pe dorn 5–8 cm;
• condensatoare 250 V.

Încălzitoare vortex

O instalație mai puternică, capabilă să încălziți șuruburile la galben, poate fi asamblată după o schemă simplă. Dar în timpul funcționării, generarea de căldură va fi destul de mare, așa că este recomandat să instalați radiatoare pe tranzistoare. De asemenea, veți avea nevoie de un șoc, pe care îl puteți împrumuta de la sursa de alimentare a oricărui computer și de următoarele materiale auxiliare:

• sârmă feromagnetică de oțel;
• fir de cupru 1,5 mm;
• tranzistoare cu efect de câmp și diode pentru tensiune inversă de la 500 V;
• diode zener cu o putere de 2-3 W cu un calcul de 15 V;
• rezistențe simple.

În funcție de rezultatul dorit, înfășurarea firului pe baza de cupru este de la 10 la 30 de spire. Urmează asamblarea circuitului și pregătirea bobinei de bază a încălzitorului din aproximativ 7 spire de sârmă de cupru de 1,5 mm. Se conectează la circuit și apoi la electricitate.

Meșterii familiarizați cu sudarea și operarea unui transformator trifazat pot crește și mai mult eficiența dispozitivului reducând în același timp greutatea și dimensiunea. Pentru a face acest lucru, trebuie să sudați bazele a două țevi, care vor servi atât ca miez, cât și ca încălzitor, și să sudați două țevi în corp după înfășurare pentru a furniza și îndepărta lichidul de răcire.

Avantaje și dezavantaje

După ce ați abordat principiul de funcționare a încălzitorului cu inducție, puteți lua în considerare părțile sale pozitive și negative. Având în vedere popularitatea mare a acestui tip de generatoare de căldură, se poate presupune că are mult mai multe avantaje decât dezavantaje. Printre cele mai semnificative avantaje se numără:

• Simplitatea designului.
• Rata mare de eficienta.
• Durată lungă de viață.
• Risc mic de deteriorare a dispozitivului.
• Economii semnificative de energie.

Deoarece indicatorul de performanță al unui cazan cu inducție este într-o gamă largă, este posibil să alegeți o unitate pentru un anumit sistem de încălzire a clădirii fără probleme. Aceste dispozitive sunt capabile să încălzi rapid lichidul de răcire la o temperatură predeterminată, ceea ce le-a făcut un concurent demn al cazanelor tradiționale.

În timpul funcționării încălzitorului cu inducție, se observă o ușoară vibrație, din cauza căreia scara este scuturată de pe conducte. Ca urmare, unitatea poate fi curățată mai rar. Deoarece lichidul de răcire este în contact constant cu elementul de încălzire, riscurile de defectare a acestuia sunt relativ mici.

Partea 1. BOILER INDUCȚIE DIY - este ușor. Atașament pentru plită cu inducție.

Dacă nu s-au făcut greșeli în timpul instalării cazanului cu inducție, atunci scurgerile sunt practic excluse. Acest lucru se datorează transferului fără contact de energie termică către încălzitor. Folosind tehnologia de încălzire a apei prin inducție vă permite să-l aduceți aproape la o stare gazoasă. Astfel, se realizează o mișcare eficientă a apei prin conducte, iar în unele situații chiar se poate renunța la utilizarea unităților de pompare cu circulație.

Din păcate, dispozitivele ideale nu există astăzi. Pe lângă un număr mare de avantaje, încălzitoarele cu inducție au și o serie de dezavantaje. Deoarece unitatea necesită energie electrică pentru a funcționa, nu va putea funcționa cu eficiență maximă în regiunile cu întreruperi frecvente de curent. Când lichidul de răcire se supraîncălzește, presiunea din sistem crește brusc și conductele se pot rupe. Pentru a evita acest lucru, încălzitorul cu inducție trebuie să fie echipat cu un dispozitiv de oprire de urgență.

Încălzitor cu inducție DIY

Principiul de funcționare al încălzirii prin inducție

Funcționarea unui încălzitor cu inducție folosește energia unui câmp electromagnetic, pe care obiectul încălzit o absoarbe și o transformă în căldură. Pentru a genera un câmp magnetic, se folosește un inductor, adică o bobină cilindrică cu mai multe spire. Trecând prin acest inductor, un curent electric alternativ creează un câmp magnetic alternativ în jurul bobinei.

Un încălzitor cu invertor de casă vă permite să vă încălziți rapid și la temperaturi foarte ridicate. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive, nu numai că puteți încălzi apa, ci chiar puteți topi diferite metale.

Dacă un obiect încălzit este plasat în interiorul sau lângă inductor, acesta va fi străpuns de fluxul vectorului de inducție magnetică, care se schimbă constant în timp. În acest caz, apare un câmp electric, ale cărui linii sunt situate perpendiculare pe direcția fluxului magnetic și se mișcă într-un cerc vicios. Datorită acestor fluxuri vortex, energia electrică este transformată în energie termică și obiectul se încălzește.

Astfel, energia electrică a inductorului este transferată obiectului fără utilizarea contactelor, așa cum se întâmplă în cuptoarele cu rezistență. Ca urmare, energia termică este cheltuită mai eficient, iar rata de încălzire crește semnificativ. Acest principiu este utilizat pe scară largă în domeniul prelucrării metalelor: topirea acestuia, forjarea, lipirea, etc. Cu nu mai puțin succes, un încălzitor cu inducție vortex poate fi folosit pentru a încălzi apa.

Încălzitoare cu inducție de înaltă frecvență

Cea mai largă gamă de aplicații este pentru încălzitoarele cu inducție de înaltă frecvență. Încălzitoarele se caracterizează printr-o frecvență înaltă de 30-100 kHz și o gamă largă de puteri de 15-160 kW. Tipul de înaltă frecvență oferă o adâncime mică de încălzire, dar aceasta este suficientă pentru a îmbunătăți proprietățile chimice ale metalului.

Încălzitoarele cu inducție de înaltă frecvență sunt ușor de operat și economice, în timp ce eficiența lor poate ajunge la 95%. Toate tipurile funcționează continuu pentru o lungă perioadă de timp, iar versiunea cu două blocuri (când transformatorul de înaltă frecvență este plasat într-un bloc separat) permite funcționarea non-stop. Încălzitorul are 28 de tipuri de protecție, fiecare fiind responsabilă de propria sa funcție. Exemplu: controlul presiunii apei în sistemul de răcire.

• Încălzitor cu inducție 60 kW Perm
• Încălzitor cu inducție 65 kW Novosibirsk
• Încălzitor cu inducție 60 kW Krasnoyarsk
• Încălzitor cu inducție 60 kW Kaluga
• Încălzitor cu inducție 100 kW Novosibirsk
• Încălzitor cu inducție 120 kW Ekaterinburg
• Incalzitor cu inductie 160 kW Samara

Aplicație:

• angrenaj întărit la suprafață
• întărirea arborelui
• călirea roții macaralei
• încălzirea pieselor înainte de îndoire
• lipirea frezelor, frezelor, burghiilor
• încălzirea piesei de prelucrat în timpul ștanțarii la cald
• aterizare bolt
• sudarea și suprafața metalelor
• restaurarea detaliilor.

Cuptorul cu inducție este utilizat pentru topirea metalelor neferoase și feroase. Unitățile acestui principiu de funcționare sunt utilizate în următoarele domenii: de la cele mai fine bijuterii până la topirea industrială a metalelor de dimensiuni mari. Acest articol va discuta caracteristicile diferitelor cuptoare cu inducție.

Cuptoare cu inducție pentru topirea metalelor

Principiul de funcționare

Încălzirea prin inducție este baza pentru funcționarea cuptorului. Cu alte cuvinte, curent electric generează un câmp electromagnetic si se obtine caldura, care este folosita la scara industriala. Această lege a fizicii este studiată în ultimele clase ale unei școli complete. Dar conceptul de unitate electrică și cazane cu inducție electromagnetică nu trebuie confundate. Deși la baza lucrării aici și acolo este electricitatea.

Cum se întâmplă asta

Generatorul este conectat la o sursă de curent alternativ, care intră în ea printr-un inductor situat în interior. Condensatorul este utilizat pentru a crea un circuit de oscilație, care se bazează pe o frecvență de funcționare constantă, la care sistemul este reglat. Când tensiunea din generator crește la o limită de 200 V, inductorul creează un câmp magnetic alternativ.

Circuitul este închis, cel mai adesea, prin intermediul unui miez format dintr-un aliaj feromagnetic. Un câmp magnetic alternativ începe să interacționeze cu materialul piesei de prelucrat și creează un flux puternic de electroni. După intrarea în acțiunea inductivă a elementului conductiv electric în sistem, apariția stresului rezidual, care în condensator contribuie la apariția curentului turbionar. Energia curentului turbionar este transformată în energia termică a inductorului și este încălzită la temperaturi ridicate de topire a metalului dorit.

Căldura produsă de inductor este utilizată:

• pentru topirea metalelor moi și dure;
• pentru întărirea suprafeței pieselor metalice (de exemplu, unelte);
• pentru prelucrarea termică a pieselor deja produse;
• nevoile casnice (încălzire și gătit).

Scurtă descriere a diferitelor cuptoare

Varietăți de dispozitive

Cuptoare cu creuzet cu inducție

Este cel mai comun tip de încălzire prin inducție a cuptorului. O trăsătură distinctivă, diferită de alte tipuri, este că în el apare un câmp magnetic alternant în absența unui miez standard. Crezet cilindric plasat în interiorul cavității inductorului. Cuptorul, sau creuzetul, este realizat dintr-un material care rezistă perfect la foc și este conectat la un curent electric alternativ.

Aspecte pozitive

Agregatele creuzete includ la surse de căldură ecologice, mediul nu este poluat prin topirea metalelor.

Există dezavantaje în funcționarea cuptoarelor cu creuzet:

• în timpul prelucrărilor tehnologice se folosesc zguri la temperatură scăzută;
• căptușeala produsă a cuptoarelor cu creuzet are o rezistență scăzută la distrugere, mai ales se observă la fluctuații bruște de temperatură.

Dezavantajele existente nu sunt deosebit de dificile, avantajele unității de inducție a creuzetului pentru topirea metalului sunt evidente și au făcut ca acest tip de dispozitiv să fie popular și solicitat în rândul unei game largi de consumatori.

Cuptoare cu canal pentru topire prin inducție

Acest tip a găsit o largă aplicație în topirea metalelor neferoase. Este utilizat eficient pentru cupru și aliaje de cupru pe bază de alamă, cupronic, bronz. Aluminiul, zincul și aliajele din compoziția acestor metale sunt topite activ în unități de canal. Utilizarea pe scară largă a cuptoarelor de acest tip este limitată din cauza imposibilității de a realiza o căptușeală rezistentă la rupere pe pereții interiori ai camerei.

Metal topit în cuptoare cu canal de tip inducție mișcarea termică și electrodinamică, care asigură uniformitatea constantă a amestecării componentelor aliajului în baia cuptorului. Utilizarea cuptoarelor cu canal de principiul inducției este justificată în cazurile în care se impun cerințe speciale metalului topit și lingourilor fabricate. Aliajele sunt de înaltă calitate în ceea ce privește coeficientul de saturație în gaz, prezența impurităților organice și sintetice în metal.

Cuptoarele cu canal de inducție funcționează ca un mixer și sunt proiectate să niveleze compoziția, să mențină o temperatură constantă a procesului și să selecteze viteza de turnare în forme sau forme. Pentru fiecare aliaj și compoziție de turnare, există parametri ai unei sarcini speciale.

Avantaje

• încălzirea aliajului are loc în partea inferioară, la care nu există acces de aer, ceea ce reduce evaporarea de pe suprafața superioară, încălzită la o temperatură minimă;
• cuptoarele cu canal sunt clasificate ca cuptoare cu inducție economice, deoarece topirea continuă este asigurată de un mic consum de energie electrică;
• cuptorul are o eficiență ridicată datorită utilizării unui circuit închis al unui fir magnetic;
• circulaţia constantă a metalului topit în cuptor accelerează procesul de topire şi contribuie la omogenitatea amestecării componentelor aliajului.

dezavantaje

• durabilitatea căptușelii interioare de piatră este redusă atunci când se utilizează temperaturi ridicate;
• căptușeala este distrusă în timpul topirii aliajelor agresive chimic de bronz, staniu și plumb.
• la topirea unei încărcături contaminate de calitate scăzută, are loc înfundarea canalelor;
• zgura de suprafață din baie nu se încălzește până la o temperatură ridicată, ceea ce nu permite efectuarea de operațiuni între metal și capac și topirea așchiilor și a deșeurilor;
• unitățile de canal nu tolerează întreruperi în funcționare, ceea ce face necesară depozitarea constantă a unei cantități semnificative de aliaj lichid în gura cuptorului.

Îndepărtarea completă a metalului topit din cuptor duce la crăparea rapidă a acestuia. Din același motiv, este imposibil să efectuați o rapidă conversia dintr-un aliaj în altul, trebuie să faci mai multe călduri intermediare, numite balast.

Cuptoare cu inducție în vid

Acest tip este utilizat pe scară largă pentru topirea oțelurilor de înaltă calitate și a aliajelor de nichel, cobalt și fier de calitate rezistentă la căldură. Unitatea face față cu succes la topirea metalelor neferoase. Sticla este topită în unități de vid, piesele sunt tratate la temperatură ridicată, produc monocristale.

Cuptorul este denumit generator de înaltă frecvență situat într-un inductor izolat de mediul extern, care trece un curent de înaltă frecvență. Pentru a crea un vid, mase de aer sunt pompate din el cu pompe. Toate operațiunile de introducere a aditivilor, încărcarea încărcăturii, eliberarea metalelor sunt efectuate prin mecanisme automate cu control electric sau hidraulic. Din cuptoarele cu vid se obțin aliaje cu impurități mici de oxigen, hidrogen, azot și materie organică. Rezultatul este cu mult superior cuptoarelor cu inducție deschise.

Oțel rezistent la căldură din cuptoare cu vid folosit în producția de instrumente și arme. Unele aliaje de nichel care conțin nichel și titan sunt reactive și greu de obținut în alte tipuri de cuptoare. Cuptoarele cu vid realizează turnarea metalului prin rotirea creuzetului în spațiul interior al carcasei sau prin rotirea camerei cu un cuptor fix. Unele modele au o deschidere în partea de jos pentru a scurge metalul în recipientul instalat.

Cuptoare cu creuzet cu convertor tranzistor

Aplicat la o greutate limitată de metale neferoase. Sunt mobile, ușoare și ușor de mutat dintr-un loc în altul. Cuptorul este furnizat cu un tranzistor de înaltă tensiune traductor cu acțiune universală. Vă permite să selectați puterea recomandată pentru conectarea la rețea și, în consecință, tipul de convertor, care este necesar în acest caz cu o modificare a parametrilor greutății aliajului.

Cuptor cu inducție cu tranzistori utilizat pe scară largă pentru prelucrarea metalurgică. Cu ajutorul lui, piesele din fierărie sunt încălzite, obiectele metalice sunt călite. Creuzetele din cuptoarele cu tranzistori sunt realizate din ceramică sau grafit, primele fiind concepute pentru a topi metale feromagnetice precum fonta sau oțelul. Grafitul este setat pentru a topi alama, cuprul, argintul, bronzul și aurul. Pe ele se topesc sticla si siliciul. Aluminiul se topește bine cu creuzetele din fontă sau oțel.

Care este căptușeala cuptoarelor cu inducție

Scopul său este de a proteja carcasa cuptorului de efectele dăunătoare ale temperaturilor ridicate. Un efect secundar este păstrarea căldurii, prin urmare, crește eficiența procesului.

Crezetul în proiectarea cuptorului cu inducție este realizat în unul dintre următoarele moduri:

• metoda de extracție în cuptoare mici;
• într-un mod batut din material refractar sub formă de zidărie;
• combinate, combinând ceramica și un strat tampon de căptușeală între zidărie și indicator.

Căptușeala este realizată din cuarțit, corindon, grafit, grafit de argilă, magnezit. Toate aceste materiale sunt amestecate cu aditivi care îmbunătățesc caracteristicile căptușelii, reduc modificările de volum, îmbunătățesc sinterizarea și cresc rezistența stratului la materiale agresive.

Pentru a selecta unul sau altul material de căptușeală ia în considerare o serie de condiții conexe, și anume, tipul de metal, prețul și proprietățile refractare ale creuzetului, durata de viață a compoziției. Compoziția corect selectată a căptușelii ar trebui să ofere cerințele tehnice pentru proces:

• obtinerea de lingouri de calitate superioara;
• cel mai mare număr de topire cu drepturi depline fără lucrări de reparații;
• munca în siguranță a specialiștilor;
• stabilitatea și continuitatea procesului de topire;
• obținerea de materiale de înaltă calitate folosind o cantitate economică de resurse;
• aplicare pentru căptușirea materialelor comune la preț mic;
• impact minim asupra mediului.

Utilizarea cuptoarelor cu inducție vă permite să obțineți aliaje și metale de calitate excelentă cu un conținut minim de diverse impurități și oxigen, ceea ce crește utilizarea acestora în zone complexe de producție.