Cum să asamblați un cuptor cu inducție pentru topirea metalului acasă cu propriile mâini. Încălzitor cu inducție: scheme simple pentru implementarea DIY

Popularitatea încălzitorului cu inducție IR2153 poate fi explicată prin faptul că o persoană este mereu în căutare - o căutare nesfârșită de către o persoană pentru surse de căldură pentru a-și încălzi casele, care vor fi: economice, ecologice și funcționale. Mulți chiar au îndrăznit și nu în zadar să facă un încălzitor cu inducție cu propriile mâini pentru a-l conecta la sistemul de încălzire al casei. Articolul va descrie în detaliu cum să faci un încălzitor cu inductor pentru a cheltui un minim Bani si timpul.

Diagrama unui încălzitor cu inducție

Datorită faptului că M. Faraday în îndepărtatul 1831 a descoperit fenomenul inductie electromagnetica lumea a văzut un numar mare de dispozitive care încălzesc apa și alte medii.

Pentru că a fost implementat această descoperire oamenii folosesc zilnic:

• Fierbător electric cu încălzitor cu discuri 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 are loc din cauza furnizării unei tensiuni electrice alternative la înfășurare, determinând apariția unui curent electric alternativ. camp magnetic, 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, încălzitorul de apă, sunt calculate separat pentru fiecare unitate folosind o metodă specială 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.

Facem un încălzitor cu inducție cu propriile noastre mâini

A face o invenție nu este dificil, dacă ai abilități, poți face un dispozitiv bun. Cea mai simplă unitate, care este asamblată manual, constă dintr-o țeavă tăiată (plastic), în interiorul căreia sunt dispuse elemente diferite(metal) a crea un miez.

Ar putea fi:

• Sârmă din oțel inoxidabil;
• Rulate în bile, tăiate în bucăți mici de sârmă - sârmă, al cărei diametru este de 8 mm;
• Găuriți în funcție de diametrul țevii.

DIN Partea exterioară de el sunt lipite bețișoare din fibră de sticlă, iar pe ele trebuie înfășurat un fir de izolație de 1,7 mm grosime. Lungimea firului este de aproximativ 11 m. Apoi încălzitorul cu inducție trebuie testat umplându-l cu apă și conectându-l, de exemplu, la o plită cu inducție marca ORION cu o putere de 2 kW în locul unui inductor standard. Un radiator vortex sudat din mai multe țevi metalice acționează ca un miez extern pentru curenții electrici turbionari, care sunt creați de bobina aceluiași panou.

Ca urmare, se poate trage următoarea concluzie:

1. Puterea termică a dispozitivului de încălzire realizat este mai mare decât puterea electrică a panoului.
2. Numărul și dimensiunea tuburilor au fost alese la întâmplare, dar au creat o suprafață suficientă pentru furnizarea de căldură, care provine din curenții turbionari.
3. Această schemă de încălzire a apei sa dovedit a fi de succes pt caz concret când apartamentul este înconjurat de alte apartamente care sunt încălzite.

Aparatul funcționează corect, așa că dacă aveți dorința, experiența și cunoștințele, puteți da viață acestei idei. Modelele complexe pot necesita utilizarea unui transformator trifazat.

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 la 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 un fenomen frecvent. 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.

Beneficii: încălzire prin inducție metalică

Încălzirea are multe beneficii. Cu acesta, este posibil să se încălzească și să se topească rapid orice material conductor până la o stare lichidă. Face posibilă încălzirea în orice mediu care nu conduce curentul, adică funcția de topire și de lucru.

Pentru că doar conductorul se încălzește, pereții rămân reci. Acest tip de încălzire nu poluează mediul. Dacă arzătoarele cu gaz poluează aerul, atunci încălzirea prin inducție elimină acest lucru, deoarece funcționează radiatie electromagnetica. Dimensiunile compacte ale inductorului. Abilitatea de a crea un dispozitiv de orice formă.

Încălzirea este indispensabilă dacă trebuie să încălziți doar o zonă selectată de la suprafață. De asemenea, dispozitivul trebuie să configureze un astfel de echipament special pentru modul dorit și să îl regleze.

Cum se face un încălzitor cu inducție dintr-o sursă de alimentare a computerului

Încălzitorul poate fi realizat de la o sursă de alimentare a computerului.

Va dura:

• Accelerație de la o unitate de computer;
• ciocan de lipit;
• Aparat de sudura;
• tăietori de sârmă;
• Sârmă de la din oțel inoxidabil 6 mm;
• Sârmă de cupru plat emailat 2 mm;
• Tevi de otel 25 mm;
• Teava plastic 50 mm;
• Accesorii sanitare durabile;
• Supapă explozivă;
• Detalii pentru asamblarea circuitului.

Cazanul constă dintr-o bobină, schimbător de căldură, cutie de borne, dulap de comandă, duze de intrare și de evacuare. Instalarea este simplă, principalul lucru este să urmați schema. O sursă de alimentare bună de laborator poate fi proiectată într-o zi și implementată într-o zi. Dispozitivele sunt conectate printr-un punct de transformare.

Un simplu inductor de făcut singur

În viața de acasă, un inductor HDTV poate fi adesea util.

Acest dispozitiv este adesea folosit pentru a încălzi fiert:

• Piulițe;
• Cadre și grinzi pentru mașini;
• Piese pentru service auto, inclusiv rulmenți și diferite bucșe.

Astfel de dispozitive pot fi cumpărate într-un magazin specializat, la fel ca orice alt echipament, de exemplu, un aparat de aer condiționat cu invertor chinezesc, un senzor seismic, dar sunt foarte scumpe. Cu toate acestea, există o cale de ieșire, este foarte posibil să creați un încălzitor cu inducție acasă. Pentru asamblare veți avea nevoie de un transformator, acesta poate fi realizat din 2 inele. Calitatea de ferită poate fi aplicată M 2000 NM.

În înfășurarea primară, ar trebui să existe aproximativ 26 de spire de sârmă cu un diametru de 0,75 mm. Înfășurarea primară este conectată acolo unde iese invertorul. A doua înfășurare este formată dintr-o buclă dintr-un tub de cupru cu diametrul de 6 mm, este și o ramură a tubului inductor, care trece prin centrul părții inelare a transformatorului.

Inductorul în sine este o bobină de câteva spire de tub de cupru - 4 mm.

Condensatorul, împreună cu dispozitivul, efectuează activitatea unui circuit de oscilație care creează o frecvență de rezonanță (rezonantă) la care este reglat invertorul. Dacă un semifabricat este aranjat în partea centrală a spiralei de cupru, atunci acesta va oferi rezistență activă. HDTV are loc în bobina propriu-zisă, astfel încât tubul cu bobinele se încălzește foarte mult, ceea ce înseamnă că trebuie să fie răcit fără greș, pentru aceasta este posibil să se folosească apă obișnuită din conducte.

Pentru alimentarea inductorului, este necesar să folosiți tuburi dielectrice, deoarece în circuit se dezvoltă o tensiune ridicată. Pe apa curgatoare care răcește inductorul, este necesară o monitorizare constantă, prin urmare este aranjată o inserție specială în dren, la care sunt atașate un termocuplu și un tester pentru a controla regim de temperatură. Dispozitivul ar trebui să folosească cel mai puternic condensator, acesta poate fi asamblat din patruzeci de condensatoare de înaltă tensiune de 0,033 microfarad fiecare.

Încălzitor cu inducție DIY (video)

După cum puteți vedea, realizarea unui inductor cu propriile mâini nu este dificilă, principalul lucru este să urmați schema, puteți, de asemenea, să creați un corn de inducție sau să asamblați un circuit tiristor sau orice altul, de exemplu, conținutul intern al unui tranzistor. .

inducţie cazane de incalzire Acestea sunt dispozitive care au o eficiență foarte mare. Acestea pot reduce semnificativ costurile cu energia în comparație cu aparatele tradiționale echipate cu elemente de încălzire.

Modele productie industriala nu ieftin. Cu toate acestea, oricine poate face un încălzitor cu inducție cu propriile mâini. Stăpânul casei, deținând un set simplu de instrumente. Pentru a-l ajuta, oferim o descriere detaliată a principiului de funcționare și asamblare a unui încălzitor eficient.

încălzire prin inducție imposibil 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.

Folosit ca element de încălzire obiect metalic capabil de a absorbi energie termală sub influența unui câmp magnetic. Dacă conectați corect aceste elemente, puteți obține un dispozitiv de înaltă performanță, care este perfect pentru încălzirea lichidului de răcire și.

Cu un generator electricitate cu caracteristicile necesare este alimentat la inductor, i.e. 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

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

„Plusurile” încălzitorului cu inducție vortex sunt numeroase. Acesta este un circuit simplu pentru auto-fabricare, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri relativ scăzute de energie, termen lung funcționare, probabilitate scăzută de avarii 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, sistem de incalzire 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 ca încălzitorul să se ardă, ceea ce este destul de mare Problemă comună pentru cazane tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, centrala este extrem de silențioasă, izolare fonică suplimentară la locul de instalare a dispozitivului nu este necesar.

Cazanele cu inductie sunt bune si pentru ca nu se scurg aproape niciodata, doar daca instalarea sistemului se face corect. Aceasta este o calitate foarte valoroasă pentru, deoarece elimină sau reduce semnificativ probabilitatea unor situații periculoase.

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.

Concluzii și video util pe această temă

Rola #1. O prezentare generală a principiilor încălzirii prin inducție:

Rola #2. O varianta interesanta fabricarea încălzitorului cu inducție:

Pentru a instala un încălzitor cu inducție, nu trebuie să obțineți permisiunea autorităților de reglementare, modelele industriale ale unor astfel de dispozitive sunt destul de sigure, sunt potrivite atât pentru o casă privată, cât și pentru un apartament obișnuit. Dar proprietarii de unități de casă nu ar trebui să uite de siguranță.

Cuptorul cu inducție a fost inventat cu mult timp în urmă, în 1887, de S. Farranti. Primul plantă industrială câștigat în 1890 la firma Benedicks Bultfabrik. Pentru mult timp cuptoarele cu inducție erau exotice în industrie, dar nu din cauza costului ridicat al electricității, atunci nu era mai scumpă decât acum. În procesele care se desfășoară în cuptoarele cu inducție, existau încă multe lucruri de neînțeles și element de bază electronica nu permitea crearea unor circuite de control eficiente pentru ei.

În domeniul cuptorului cu inducție, o revoluție a avut loc literalmente în fața ochilor noștri astăzi, datorită apariției, în primul rând, a microcontrolerelor, a căror putere de calcul depășește aceea calculatoare personale acum zece ani. În al doilea rând, datorită... comunicațiilor mobile. Dezvoltarea sa a necesitat apariția la vânzare a tranzistoarelor ieftine capabile să furnizeze mai mulți kW de putere la frecvențe înalte. Ei, la rândul lor, au fost creați pe baza heterostructurilor semiconductoare, pentru cercetarea cărora fizicianul rus Zhores Alferov a primit Premiul Nobel.

În cele din urmă, sobele cu inducție nu numai că s-au schimbat complet în industrie, ci și au intrat pe scară largă în viața de zi cu zi. Interesul pentru subiect a dat naștere la o mulțime de produse de casă, care, în principiu, ar putea fi utile. Dar majoritatea autorilor de design și idei (ale căror descrieri din surse sunt mult mai mult decât produse viabile) au o idee slabă atât despre elementele de bază ale fizicii încălzirii prin inducție, cât și despre pericol potenţial structuri prost executate. Acest articol își propune să clarifice unele dintre cele mai confuze puncte. Materialul este construit pe baza unor structuri specifice:

1. Un cuptor cu canal industrial pentru topirea metalului și posibilitatea de a-l crea singur.
2. cuptoare cu creuzet tip de inducție, cel mai ușor de executat și cel mai popular printre bricolagi.
3. Cazane cu inductie de apa calda, inlocuind rapid cazanele cu elemente de incalzire.
4. Aparatele casnice de gătit cu inducție concurează cu sobe pe gaz iar într-o serie de parametri superioară cuptorului cu microunde.

Notă: toate dispozitivele luate în considerare se bazează pe inducția magnetică creată de un inductor (inductor) și, prin urmare, sunt numite inducție. În ele pot fi topite/încălzite numai materiale conductoare de electricitate, metale etc. Există, de asemenea, cuptoare capacitive cu inducție electrică bazate pe inducția electrică în dielectricul dintre plăcile condensatoarelor; acestea sunt utilizate pentru topirea „blandă” și tratarea termică electrică a materialelor plastice. Dar sunt mult mai puțin obișnuite decât cele inductoare, luarea în considerare a lor necesită o discuție separată, așa că să lăsăm deocamdată.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare cuptor cu inducție ilustrează fig. pe dreapta. În esență, este un transformator electric cu o înfășurare secundară scurtcircuitată:

• Generatorul de tensiune alternativă G creează un curent alternativ I1 în inductorul L (bobina de încălzire).
• Condensatorul C împreună cu L formează un circuit oscilator reglat la frecvența de funcționare, aceasta mărește în majoritatea cazurilor parametrii tehnici ai instalației.
• Dacă generatorul G este auto-oscilant, atunci C este adesea exclus din circuit, folosind în schimb propria capacitate a inductorului. Pentru inductorii de înaltă frecvență descriși mai jos, este vorba de câteva zeci de picofaradi, care corespund doar intervalului de frecvență de funcționare.
• Inductorul, în conformitate cu ecuațiile lui Maxwell, creează în spațiul înconjurător un câmp magnetic alternant cu puterea H. Câmpul magnetic al inductorului poate fi fie închis printr-un miez feromagnetic separat, fie poate exista în spațiul liber.
• Câmpul magnetic, care pătrunde în piesa de prelucrat (sau sarcina de topire) W plasată în inductor, creează un flux magnetic F în acesta.
• Ф, dacă W este conductiv electric, induce un curent secundar I2 în el, atunci aceleași ecuații Maxwell.
• Dacă Ф este suficient de masiv și solid, atunci I2 se închide în interiorul W, formând un curent turbionar sau curent Foucault.
• Curenții turbionari, conform legii Joule-Lenz, eliberează energia primită de acesta prin inductor și câmpul magnetic de la generator, încălzind piesa de prelucrat (încărcare).

Din punct de vedere al fizicii, interacțiunea electromagnetică este destul de puternică și are o acțiune destul de mare la distanță lungă. Prin urmare, în ciuda conversiei de energie în mai multe etape, cuptorul cu inducție este capabil să prezinte o eficiență de până la 100% în aer sau vid.

Notă: într-un mediu dielectric neideal cu permitivitate >1, eficiența potențial realizabilă a cuptoarelor cu inducție scade și, într-un mediu cu permeabilitate magnetică >1, se obține Eficiență ridicată Mai uşor.

cuptor cu canal

Cuptorul de topire cu inductie cu canal este primul folosit in industrie. Este similar din punct de vedere structural cu un transformator, vezi fig. pe dreapta:

1. Înfășurarea primară, alimentată cu curent de frecvență industrial (50/60 Hz) sau crescută (400 Hz), este realizată dintr-un tub de cupru răcit din interior de un transportator de căldură lichid;
2. Înfășurare secundară în scurtcircuit - topire;
3. Un creuzet inelar format dintr-un dielectric rezistent la căldură în care este plasată topitura;
4. Setarea tipului plăcilor de miez magnetic din oțel al transformatorului.

Cuptoarele cu canal sunt folosite pentru topit duraluminiu, aliaje speciale neferoase și pentru producerea fontei de înaltă calitate. Cuptoarele industriale cu canal necesită însămânțare cu topitură, altfel „secundarul” nu se va scurtcircuita și nu va exista încălzire. Sau vor avea loc descărcări de arc între firimiturile încărcăturii și întreaga topitură va exploda pur și simplu. Prin urmare, înainte de a porni cuptorul, se toarnă puțină topitură în creuzet, iar porțiunea retopită nu este turnată complet. Metalurgiștii spun că cuptorul cu canal are o capacitate reziduală.

Un cuptor cu conducte cu o putere de până la 2-3 kW poate fi realizat și dintr-un transformator industrial de sudură în frecvență. Într-un astfel de cuptor se pot topi până la 300-400 g de zinc, bronz, alamă sau cupru. Se poate topi duraluminiul, doar turnarea trebuie lăsată să îmbătrânească după răcire, de la câteva ore până la 2 săptămâni, în funcție de compoziția aliajului, pentru a câștiga rezistență, tenacitate și elasticitate.

Notă: duraluminul a fost în general inventat accidental. Dezvoltatorii, supărați că era imposibil să aliați aluminiul, au aruncat o altă probă „nu” în laborator și au mers la o groază de durere. S-a trezit, s-a întors - dar niciunul nu și-a schimbat culoarea. Verificat - și a câștigat putere aproape de oțel, rămânând ușor ca aluminiul.

„Primarul” transformatorului este lăsat ca standard, este deja proiectat să funcționeze în modul de scurtcircuit al secundarului cu un arc de sudare. „Secundarul” este îndepărtat (apoi îl puteți pune la loc și puteți utiliza transformatorul conform scopul propus), și a pus în schimb un creuzet inelar. Dar încercarea de a converti un invertor RF de sudare într-un cuptor cu canal este periculoasă! Miezul său de ferită se va supraîncălzi și se va rupe în bucăți datorită faptului că constanta dielectrică a feritei >> 1, vezi mai sus.

Problema capacității reziduale într-un cuptor cu putere redusă dispare: un fir din același metal, îndoit într-un inel și cu capete răsucite, este plasat în încărcătura pentru însămânțare. Diametrul firului – de la 1 mm/kW putere cuptor.

Dar există o problemă cu creuzetul inelar: singurul material potrivit pentru un creuzet mic este electroporțelanul. Acasă, este imposibil să-l procesezi singur, dar de unde pot obține unul potrivit achiziționat? Alte materiale refractare sunt nepotrivite din cauza pierderilor dielectrice mari din ele sau a porozității și scăzute Putere mecanică. Prin urmare, deși cuptorul cu canal oferă topitură de cea mai înaltă calitate, nu necesită electronică, iar eficiența sa depășește deja 90% la o putere de 1 kW, acestea nu sunt folosite de oamenii de casă.

Sub creuzetul obișnuit

Capacitatea reziduală i-a iritat pe metalurgiști - aliaje scumpe topite. Prin urmare, de îndată ce tuburile radio suficient de puternice au apărut în anii 20 ai secolului trecut, s-a născut imediat o idee: aruncați un circuit magnetic pe (nu vom repeta idiomurile profesionale ale oamenilor duri) și puneți un creuzet obișnuit direct în inductor, vezi fig.

Nu puteți face acest lucru la o frecvență industrială, un câmp magnetic de joasă frecvență fără un circuit magnetic care îl concentrează se va răspândi (acesta este așa-numitul câmp rătăcit) și va renunța la energia sa oriunde, dar nu în topitură. Câmpul parazit poate fi compensat prin creșterea frecvenței la una mare: dacă diametrul inductorului este proporțional cu lungimea de undă a frecvenței de operare și întregul sistem este în rezonanță electromagnetică, atunci până la 75% sau mai mult din energie din câmpul său electromagnetic va fi concentrat în interiorul bobinei „fără inimă”. Eficiența va fi corespunzătoare.

Cu toate acestea, deja în laboratoare s-a dovedit că autorii ideii au trecut cu vederea circumstanța evidentă: topirea în inductor, deși diamagnetică, dar conductivă electric, datorită propriului câmp magnetic de la curenții turbionari, modifică inductanța bobinei de încălzire. . Frecvența inițială a trebuit să fie setată sub încărcarea rece și schimbată pe măsură ce se topea. Mai mult decât atât, în limitele mai mari, cu cât piesa de prelucrat este mai mare: dacă pentru 200 g de oțel te descurci cu o gamă de 2-30 MHz, atunci pentru un semifabricat cu rezervor feroviar, frecvența inițială va fi de aproximativ 30-40 Hz. , iar frecvența de lucru va fi de până la câțiva kHz.

Este dificil să se realizeze automatizări adecvate pe lămpi, să „trage” frecvența în spatele unui blanc - este nevoie de un operator înalt calificat. În plus, la frecvențe joase, câmpul parazit se manifestă în cel mai puternic mod. Topitura, care într-un astfel de cuptor este și miezul bobinei, colectează într-o oarecare măsură un câmp magnetic în apropierea acesteia, dar totuși, pentru a obține o eficiență acceptabilă, a fost necesar să se înconjoare întreg cuptorul cu un scut feromagnetic puternic. .

Cu toate acestea, datorită meritelor lor remarcabile și calități unice(vezi mai jos) cuptoarele cu inducție cu creuzet sunt utilizate pe scară largă atât în ​​industrie, cât și de către bricolașii. Prin urmare, ne vom opri mai detaliat asupra modului de a face acest lucru corect cu propriile mâini.

Un pic de teorie

Când proiectați o „inducție” de casă, trebuie să vă amintiți cu fermitate: consumul minim de energie nu corespunde eficienței maxime și invers. Soba va prelua puterea minimă din rețea atunci când funcționează la frecvența de rezonanță principală, Poz. 1 din fig. În acest caz, martorul/încărcarea (și la frecvențe inferioare, pre-rezonante) funcționează ca o bobină scurtcircuitată și doar o celulă convectivă este observată în topitură.

În modul principal de rezonanță într-un cuptor de 2-3 kW, se pot topi până la 0,5 kg de oțel, dar încărcarea / țagla va dura până la o oră sau mai mult pentru a se încălzi. În consecință, consumul total de energie electrică din rețea va fi mare, iar eficiența generală va fi scăzută. La frecvențe pre-rezonante - chiar mai mici.

Ca urmare, cuptoarele cu inducție pentru topirea metalelor funcționează cel mai adesea la a 2-a, a 3-a și alte armonice superioare (Poz. 2 din figură).Puterea necesară pentru încălzire / topire crește; pentru aceeași liră de oțel pe 2 vor fi nevoie de 7-8 kW, pe 3 10-12 kW. Dar încălzirea are loc foarte repede, în minute sau fracțiuni de minute. Prin urmare, eficiența este mare: aragazul nu are timp să „mănânce” mult, deoarece topitura poate fi deja turnată.

Cuptoarele pe armonici au cel mai important, chiar unic avantaj: mai multe celule convective apar în topitură, amestecând-o instantaneu și temeinic. Prin urmare, este posibil să se efectueze topirea în așa-numita. încărcare rapidă, obținând aliaje care sunt fundamental imposibil de topit în orice alte cuptoare de topire.

Dacă, totuși, frecvența este „înălțată” de 5-6 sau de mai multe ori mai mare decât cea principală, atunci eficiența scade oarecum (puțin) dar apare o altă proprietate remarcabilă a inducției armonice: încălzirea suprafeței datorită efectului pielii, care deplasează. EMF la suprafața piesei de prelucrat, Poz. 3 din fig. Pentru topire, acest mod este rar folosit, dar pentru încălzirea semifabricatelor pentru cementarea și întărirea suprafeței, este un lucru frumos. Tehnologia modernă fără o astfel de metodă de tratament termic ar fi pur și simplu imposibilă.

Despre levitația în inductor

Și acum să facem truc: înfășurați primele 1-3 spire ale inductorului, apoi îndoiți tubul / magistrala cu 180 de grade și înfășurați restul înfășurării în direcția opusă (Poz. 4 din figură). Conectați-l la generatorul, introduceți creuzetul în inductor în sarcină, dați curent. Să așteptăm topirea, scoatem creuzetul. Topitura din inductor se va colecta într-o sferă, care va rămâne agățată acolo până când oprim generatorul. Apoi va cădea.

Efectul de levitație electromagnetică a topiturii este utilizat pentru purificarea metalelor prin topire în zone, pentru obținerea de bile și microsfere metalice de înaltă precizie etc. Dar pentru un rezultat corect, topirea trebuie efectuată în vid înalt, așa că aici levitația din inductor este menționată doar pentru informare.

De ce un inductor acasă?

După cum puteți vedea, chiar și o sobă cu inducție de putere redusă pentru cablarea rezidențială și limitele de consum este destul de puternică. De ce merită să o faci?

În primul rând, pentru purificarea și separarea metalelor prețioase, neferoase și rare. Luați, de exemplu, un vechi conector radio sovietic cu contacte placate cu aur; aur/argint pentru placare nu a fost cruțat atunci. Punem contactele într-un creuzet îngust înalt, le punem într-un inductor, topim la rezonanța principală (vorbind profesional, la modul zero). La topire, reducem treptat frecvența și puterea, permițând semifabricatului să se solidifice timp de 15 minute - o jumătate de oră.

După răcire, spargem creuzetul și ce vedem? Bolard din alamă cu vârf auriu clar vizibil care trebuie doar tăiat. Fără mercur, cianuri și alți reactivi mortali. Acest lucru nu poate fi realizat prin încălzirea topiturii din exterior în niciun fel, convecția în ea nu va funcționa.

Ei bine, aurul este aur, iar acum fier vechi negru nu zace pe drum. Dar aici este nevoie de uniform, sau precis dozat pe suprafața / volumul / temperatura de încălzire Părți metalice pentru călire de înaltă calitate, un bricolaj sau un antreprenor individual îl va avea întotdeauna. Și aici din nou soba cu inductor va ajuta, iar consumul de energie electrică va fi fezabil pentru bugetul familiei: la urma urmei, ponderea principală a energiei de încălzire cade pe căldura latentă de topire a metalului. Și schimbând puterea, frecvența și locația piesei în inductor, puteți încălzi exact locul potrivit exact așa cum ar trebui, vezi fig. de mai sus.

În cele din urmă, realizarea unui inductor formă specială(vezi figura din stânga), puteți elibera partea întărită locul potrivit, la rupere cementare cu intarire la capete/capete. Apoi, acolo unde este necesar, ne îndoim, scuipăm, iar restul rămâne solid, vâscos, elastic. La sfârșit, îl puteți încălzi din nou, acolo unde a fost eliberat, și îl puteți întări din nou.

Să pornim aragazul: ce trebuie să știi

Câmpul electromagnetic (EMF) afectează corpul uman, cel puțin încălzindu-l în întregime, precum carnea la cuptorul cu microunde. Prin urmare, atunci când lucrați cu un cuptor cu inducție ca proiectant, maistru sau operator, trebuie să înțelegeți clar esența următoarelor concepte:

PES este densitatea fluxului de energie al câmpului electromagnetic. Determină efectul fiziologic general al EMF asupra organismului, indiferent de frecvența radiațiilor, deoarece. EMF PES de aceeași intensitate crește odată cu frecvența radiației. conform standardelor sanitare tari diferite valoarea admisă a PES de la 1 la 30 mW pe 1 mp. m. de suprafata corpului cu o expunere constanta (peste 1 ora pe zi) si de trei pana la cinci ori mai mult cu o singura perioada de scurta durata, pana la 20 de minute.

Notă: Statele Unite se deosebesc, au un PES admisibil de 1000 mW (!) pe km2. m. corp. De fapt, americanii consideră că manifestările sale externe sunt începutul impactului fiziologic, atunci când o persoană se îmbolnăvește deja, iar consecințele pe termen lung ale expunerii la EMF sunt complet ignorate.

PES cu distanța de la o sursă punctiformă de radiație cade pe pătratul distanței. Ecranarea cu un singur strat cu plasă galvanizată sau galvanizată cu ochiuri fine reduce PES de 30-50 de ori. În apropierea bobinei de-a lungul axei sale, PES va fi de 2-3 ori mai mare decât pe lateral.

Să explicăm cu un exemplu. Există un inductor pentru 2 kW și 30 MHz cu o eficiență de 75%. Prin urmare, 0,5 kW sau 500 W vor ieși din el. La o distanță de 1 m de acesta (aria unei sfere cu o rază de 1 m este de 12,57 mp) pe 1 mp. m. va avea 500 / 12,57 \u003d 39,77 W și aproximativ 15 W de persoană, asta este mult. Inductorul trebuie așezat vertical, înainte de a porni cuptorul, puneți un capac de protecție împământat pe acesta, monitorizați procesul de la distanță și opriți imediat cuptorul după ce este finalizat. La o frecvență de 1 MHz, PES va scădea cu un factor de 900, iar un inductor ecranat poate fi operat fără precauții speciale.

SHF - frecvențe ultra-înalte. În electronica radio, cuptoarele cu microunde sunt considerate cu așa-numitele. Banda Q, dar conform fiziologiei cuptorului cu microunde, începe de la aproximativ 120 MHz. Motivul este încălzirea prin inducție electrică a plasmei celulare și fenomenele de rezonanță în moleculele organice. cuptorul cu microunde are o direcție specifică actiune biologica cu consecinte pe termen lung. Este suficient să obțineți 10-30 mW timp de o jumătate de oră pentru a submina sănătatea și/sau capacitatea de reproducere. Susceptibilitatea individuală la microunde este foarte variabilă; lucrând cu el, trebuie să fii supus în mod regulat unui examen medical special.

Este foarte dificil să opriți radiația cu microunde, așa cum spun profesioniștii, aceasta „sifonează” prin cea mai mică crăpătură a ecranului sau la cea mai mică încălcare a calității solului. O luptă eficientă împotriva radiațiilor cu microunde a echipamentelor este posibilă numai la nivelul proiectării sale de către specialiști cu înaltă calificare.

Componentele cuptorului

Inductor

Cea mai importantă parte a unui cuptor cu inducție este bobina sa de încălzire, inductorul. Pentru sobe de casă pentru putere de până la 3 kW, va merge un inductor dintr-un tub de cupru gol cu ​​diametrul de 10 mm sau un bus de cupru gol cu ​​o secțiune transversală de cel puțin 10 metri pătrați. mm. Diametrul interior al inductorului este de 80-150 mm, numărul de spire este de 8-10. Virajele nu trebuie să se atingă, distanța dintre ele este de 5-7 mm. De asemenea, nicio parte a inductorului nu trebuie să-și atingă ecranul; jocul minim este de 50 mm. Prin urmare, pentru a trece cablurile bobinei către generator, este necesar să se prevadă o fereastră în ecran care să nu interfereze cu demontarea/instalarea acestuia.

Inductoarele cuptoarelor industriale sunt răcite cu apă sau antigel, dar la o putere de până la 3 kW, inductorul descris mai sus nu necesită răcire forțată atunci când funcționează până la 20-30 de minute. Cu toate acestea, în același timp, el însuși devine foarte fierbinte, iar scara de pe cupru reduce drastic eficiența cuptorului, până la pierderea eficienței acestuia. Fă-ți propriul inductor răcit cu lichid imposibil, așa că va trebui schimbat din când în când. Răcirea forțată cu aer nu poate fi utilizată: plastic sau carcasa metalica ventilatorul de lângă bobină va „atrage” EMF la sine, se va supraîncălzi și eficiența cuptorului va scădea.

Notă: pentru comparație - un inductor pentru un cuptor de topire pentru 150 kg de oțel este îndoit din teava de cupru 40 mm diametru exterior și 30 mm în interior. Numărul de spire este de 7, diametrul bobinei în interior este de 400 mm, înălțimea este de asemenea de 400 mm. Pentru acumularea sa în modul zero, sunt necesari 15-20 kW în prezența unui circuit de răcire închis cu apă distilată.

Generator

A doua parte principală a cuptorului este alternatorul. Nu merită să încerci să faci un cuptor cu inducție fără a cunoaște elementele de bază ale electronicii radio cel puțin la nivelul unui radioamator de calificare medie. Operați - și, pentru că dacă aragazul nu este sub controlul computerului, îl puteți seta în modul doar simțind circuitul.

Atunci când alegeți un circuit generator, soluțiile care oferă un spectru de curent dur trebuie evitate în toate modurile posibile. Ca anti-exemplu, vă prezentăm un circuit destul de comun bazat pe un comutator tiristor, vezi fig. de mai sus. Calculul de care dispune un specialist conform oscilogramei atașate acesteia de autor arată că PES-ul la frecvențe peste 120 MHz de la un inductor alimentat astfel depășește 1 W/kv. m. la o distanta de 2,5 m de instalatie. Simplitate ucigașă, nu vei spune nimic.

Ca o curiozitate nostalgică, dăm și o diagramă a unui generator de lampă antic, vezi fig. pe dreapta. Acestea au fost făcute de radioamatorii sovietici încă din anii 50, fig. pe dreapta. Setarea la modul - printr-un condensator de aer de capacitate variabilă C, cu un spațiu între plăci de cel puțin 3 mm. Funcționează numai în modul zero. Indicatorul de reglare este un bec cu neon L. O caracteristică a circuitului este un spectru de radiații foarte moale, „tub”, astfel încât să puteți utiliza acest generator fără precauții speciale. Dar - vai! - nu veți găsi lămpi pentru el acum, iar cu o putere în inductor de aproximativ 500 W, consumul de energie din rețea este mai mare de 2 kW.

Notă: frecvența de 27,12 MHz indicată în diagramă nu este optimă, s-a ales din motive de compatibilitate electromagnetică. În URSS, era o frecvență liberă („gunoi”), pentru care nu era necesară permisiunea, atâta timp cât dispozitivul nu dădea interferență nimănui. În general, C poate reconstrui generatorul într-o gamă destul de largă.

Pe următoarea fig. stânga - cel mai simplu generator cu autoexcitare. L2 - inductor; L1 - bobină părere, 2 spire de sârmă emailată cu diametrul de 1,2-1,5 mm; L3 - gol sau încărcare. Capacitatea proprie a inductorului este folosită ca capacitate de buclă, astfel încât acest circuit nu necesită reglare, intră automat în modul zero. Spectrul este moale, dar dacă fazarea lui L1 este incorectă, tranzistorul se arde instantaneu, deoarece. este în modul activ de la scurtcircuit la curent continuuîn circuitul colectorului.

De asemenea, tranzistorul se poate arde pur și simplu dintr-o schimbare temperatura exterioară sau autoîncălzirea cristalului - nu sunt prevăzute măsuri pentru stabilizarea regimului acestuia. În general, dacă aveți KT825 vechi sau altele asemănătoare pe undeva, atunci puteți începe experimente privind încălzirea prin inducție din această schemă. Tranzistorul trebuie instalat pe un radiator cu o suprafață de cel puțin 400 de metri pătrați. vezi cu fluxul de aer de la un computer sau un ventilator similar. Reglarea capacității în inductor, până la 0,3 kW - prin schimbarea tensiunii de alimentare în intervalul 6-24 V. Sursa sa trebuie să furnizeze un curent de cel puțin 25 A. Disiparea de putere a rezistențelor divizorului de tensiune de bază este la minim 5 W.

Schema în continuare. orez. în dreapta - un multivibrator cu sarcină inductivă pe tranzistoare puternice cu efect de câmp (450 V Uk, cel puțin 25 A Ik). Datorită utilizării capacității în circuitul circuitului oscilator, oferă un spectru destul de moale, dar în afara modului, prin urmare este potrivit pentru încălzirea pieselor de până la 1 kg pentru călire/călire. Principalul dezavantaj al circuitului este costul ridicat al componentelor, al dispozitivelor de câmp puternice și al diodelor de înaltă tensiune (frecvență de tăiere de cel puțin 200 kHz) în circuitele lor de bază. Tranzistoarele de putere bipolare din acest circuit nu funcționează, se supraîncălzi și se ard. Radiatorul de aici este același ca în cazul precedent, dar fluxul de aer nu mai este necesar.

Următoarea schemă pretinde deja a fi universală, cu o putere de până la 1 kW. Acesta este un generator push-pull cu excitație independentă și un inductor cu punte. Vă permite să lucrați în modul 2-3 sau în modul de încălzire la suprafață; frecvența este reglată de un rezistor variabil R2, iar intervalele de frecvență sunt comutate de condensatoarele C1 și C2, de la 10 kHz la 10 MHz. Pentru primul interval (10-30 kHz), capacitatea condensatoarelor C4-C7 ar trebui crescută la 6,8 uF.

Transformatorul dintre cascade se află pe un inel de ferită cu o zonă a secțiunii transversale a circuitului magnetic de la 2 mp. vezi Înfășurări - din sârmă emailată 0,8-1,2 mm. Radiator cu tranzistor - 400 mp. vezi patru cu flux de aer. Curentul din inductor este aproape sinusoidal, astfel încât spectrul de emisie este moale și la toate frecvențele de operare măsuri suplimentare protecția nu este necesară, sub rezerva lucrărilor până la 30 de minute pe zi după 2 zile în a 3-a.

Video: încălzitor cu inducție de casă la serviciu

Cazane cu inducție

inducţie cazane de apa calda, fără îndoială, va înlocui cazanele cu elemente de încălzire oriunde electricitatea este mai ieftină decât alte tipuri de combustibil. Dar avantajele lor incontestabile au dat naștere și la o masă de produse de casă, din care un specialist uneori își pune literalmente părul pe cap.

Să spunem acest design: un inductor înconjoară o țeavă de propilenă cu apă curentă și este alimentat de un invertor RF de sudare de 15-25 A. Opțiune - o gogoașă goală (tor) este realizată din plastic rezistent la căldură, apa trece prin țevi prin ea și înfășurate pentru încălzirea autobuzului, formând un inductor spiralat.

EMF își va transfera energia în puțul de apă; are o conductivitate electrică bună și o constantă dielectrică anormal de mare (80). Amintiți-vă cum picăturile de umiditate rămase pe vase sunt aruncate în cuptorul cu microunde.

Dar, în primul rând, pentru o încălzire completă a unui apartament sau iarna este nevoie de cel puțin 20 kW de căldură, cu izolație atentă din exterior. 25 A la 220 V da doar 5,5 kW (si cat costa aceasta electricitate conform tarifelor noastre?) La randament 100%. Bine, să presupunem că suntem în Finlanda, unde electricitatea este mai ieftină decât gazul. Dar limita de consum pentru locuințe este încă de 10 kW și trebuie să plătești pentru bust la o rată mai mare. Și cablajul apartamentului nu va rezista la 20 kW, trebuie să trageți un alimentator separat de la substație. Cat ar costa un astfel de job? Dacă electricienii sunt încă departe de a domina raionul și vor permite.

Apoi, schimbătorul de căldură în sine. Trebuie să fie fie metal masiv, atunci va funcționa numai încălzirea prin inducție a metalului, fie din plastic cu pierderi dielectrice scăzute (propilena, apropo, nu este una dintre acestea, doar fluoroplastic scump este potrivit), apoi apa va fi direct absorb energia EMF. Dar, în orice caz, se dovedește că inductorul încălzește întregul volum al schimbătorului de căldură și numai suprafața sa interioară eliberează căldură apei.

Drept urmare, cu prețul multor lucrări cu risc pentru sănătate, obținem un cazan cu eficiența unui incendiu în peșteră.

Cazan de incalzire cu inductie productie industriala este amenajat într-un mod cu totul diferit: simplu, dar imposibil acasă, vezi fig. pe dreapta:

• Un inductor masiv de cupru este conectat direct la rețea.
• EMF-ul său este, de asemenea, încălzit de un schimbător de căldură labirint masiv din metal fabricat din metal feromagnetic.
• Labirintul izolează simultan inductorul de apă.

Un astfel de cazan costă de câteva ori mai mult decât unul convențional cu element de încălzire și este potrivit pentru instalare numai pe țevi din plastic, dar în schimb oferă o mulțime de beneficii:

1. Nu se arde niciodată - nu există bobină electrică fierbinte în el.
2. Labirintul masiv protejează în mod fiabil inductorul: PES în imediata apropiere a cazanului cu inducție de 30 kW este zero.
3. Eficiență - mai mult de 99,5%
4. Este absolut sigur: propria sa constantă de timp a unei bobine cu o inductanță mare este mai mare de 0,5 s, ceea ce este de 10-30 de ori mai mare decât timpul de declanșare al RCD sau al mașinii. De asemenea, este accelerată de „recul” de la tranzitoriu în timpul defalcării inductanței pe carcasă.
5. Defalcarea în sine din cauza „stejarului” structurii este extrem de puțin probabilă.
6. Nu necesită împământare separată.
7. Indiferent la lovitura de fulger; ea nu poate arde o bobină masivă.
8. Suprafața mare a labirintului asigură un schimb eficient de căldură cu un gradient de temperatură minim, ceea ce aproape elimină formarea de calcar.
9. Durabilitate mare și ușurință în utilizare: un cazan cu inducție, împreună cu un sistem hidromagnetic (HMS) și un filtru de colector, funcționează fără întreținere de cel puțin 30 de ani.

Despre cazane de casă pentru alimentare cu apă caldă

Aici în fig. o diagramă a unui încălzitor cu inducție de putere redusă pentru sisteme ACM cu rezervor de stocare. În esență, orice transformator de putere la 0,5-1,5 kW cu o înfășurare primară de 220 V. Transformatoarele duble de la televizoarele color cu tub vechi - „sicrie” pe un miez magnetic cu două tije de tip PL sunt foarte potrivite.

Înfășurarea secundară este îndepărtată, primarul este rebobinat pe o tijă, crescând numărul de spire pentru a funcționa într-un mod apropiat de un scurtcircuit (scurtcircuit) în secundar. Înfășurarea secundară în sine este apă într-un cot în formă de U dintr-o țeavă care acoperă o altă tijă. Țeavă de plastic sau metal - nu contează la frecvența industrială, dar țeava metalică trebuie izolată de restul sistemului cu inserții dielectrice, așa cum se arată în figură, astfel încât curentul secundar să se închidă doar prin apă.

În orice caz, un astfel de încălzitor de apă este periculos: o posibilă scurgere este adiacentă înfășurării sub tensiune de rețea. Dacă ne asumăm un astfel de risc, atunci în circuitul magnetic este necesar să forăm o gaură pentru șurubul de împământare și, în primul rând, strâns, în pământ, împământăm transformatorul și rezervorul cu un bus de oțel de cel puțin 1,5 metri pătrați. . vezi (nu mm pătrați!).

Apoi, transformatorul (ar trebui să fie amplasat direct sub rezervor), cu un fir de rețea dublu izolat conectat la el, un electrod de împământare și o bobină de încălzire a apei, este turnat într-o „păpușă” izolant de silicon ca un motor al pompei cu filtru de acvariu. În cele din urmă, este foarte de dorit să conectați întreaga unitate la rețea printr-un RCD electronic de mare viteză.

Video: cazan „inductie” bazat pe gresie de uz casnic

Inductor în bucătărie

inducţie plite pentru bucătărie au devenit deja familiare, vezi fig. Conform principiului de funcționare, aceasta este aceeași sobă cu inducție, doar fundul oricărui vas de gătit metalic acționează ca o înfășurare secundară scurtcircuitată, vezi fig. în dreapta, și nu numai dintr-un material feromagnetic, așa cum scriu adesea oamenii care nu știu. Doar că ustensilele din aluminiu intră în uz; medicii au dovedit că aluminiul liber este cancerigen, iar cuprul și staniul nu mai sunt folosite de mult din cauza toxicității.

Plitele cu inducție de uz casnic sunt un produs al erei high-tech, deși ideea originii sale s-a născut în același timp cu cuptoarele de topire cu inducție. În primul rând, pentru a izola inductorul de gătit, a fost nevoie de un dielectric puternic, rezistent, igienic și fără EMF. Compozitele ceramice-sticlă adecvate sunt relativ recente în producție, iar placa de sus a aragazului reprezintă o parte semnificativă a costului său.

Apoi, toate vasele de gătit sunt diferite, iar conținutul lor își schimbă parametrii electrici, iar modurile de gătit sunt, de asemenea, diferite. Răsuciți cu atenție mânerele la moda dorita aici și un specialist nu va face, aveți nevoie de un microcontroler de înaltă performanță. În cele din urmă, curentul din inductor trebuie să fie, conform cerințelor sanitare, un sinusoid pur, iar mărimea și frecvența acestuia trebuie să varieze într-un mod complex în funcție de gradul de pregătire al antenei. Adică, generatorul trebuie să fie cu generare de curent de ieșire digitală, controlat de același microcontroler.

Nu are sens să-ți faci singur un aragaz de bucătărie cu inducție: numai pentru componente electronice la prețurile de vânzare cu amănuntul, se vor cheltui mai mulți bani decât pe finit gresie bune. Și este încă greu de gestionat aceste dispozitive: cine are unul știe câte butoane sau senzori sunt cu inscripțiile: „Tocană”, „Roast”, etc. Autorul acestui articol a văzut o placă cu cuvintele „Navy Borscht” și „Pretanière Soup” enumerate separat.

Cu toate acestea, aragazele cu inducție au o mulțime de avantaje față de altele:

• Aproape zero, spre deosebire de cuptoarele cu microunde, PES, chiar stați singuri pe această țiglă.
• Posibilitate de programare pentru prepararea celor mai complexe preparate.
• Topirea ciocolatei, topirea peștelui și a grăsimii de pasăre, făcând caramel fără cel mai mic semn de arsură.
• Eficiență economică ridicată, ca urmare a încălzirii rapide și a concentrării aproape complete a căldurii în vasele de gătit.

Până la ultimul punct: uitați-vă la fig. în dreapta, sunt grafice pentru încălzirea gătitului pe o plită cu inducție și arzător de gaz. Cei care sunt familiarizați cu integrarea vor înțelege imediat că inductorul este cu 15-20% mai economic și nu poate fi comparat cu o „clatită” din fontă. Costul banilor pentru energie în prepararea celor mai multe feluri de mâncare pt plita cu inductie comparabil cu gazul și chiar mai puțin pentru tocănirea și fierberea supelor groase. Inductorul este încă inferior gazului numai în timpul coacerii, când este necesară încălzirea uniformă din toate părțile.

Video: încălzitor de gătit cu inducție eșuat

In cele din urma

Deci, este mai bine să cumpărați aparate electrice cu inducție gata făcute pentru încălzirea apei și gătit, va fi mai ieftin și mai ușor. Dar nu va strica să porniți un cuptor cu creuzet cu inducție de casă într-un atelier de acasă: vor deveni disponibile metode subtile de topire și tratare termică a metalelor. Trebuie doar să vă amintiți despre PES cu cuptorul cu microunde și să urmați cu strictețe regulile de proiectare, fabricare și funcționare.

încălzitor cu inducție poate fi instalat în apartament, pentru aceasta nu aveți nevoie de aprobări și costurile și necazurile asociate. Dorința proprietarului este suficientă. Un proiect de conectare este necesar doar teoretic. Acesta a devenit unul dintre motivele popularității încălzitoarelor cu inducție, în ciuda costului decent al electricității.

Metoda de încălzire prin inducție

Încălzirea prin inducție este încălzirea printr-un câmp electromagnetic alternativ a unui conductor plasat în acest câmp. În conductor apar curenți turbionari (curenții Foucault), care îl încălzesc. În esență, este un transformator, înfășurarea primară este o bobină numită inductor, iar înfășurarea secundară este o filă sau înfășurare scurtcircuitată. Căldura nu este furnizată filei, ci este generată în ea însăși curenti vagabonzi. Totul în jurul ei rămâne rece, ceea ce este un avantaj cert al dispozitivelor de acest gen.

Căldura din inserție este distribuită neuniform, dar numai în straturile sale de suprafață și mai mult în volum este distribuită datorită conductivității termice a materialului inserției. Mai mult, odată cu creșterea frecvenței câmpului magnetic alternativ, adâncimea de penetrare scade, iar intensitatea crește.

Pentru a opera inductorul cu o frecvență mai mare decât în ​​rețea (50 Hz), se folosesc convertoare de frecvență cu tranzistori sau tiristoare. Convertoarele tiristoare vă permit să primiți frecvențe de până la 8 kHz, tranzistor - până la 25 kHz. Schemele de cablare sunt ușor de găsit.

Când planificați instalarea sistemelor de încălzire în Propia casă sau în țară, pe lângă alte opțiuni pentru combustibil lichid sau solid, este necesar să se ia în considerare opțiunea de utilizare a încălzirii prin inducție a cazanului. Cu această încălzire nu pot economisi energie electrică, dar nu există substanțe periculoase pentru sănătate.

Scopul principal al inductorului este generarea de energie termică datorită energiei electrice fără utilizarea încălzitoarelor electrice termiceîntr-un mod fundamental diferit.

Un inductor tipic este format din următoarele părți și dispozitive principale:

Dispozitiv de încălzire

Elementele principale ale unui încălzitor cu inducție pentru un sistem de încălzire.

1. Sârmă de oțel cu diametrul de 5-7 mm.
2. Teava de plastic cu pereti grosi. Diametrul interior nu este mai mic de 50 mm, iar lungimea este selectată în funcție de locul de instalare.
3. Sârmă de cupru emailat pentru bobină. Dimensiunile sunt selectate în funcție de puterea dispozitivului.
4. Plasă din oțel inoxidabil.
5. Invertor de sudare.

Procedura de fabricare a unui cazan cu inducție

Opțiunea unu

Tăiați sârma de oțel în bucăți de cel mult 50 mm lungime. Umpleți cu sârmă tocată teava de plastic. se termină îneca plasa de sarma pentru a preveni ruperea firului.

La capetele conductei, instalați adaptoare de la conducta de plastic la dimensiunea conductei la punctul de conectare al încălzitorului.

Înfășurați înfășurarea pe corpul încălzitorului (țeavă de plastic) cu fir de cupru emailat. Acest lucru va necesita aproximativ 17 metri de fir: numărul de spire este de 90, diametru exterior tevi de ordinul 60 mm: 3,14 x 60 x90 = 17 (metri). Specificați lungimea suplimentar atunci când diametrul exterior al țevii este cunoscut exact.

Un tub de plastic, iar acum un cazan cu inducție, tăiat în conductă în poziție verticală.

Când verificați performanța unui încălzitor cu inducție, asigurați-vă că există lichid de răcire în cazan. LA in caz contrar corpul (teava de plastic) se va topi foarte repede.

Conectați cazanul la invertor umpleți sistemul cu lichid de răcireși poate fi activat.

Varianta a doua

Proiectarea încălzitorului cu inducție de la invertorul de sudură conform acestei opțiuni este mai complexă, necesită anumite abilități și abilități fă-o singur, totuși, este mai eficient. Principiul este același - încălzirea prin inducție a lichidului de răcire.

Mai întâi trebuie să faceți încălzitorul cu inducție în sine - cazanul. Acest lucru va necesita două tuburi. diametru diferit, care sunt introduse una în alta cu un spațiu între ele de ordinul a 20 mm. Lungimea tuburilor este de la 150 la 500 mm, în funcție de puterea așteptată a încălzitorului cu inducție. Este necesar să tăiați două inele în funcție de spațiul dintre tuburi și să le sudați strâns la capete. Rezultatul a fost un container toroidal.

Rămâne să sudăm tubul de admisie (inferior) în peretele exterior tangențial la corp și tubul superior (de ieșire) paralel cu orificiul de admisie de pe partea opusă a toroidului. Dimensiunea țevilor - în funcție de dimensiunea țevilor sistemului de încălzire. Amplasarea țevilor de intrare și de evacuare tangențial, va asigura circulatia lichidului de racire pe tot volumul cazanului fără formarea de zone stagnante.

Al doilea pas este crearea înfășurării. Firul de cupru emailat trebuie înfășurat vertical, trecându-l în interior și ridicându-l de-a lungul conturului exterior al carcasei. Și așa 30-40 de spire, formând o bobină toroidală. În această opțiune, întreaga suprafață a cazanului va fi încălzită în același timp, crescând astfel semnificativ productivitatea și eficiența acestuia.

Faceți carcasa exterioară a încălzitorului din materiale neconductoare, folosind, de exemplu, o țeavă de plastic diametru mare sau o banală găleată de plastic, dacă înălțimea ei este suficientă. Diametrul carcasei exterioare trebuie să asigure ieșirea laterală a conductelor cazanului. Asigurați-vă respectarea regulilor de siguranță electrică pe tot parcursul schemei de cablare.

Separați corpul cazanului de corpul exterior cu un izolator termic, puteți utiliza atât material termoizolant liber (argilă expandată), cât și gresie (Isover, Minplita etc.). Acest lucru previne pierderea de căldură în atmosferă prin convecție.

Rămâne să umpleți sistemul cu lichid de răcire și să conectați încălzitorul cu inducție de la invertorul de sudură.

Un astfel de cazan nu necesita nicio interventieși poate funcționa timp de 25 de ani sau mai mult fără reparații, deoarece nu există părți mobile în proiectare, iar schema de conectare prevede utilizarea controlului automat.

Opțiunea trei

Este, dimpotriva, cel mai simplu mod de a încălzi face-o singur acasă. Pe partea verticală a conductei sistemului de încălzire, trebuie să selectați o secțiune dreaptă cu o lungime de cel puțin un metru și să o curățați de vopsea cu o cârpă de smirghel. Apoi izolați această secțiune a conductei cu 2-3 straturi de țesătură electrică sau fibră densă de sticlă. După aceea, înfășurați bobina de inducție cu fir de cupru emailat. Izolați cu atenție întreaga diagramă de cablare.

Rămâne doar să conectați invertorul de sudură și să vă bucurați de căldura din casa dumneavoastră.

Observați câteva lucruri.

1. Nu este de dorit să instalați un astfel de încălzitor în camerele de zi, unde oamenii sunt cel mai adesea localizați. Faptul este că câmpul electromagnetic se propagă nu numai în interiorul bobinei, ci și în spațiul înconjurător. Pentru a verifica acest lucru, este suficient să folosiți un magnet obișnuit. Trebuie să-l iei în mână și să mergi la boiler (boiler). Magnetul va începe să vibreze vizibil și cu cât este mai puternic, cu atât bobina este mai apropiată. De aceea este mai bine să folosiți cazanul într-o parte nerezidențială a casei sau apartamente.
2. Când instalați serpentina pe țeavă, asigurați-vă că în această secțiune a sistemului de încălzire lichidul de răcire curge în mod natural în sus pentru a nu crea un retur, altfel sistemul nu va funcționa deloc.

Există multe opțiuni pentru utilizarea încălzirii prin inducție într-o casă. De exemplu, într-un sistem de apă caldă Puteți opri apa fierbinte cu totul?, încălzindu-l la ieșirile fiecărui robinet. Cu toate acestea, acesta este un subiect care trebuie luat în considerare separat.

Câteva cuvinte despre siguranță atunci când utilizați încălzitoare cu inducție cu un invertor de sudură:

• pentru a asigura securitatea electrică este necesară izolarea cu grijă a elementelor conductoare structuri în întreaga schemă de conectare;
• încălzitorul cu inducție este recomandat doar pentru sistemele de încălzire închise în care circulația este asigurată de o pompă de apă;
• se recomanda amplasarea sistemului de inductie la minim 30 cm de pereti si mobilier si la 80 cm de podea sau tavan;
• pentru a asigura funcționarea sistemului, este necesar să se echipeze sistemul cu un manometru, o supapă de urgență și un dispozitiv de control automat.
• instalare dispozitiv pentru evacuarea aerului din sistemul de încălzire pentru a evita buzunarele de aer.

Eficiența cazanelor și încălzitoarelor cu inducție este aproape de 100%, în timp ce trebuie luat în considerare faptul că pierderile de energie electrică în invertoarele de sudură și cablaje, într-un fel sau altul, sunt returnate consumatorului sub formă de căldură.

Înainte de a continua cu fabricarea sistemului de inducție, consultați datele tehnice ale mostrelor industriale. Acest lucru va ajuta la determinarea datelor inițiale ale unui sistem de casă.

Îți dorim succes în creativitate și muncă pentru tine!

Boilerul cu inducție este o nouă modalitate alternativă de încălzire a spațiilor rezidențiale. Funcția sa fundamentală se bazează pe principiul utilizării rezonabile a energiei de inducție. Este ecologic, absolut inofensiv, sigur, nu dă funingine, nu necesită cărbune și lemn de foc. Un generator de căldură cu inducție este utilizat cu succes pentru a încălzi apa într-un sistem incalzire individuala. Pe lângă faptul că un astfel de cazan fabricat din fabrică poate fi achiziționat în rețeaua de distribuție, acesta poate fi realizat și manual. Asta în timp va oferi economii semnificative tangibile bugetului familiei.

• 1 Principiul încălzirii prin inducție
• 2 Caracteristici de proiectare și funcționare a generatorului de căldură
  • 2.1 Cum funcționează sistemul
• 3 Auto-fabricare proiecte de încălzire cu inducție
• 4 Principalele etape tehnologice de lucru
• 5. Concluzie

Principiul încălzirii prin inducție

Funcționarea încălzitorului cu inducție se bazează pe energia câmpului electromagnetic, pe care lichidul de răcire o preia, transformându-l în căldură. Inductorul, care este reprezentat de o bobină cilindrică cu mai multe spire, generează un câmp magnetic în acest încălzitor. Trecând prin această bobină, un curent electric alternativ în apropierea ei creează un câmp magnetic alternativ.

Rândurile acestui câmp electric situate perpendicular pe direcția fluxului magnetic, iar la mișcare formează un cerc vicios. Fluxurile vortex generate de curent alternativ transformă energia electrică în căldură. Ca rezultat, puterea electrică a inductorului este transferată fără contact obiectului încălzit.

Energia termică la încălzire prin inducție se consumă foarte eficient chiar și la ritmuri scăzute de încălzire. Prin urmare, un încălzitor de apă cu inducție de făcut singuri încălzește apa mic decalaj timp până la temperaturi semnificativ mai ridicate.

Caracteristici de proiectare și funcționare a generatorului de căldură

Pentru a organiza încălzirea individuală, un transformator format din două înfășurări poate fi utilizat ca încălzitor cu inducție al acestui sistem:

1. Primar.
2. Scurtcircuit secundar.

Fluxurile vortex aici se formează în componenta internă. Ei direcționează emergentele câmp electric la circuitul secundar. El este cel care îndeplinește rolul simultan al corpului și al elementului de încălzire pentru lichidul de răcire. Odată cu creșterea densității curenților turbionari care vizează miezul, întreaga suprafață începe inițial să se încălzească, iar apoi întregul element.

Pentru alimentarea cu apă rece și ieșirea lichidului de răcire încălzit, cazanele cu inducție sunt echipate cu două conducte de derivație.

Pentru cei care doresc să facă astfel de echipamente cu propriile mâini, este necesar să se asigure că:

• Conducta de ramificație inferioară este montată pe secțiunea principală introductivă;
• Superior - la secțiunea de alimentare a conductei.

Cum funcționează sistemul

Căldura generată de boiler este transferată lichidului de răcire care circulă în sistemul de încălzire. Datorită presiunii hidrostatice, apa încălzită intră în sistemul general de încălzire direct prin conducta de alimentare și este evacuată constant prin forțarea lichidului de răcire în acesta. Prin urmare, posibilitatea de supraîncălzire a echipamentului este complet exclusă aici.

Vibrația constantă în timpul funcționării sistemului de inducție nu permite formarea calcarului și a depunerilor sale dure pe pereții interiori ai conductei. Încălzitoarele cu inducție nu au elemente de încălzire electrice standard, deci nu există șanse zero de avarie costisitoare. În plus, nu există conexiuni detașabile, care poate amenința scurgeri neplăcute neplanificate. O caracteristică pozitivă a acestui cazan este absența zgomotului în timpul funcționării, ceea ce îi permite să fie instalat în orice încăpere rezidențială.

Auto-producție a designului încălzitorului cu inducție

Să faci singur un încălzitor de apă cu inducție nu este dificil. Chiar și un maestru relativ începător poate face față cu succes acestei sarcini. Pentru acest job, trebuie mai întâi să aveți:

• Invertor de înaltă frecvență ieftin de la aparat de sudura pentru a nu vă deranja cu fabricarea unei unități atât de complexe pe cont propriu;
• O bucată de țeavă de plastic cu pereți groși care va deveni corpul încălzitorului;
• Sârmă din oțel inoxidabil sau tijă de sârmă de cel mult 7 mm în diametru, care va sta la baza materialului încălzit într-un câmp electric;
• Adaptoare pentru conectarea corpului principal al încălzitorului de apă la sistemul individual de încălzire;
• O plasă metalică care ar trebui să țină bucăți de sârmă de oțel în interiorul carcasei;
• Sârmă emailată de cupru pentru a crea o bobină de inducție;
• Cleste pentru taierea tijei sau a otelului inoxidabil;
• Pompă pentru alimentarea forțată cu apă.

Principalele etape tehnologice de lucru

Când echipați un sistem de încălzire a apei prin inducție, trebuie să cunoașteți și să respectați regulile de bază:

1. Curentul de sudare al invertorului de înaltă frecvență pentru încălzitor trebuie să se potrivească cu puterea acestuia. Valoare optimă variază de la 15 amperi sau mai mult dacă este necesar.
2. Pentru încălzirea materialelor într-un câmp de înaltă frecvență, trebuie folosite bucăți de cinci centimetri de oțel laminat sau sârmă din oțel inoxidabil. Pentru a face acest lucru, firul pregătit trebuie tăiat cu tăietori de sârmă, respectând aceste dimensiuni.
3. Corpul încălzitorului cu inducție trebuie să fie realizat dintr-o țeavă de plastic cu pereți groși, al cărei diametru interior trebuie să fie de cel puțin 5 centimetri, similar cu lungimea firului tăiat.
4. Pe o parte a acestei țevi de plastic este atașat un adaptor, care ar trebui să se conecteze acest design cu sistem de incalzire.
5. În partea de jos a țevii de plastic este așezată o plasă metalică, ceea ce împiedică sârma să cadă.
6. În interiorul țevii de plastic, bucăți tăiate de sârmă metalică sunt turnate strâns, astfel încât să nu existe spațiu liber.
7. Al doilea capăt al țevii este echipat cu un alt element de tranziție.
8. Pentru fabricarea unei bobine de inducție, această țeavă de plastic este înfășurată cu sârmă de cupru emailată. Numărul de spire în înfășurare ar trebui să fie de minim 80 și maxim 90.
9. Apoi, dispozitivul este conectat la un sistem individual de încălzire, se toarnă apă, un invertor este conectat la înfășurarea fabricată.
10. Pentru circulația forțată a lichidului de răcire, în sistemul de încălzire este încorporată o pompă.
11. Pentru a asigura reglarea automată a temperaturii apei, un termostat este conectat la întreruperea liniei de alimentare principale a invertorului cu inducție.

Concluzie

Încălzitoarele cu inducție sunt echipate în sistem închis incalzire individuala, utilata conductă de plastic. După priză, pentru siguranță, este indicat să montați un grup de elemente, care este reprezentat de:

• manometru;
• supapă de explozie;
• Dispozitiv automat de aerisire.

Inițial, un încălzitor de apă cu inducție poate fi dificil și consumator de timp de realizat cu propriile mâini. Cu toate acestea, atunci va aduce doar beneficii bugetului familiei, reducând semnificativ costul energiei electrice scumpe. Deoarece, datorită caracteristicilor de design ale acestui dispozitiv, acesta încălzește lichidul de răcire mult mai repede decât cu un consum de energie echivalent pentru funcționarea încălzitoarelor electrice.

Astăzi, unii meșteri fac un încălzitor cu inducție dintr-un transformator electromagnetic, care se bazează pe doi tranzistori puternici. Încălzirea prin inducție în el se realizează prin acțiunea curenților Foucault asupra metalului.

În timpul funcționării acestui echipament, nu sunt emise produse nocive de descompunere sau ardere a combustibilului, care afectează favorabil starea atmosferei înconjurătoare. Aranjament adecvat sistemele de incalzire cu incalzitor de apa cu inductie pentru orice familie este optiunea economica incontestabila cu 25 de ani de performanta impecabila.