Schema de cuptoare cu inducție făcută de tine. Cuptoare cu inducție: principii de funcționare, desene, cum să o faci singur

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. Aplicație 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, 0С
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Putere activă:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - luat din formula anterioară, kW;
• Yuterm - 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 răcește 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 nu numai că poate reduce drastic eficiența dispozitivului, dar poate duce și 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 controlată de o sursă de alimentare externă, atunci reacția naturală a operatorului este creșterea tensiunii 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 reprezenta 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, iar 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 impună de la 85 la 100 de ture cu o distanță egală între ture. Curentul alternativ, care se schimbă 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-marcă 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 ansamblu 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 Ruhmkorf este proiectată în așa fel încât să poată fi conectată direct la sursa 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 conductă și, în același timp, 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, viteza cu care este încălzit mediul care trece prin miez nu poate decât să atragă. 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 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.

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 cu ajutorul unui 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 de apa 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 pentru a o colecta vei avea nevoie de un circuit multivibrator. 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 regulatorul folosindu-l. 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 perpendicular 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.

Mulți oameni cred că procesul de topire a metalului necesită facilități uriașe, practic fabrici cu un număr mare de angajați. Dar există încă o profesie de bijutier și metale precum aurul, argintul, platina și altele folosite pentru a face bijuterii delicate și rafinate, dintre care unele sunt considerate pe bună dreptate adevărate opere de artă. Un atelier de bijuterii este o întreprindere care nu tolerează scara excesivă. Și procesul de topire în ele este pur și simplu necesar. Prin urmare, aici este necesar un cuptor cu inducție pentru topirea metalului. Nu este mare, foarte eficient și ușor de manevrat.

Principiul de funcționare a unui cuptor cu inducție este un exemplu minunat al modului în care un fenomen nedorit este utilizat cu o eficiență sporită. Așa-numiții curenți turbionari Foucault, care interferează de obicei cu orice tip de inginerie electrică, urmăresc aici doar un rezultat pozitiv.

Pentru ca structura metalică să înceapă să se încălzească și apoi să se topească, trebuie plasată sub acești curenți Foucault și se formează într-o bobină de inducție, care, în mare, este un cuptor.

Mai simplu spus, toată lumea știe că în timpul funcționării, orice aparat electric începe să se încălzească. Cuptorul cu inducție de topire a metalelor profită din plin de acest efect altfel nedorit.

Avantaje față de alte tipuri de cuptoare de topire

Cuptoarele cu inducție nu sunt singura invenție folosită pentru topirea metalelor. Există, de asemenea, faimoase cu vatră deschisă, furnale și alte tipuri. Totuși, cuptorul pe care îl luăm în considerare are o serie de avantaje incontestabile față de toate celelalte.

• Cuptoarele cu inducție pot fi destul de compacte, iar amplasarea lor nu va provoca dificultăți.
• Viteză mare de topire. Dacă alte cuptoare de topire a metalelor necesită câteva ore doar pentru a se încălzi, inducția face față acestui lucru de câteva ori mai repede.
• Eficiența este doar puțin mai mică de 100%.
• În funcție de puritatea topiturii, cuptorul cu inducție ocupă cu încredere primul loc. În alte dispozitive, piesa de prelucrat pregătită pentru topire este în contact direct cu elementul de încălzire, ceea ce duce adesea la contaminare. Curenții Foucault încălzesc piesa de prelucrat din interior, afectând structura moleculară a metalului și niciun element lateral nu intră în ea.

Cel din urmă avantaj este esențial în bijuterii, unde frecvența materialului îi sporește valoarea și unicitatea.

Amplasarea cuptorului

Cuptor cu inducție compact, în funcție de dimensiune, poate fi de podea și de birou. Indiferent de opțiunea pe care o alegeți, există câteva reguli de bază pentru a alege unde să o puneți.

• În ciuda ușurinței în manipulare a cuptorului, acesta este totuși un aparat electric care necesită măsuri de siguranță. Și primul lucru de luat în considerare în timpul instalării este disponibilitatea sursei de alimentare corecte corespunzătoare modelului dispozitivului.
• Capacitatea de a efectua împământare de înaltă calitate.
• Asigurarea instalatiei cu alimentare cu apa.
• Cuptoarele de masă necesită o bază stabilă.
• Dar cel mai important, nimic nu ar trebui să interfereze cu munca. Chiar dacă topitura nu este prea mare din punct de vedere al volumului și al masei, temperatura ei este mai mare de 1000 de grade și stropirea accidentală din matriță înseamnă să vă provocați răni foarte grave fie asupra dumneavoastră, fie asupra a ceea ce este în apropiere.

Nu este nimic de spus despre faptul că în apropierea unui cuptor cu inducție în funcțiune nu ar trebui să existe materiale combustibile și, cu atât mai mult, explozive. Dar un scut de incendiu la câțiva pași este absolut necesar.

Tipuri de cuptoare cu inducție

Două tipuri de cuptoare cu inducție sunt utilizate pe scară largă: canal și creuzet. Ele diferă doar prin modul în care lucrează. În toate celelalte privințe, inclusiv avantajele, astfel de cuptoare de topire sunt foarte asemănătoare. Să luăm în considerare fiecare opțiune separat:

• Cuptor cu canale. Principalul avantaj al acestui tip este un ciclu continuu. Puteți încărca o nouă porțiune de materii prime și puteți descărca metalul deja topit direct în timpul încălzirii. Singura dificultate poate apărea la pornire. Canalul prin care metalul lichid va fi scos din cuptor trebuie umplut.
• Cuptor cu creuzet. Spre deosebire de prima opțiune, fiecare porțiune de metal va trebui să fie încărcată separat. Acesta este punctul. Materia primă este plasată într-un creuzet rezistent la căldură și plasată în interiorul inductorului. După ce metalul se topește, acesta se scurge din creuzet și abia apoi se încarcă următoarea porțiune. Un astfel de cuptor este ideal pentru atelierele mici unde nu sunt necesare mase mari de materii prime topite.

Principalul avantaj al ambelor opțiuni este viteza de producție. Totuși, cuptorul cu creuzet câștigă și aici. În plus, este foarte posibil să-l faci singur acasă.

Un cuptor cu inducție de casă nu conține dificultăți, astfel încât o persoană obișnuită, care este cel puțin puțin familiarizată cu inginerie electrică, nu îl poate asambla. Are doar trei blocuri principale:

• Generator.
• Inductor.
• Creuzet.

Inductorul este o înfășurare de cupru pe care o puteți realiza singur. Va trebui să cauți creuzetul fie în magazinele corespunzătoare, fie să-l iei în alte moduri. Și ca generator pot fi folosite: un invertor de sudură, un tranzistor asamblat personal sau un circuit de lampă.

Cuptor cu inducție pe un invertor de sudare

Cea mai simplă și utilizată opțiune. Eforturile vor trebui depuse numai pentru construcția inductorului. Se ia un tub de cupru cu pereți subțiri de 8-10 cm în diametru și se îndoaie după modelul dorit. Turnurile ar trebui să fie situate la o distanță de 5-8 mm, iar numărul lor depinde de caracteristicile și diametrul invertorului. Inductorul este fixat într-o carcasă de textolit sau grafit, iar în interiorul instalației este plasat un creuzet.

cuptor cu inducție cu tranzistori

În acest caz, va trebui să lucrați nu numai cu mâinile, ci și cu capul. Și alergați prin magazine în căutarea pieselor de schimb necesare. La urma urmei, veți avea nevoie de tranzistori de diferite capacități, câteva diode, rezistențe, condensatoare de film, două fire de cupru de grosimi diferite și câteva inele de șocuri.

• Înainte de asamblare, trebuie avut în vedere că circuitul rezultat va deveni foarte fierbinte în timpul funcționării. Prin urmare, trebuie folosite radiatoare destul de mari.
• Condensatorii sunt colectați în paralel într-o baterie.
• Sârmă de cupru cu un diametru de 1,2 mm este înfășurată pe inelele de accelerație. În funcție de putere, turele ar trebui să fie de la 7 la 15.
• Pe un obiect cilindric, potrivit ca diametru mărimii creuzetului, se înfășoară 7-8 spire de sârmă de cupru cu diametrul de 2 mm. Capetele firului sunt lăsate suficient de lungi pentru conectare.
• Conform unei scheme speciale, totul este montat pe placă.
• Sursa de alimentare poate fi o baterie de 12 volți.
• Dacă este necesar, puteți face o carcasă de textolit sau grafit.
• Puterea dispozitivului este reglată prin creșterea sau scăderea spirelor înfășurării inductorului.

Nu este ușor să asamblați singur un astfel de dispozitiv. Și puteți prelua această muncă numai atunci când există încredere în corectitudinea acțiunilor dvs.

Cuptor cu inducție cu lampă

Spre deosebire de unul cu tranzistori, un cuptor cu lampă se va dovedi a fi mult mai puternic, ceea ce înseamnă că va trebui să fii mai atent atât cu el, cât și cu circuitul.

• 4 lămpi cu raze conectate în paralel vor genera curenți de înaltă frecvență.
• Sârma de cupru este îndoită într-o spirală. Distanța dintre ture este de 5 mm sau mai mult. Turnurile în sine au un diametru de 8-16 cm.Inductorul trebuie să fie de o asemenea dimensiune încât creuzetul să poată încăpea cu ușurință în interior.
• Inductorul este plasat într-o carcasă dintr-un material neconductor (textolit, grafit).
• Puteți pune o lampă indicatoare cu neon pe carcasă.
• De asemenea, puteți include un condensator de reglare în circuit.

Fabricarea ambelor circuite necesită deținerea unor cunoștințe, care pot fi obținute, dar este mai bine dacă un adevărat specialist face acest lucru.

Răcire

Această întrebare este probabil cea mai dificilă dintre toate cele care sunt puse în fața unei persoane care decide să asambleze independent un aparat de topire bazat pe principiul inducției. Cert este că nu este recomandat să puneți ventilatorul direct lângă cuptor. Părțile metalice și electrice ale unității de răcire pot afecta negativ funcționarea sobei. Un ventilator situat departe poate să nu asigure răcirea necesară, ceea ce va duce la supraîncălzire.

A doua opțiune este de a efectua răcirea cu apă. Cu toate acestea, nu este doar dificil să-l executați acasă calitativ și corect, dar nici nu este profitabil din punct de vedere financiar. În acest caz, merită luat în considerare: nu ar fi mai economic să achiziționați o versiune industrială a unui cuptor cu inducție, produsă în fabrică, în conformitate cu toate tehnologiile necesare?

Măsuri de siguranță la topirea metalului într-un cuptor cu inducție

Nu este nevoie să extindem acest subiect, deoarece aproape toată lumea cunoaște regulile de bază de siguranță. Este necesar să ne oprim doar asupra acelor probleme care sunt unice pentru acest tip de echipamente.

• Să începem cu siguranța personală. Atunci când lucrați cu un cuptor cu inducție, trebuie bine înțeles că aici temperaturile sunt foarte ridicate, iar acesta este un risc de arsuri. De asemenea, dispozitivul este electric și necesită o atenție sporită.
• Dacă ați cumpărat un cuptor finit, ar trebui să acordați atenție razei de influență a câmpului electromagnetic. În caz contrar, ceasurile, telefoanele, camerele video și alte dispozitive electronice pot începe să se defecteze sau chiar să se defecteze.
• Hainele de lucru trebuie alese cu elemente de fixare nemetalice. Prezența lor, dimpotrivă, va afecta funcționarea cuptorului.
• O atenție deosebită în acest sens ar trebui acordată cuptorului cu lampă. Toate elementele cu tensiune înaltă trebuie ascunse în carcasă.

Desigur, este puțin probabil ca un astfel de echipament să fie la îndemână într-un apartament din oraș, dar amatorii de radio care sunt constant angajați în meserii de cositorit și bijuterii nu se pot descurca fără un cuptor cu inducție. Pentru ei, acest lucru este foarte util, s-ar putea spune de neînlocuit, și cum ajută în munca lor, este mai bine să-i întrebați singuri.

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

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

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

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

feluri

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

Prin urmare, cuptoarele cu inducție sunt de două tipuri:
• canal, în care canalele situate în jurul inductorului sunt recipientul pentru topirea metalelor, iar miezul este situat în interiorul acestuia;
• creuzet, folosesc un recipient special - un creuzet din material rezistent la căldură, de obicei detașabil.

cuptor cu canal prea general și proiectat pentru volume industriale de topire a metalelor. Este folosit la topirea fontei, aluminiului și a altor metale neferoase.
cuptor cu creuzet destul de compact, este folosit de bijutieri, radioamatori, un astfel de cuptor poate fi asamblat cu propriile mâini și folosit acasă.

Dispozitiv

Un cuptor de casă pentru topirea metalelor are un design destul de simplu și constă din trei blocuri principale plasate într-o carcasă comună:
• alternator de înaltă frecvență;
• inductor - înfășurare în spirală de sârmă sau tub de cupru;
• creuzet.

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

Avantajele cuptorului cu inducție:

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

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

Cuptor pentru topirea metalului pe un invertor de sudare

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

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

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

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

Sistemul de încălzire al unei case private se bazează pe funcționarea unui cuptor sau a unui cazan, a cărui performanță ridicată și durata de viață lungă neîntreruptă depind atât de marca și instalarea dispozitivelor de încălzire în sine, cât și de instalarea corectă a coșului de fum.
veți găsi recomandări pentru alegerea unui cazan cu combustibil solid, iar în cele ce urmează vă veți familiariza cu tipurile și regulile:

Cuptor cu inducție cu tranzistori: circuit

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

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

Secvență de asamblare făcută de tine:

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

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

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

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

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

Încălzitor cu inducție pentru topirea metalului: video

Cuptor cu inducție cu lampă

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

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

Pentru a asambla circuitul aveți nevoie de:

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

Asamblarea dispozitivului cu propriile mâini:

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

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

Răcire circuit

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

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

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

Măsuri de siguranță la locul de muncă

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

Nu este recomandată utilizarea aparatului persoanelor cu stimulatoare cardiace implantate!

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

Cuptorul de topire cu inducție a fost folosit pentru topirea metalelor și aliajelor în ultimele decenii. Dispozitivul este utilizat pe scară largă în domeniul metalurgic și al ingineriei, precum și în bijuterii. Dacă se dorește, o versiune simplă a acestui echipament poate fi realizată manual. Luați în considerare mai detaliat principiul de funcționare și caracteristicile utilizării unui cuptor cu inducție.

Principiul încălzirii prin inducție

Pentru ca metalul să treacă de la o stare de agregare la alta, este necesară încălzirea lui la o temperatură suficient de ridicată. În plus, fiecare metal și aliaj are propriul punct de topire, care depinde de compoziția chimică și de alți factori. Cuptorul de topire cu inducție conduce încălzirea materialului din interior prin crearea de curenți turbionari care trec prin rețeaua cristalină. Procesul luat în considerare este asociat cu fenomenul de rezonanță, care determină o creștere a puterii curenților turbionari.

Principiul de funcționare al dispozitivului are următoarele caracteristici:

1. Spațiul care se formează în interiorul bobinei servește pentru a găzdui piesa de prelucrat. Este posibil să utilizați această metodă de încălzire în condiții industriale numai dacă este creat un dispozitiv mare în care va fi posibilă plasarea unei încărcături de diferite dimensiuni.
2. Bobina instalată poate avea o formă diferită, de exemplu, o cifră în opt, dar cea mai comună este spirala. Trebuie avut în vedere că forma bobinei este selectată în funcție de caracteristicile piesei de prelucrat supusă încălzirii.

Pentru a crea un câmp magnetic alternativ, dispozitivul este conectat la o rețea de alimentare cu energie de uz casnic. Generatoarele de înaltă frecvență sunt folosite pentru a îmbunătăți calitatea aliajului obținut cu o fluiditate ridicată.

Dispozitivul și aplicarea cuptorului cu inducție

Dacă doriți, puteți crea un cuptor cu inducție pentru topirea metalului din materiale improvizate. Designul clasic are trei blocuri:

1. Un generator care creează un curent alternativ de înaltă frecvență. El este cel care creează un curent electric, care este transformat într-un câmp magnetic care trece prin material și accelerează mișcarea particulelor. Din acest motiv, are loc trecerea metalului sau aliajelor de la starea solidă la cea lichidă.
2. Inductorul este responsabil pentru crearea unui câmp magnetic, care încălzește metalul.
3. Crezetul este proiectat pentru a topi materialul. Este plasat într-un inductor, iar înfășurarea este conectată la surse de curent.

Procesul de conversie a curentului electric într-un câmp magnetic este utilizat astăzi într-o mare varietate de industrii.

Principalele avantaje ale inductorului includ următoarele puncte:

1. Un dispozitiv modern este capabil să direcționeze un câmp magnetic, crescând astfel eficiența. Cu alte cuvinte, încărcarea este încălzită, nu dispozitivul.
2. Datorită distribuției uniforme a câmpului magnetic, piesa de prelucrat este încălzită uniform. În acest caz, se petrece o perioadă mică de timp din momentul în care dispozitivul este pornit și până la topirea încărcăturii.
3. Uniformitatea aliajului rezultat, precum și calitatea sa ridicată.
4. La încălzirea și topirea metalului, nu se formează fum.
5. Instalarea în sine este sigură de utilizat, nu provoacă formarea de substanțe toxice.

Există pur și simplu un număr mare de versiuni diferite de cuptoare cu inducție de casă, fiecare cu propriile caracteristici specifice.

Tipuri de cuptoare cu inducție

Având în vedere clasificarea dispozitivelor, observăm că încălzirea pieselor de prelucrat poate avea loc atât în ​​interiorul, cât și în exteriorul bobinei. De aceea există două tipuri de cuptoare cu inducție:

1. Canal. Acest tip de dispozitiv are canale mici care sunt situate în jurul inductorului. Pentru a genera un câmp magnetic alternativ, în interior se află un miez.
2. Creuzet. Acest design se caracterizează prin prezența unui recipient special, care se numește creuzet. Este realizat din metal refractar cu un punct de topire ridicat.

Este important ca cuptoarele cu inducție cu canal să aibă dimensiuni de gabarit mari și să fie destinate topirii industriale a metalelor. Datorită procesului de topire continuă, se poate obține un volum mare de metal topit. Cuptoarele cu inducție cu canal sunt utilizate pentru topirea aluminiului și a fontei, precum și a altor aliaje neferoase.

Cuptoarele cu inducție cu creuzet se caracterizează prin dimensiuni relativ mici. În cele mai multe cazuri, acest tip de dispozitiv este folosit în bijuterii, precum și la topirea metalului acasă.

Prin crearea unui cuptor cu propriile mâini, puteți regla puterea, pentru care se schimbă numărul de ture. Trebuie avut în vedere că, odată cu creșterea puterii dispozitivului, este necesară o baterie mai încăpătoare, pe măsură ce indicatorul de consum de energie crește. Pentru a reduce temperatura principalelor elemente structurale, este instalat un ventilator. În timpul funcționării pe termen lung a cuptorului, elementele sale principale se pot încălzi semnificativ, ceea ce ar trebui să fie luat în considerare.

Cuptoarele cu inducție cu lămpi sunt de asemenea utilizate pe scară largă. Un design similar poate fi realizat independent. Procesul de asamblare are următoarele caracteristici:

1. Un tub de cupru este folosit pentru a crea un inductor, pentru care este îndoit în spirală. Capetele trebuie să fie, de asemenea, mari, ceea ce este necesar pentru a conecta dispozitivul la o sursă de curent.
2. Inductorul trebuie plasat în carcasă. Este realizat din material rezistent la căldură, care poate reflecta căldura.
3. Cascadele de lămpi sunt conectate conform schemei cu condensatori și șocuri.
4. Este conectată o lampă indicatoare cu neon. Este inclus în circuit pentru a indica faptul că dispozitivul este gata de funcționare.
5. Un condensator de reglaj de capacitate variabilă este conectat la sistem.

Un punct important este modul în care sistemul poate fi răcit. În timpul funcționării aproape tuturor cuptoarelor cu inducție, elementele structurale principale se pot încălzi până la temperaturi ridicate. Echipamentele industriale au un sistem de răcire forțată care funcționează cu apă sau antigel. Pentru a crea un design de răcire cu apă cu propriile mâini, sunt necesari destul de mulți bani.

Acasă, este instalat un sistem de răcire cu aer. Pentru aceasta, sunt instalate ventilatoare. Acestea trebuie poziționate astfel încât să asigure un flux continuu de aer rece către elementele principale ale structurii cuptorului.

Topirea prin inducție este un proces utilizat pe scară largă în metalurgia feroasă și neferoasă. Topirea în dispozitivele de încălzire prin inducție este adesea superioară topirii cu combustibil în ceea ce privește eficiența energetică, calitatea produsului și flexibilitatea producției. Aceste pre-

tehnologiile electrice moderne

proprietăţile se datorează caracteristicilor fizice specifice cuptoarelor cu inducţie.

În timpul topirii prin inducție, un material solid este transferat într-o fază lichidă sub influența unui câmp electromagnetic. Ca și în cazul încălzirii prin inducție, căldura este generată în materialul topit datorită efectului Joule de la curenții turbionari induși. Curentul primar care trece prin inductor creează un câmp electromagnetic. Indiferent dacă câmpul electromagnetic este concentrat de circuite magnetice sau nu, sistemul cuplat inductor-sarcină poate fi reprezentat ca un transformator cu circuit magnetic sau ca un transformator de aer. Eficiența electrică a sistemului este foarte dependentă de caracteristicile care influențează câmpul elementelor structurale feromagnetice.

Alături de fenomenele electromagnetice și termice, forțele electrodinamice joacă un rol important în procesul de topire prin inducție. Aceste forțe trebuie luate în considerare, mai ales în cazul topirii în cuptoare cu inducție puternice. Interacțiunea curenților electrici induși în topitură cu câmpul magnetic rezultat determină o forță mecanică (forța Lorentz)

Presiune Topirea curge

Orez. 7.21. Acțiunea forțelor electromagnetice

De exemplu, mișcarea turbulentă indusă de forță a topiturii este de mare importanță atât pentru un bun transfer de căldură, cât și pentru amestecarea și aderența particulelor neconductoare în topitură.

Există două tipuri principale de cuptoare cu inducție: cuptoare cu creuzet cu inducție (ITF) și cuptoare cu canal de inducție (IKP). În ITP, materialul topit este de obicei încărcat în bucăți în creuzet (Fig. 7.22). Inductorul acoperă creuzetul și materialul topit. Datorită absenței unui câmp de concentrare al circuitului magnetic, conexiunea electromagnetică dintre

tehnologiile electrice moderne

inductorul și încărcarea depind puternic de grosimea peretelui creuzetului ceramic. Pentru a asigura o eficiență electrică ridicată, izolația trebuie să fie cât mai subțire posibil. Pe de altă parte, căptușeala trebuie să fie suficient de groasă pentru a rezista solicitărilor termice și

miscare metalica. Prin urmare, ar trebui căutat un compromis între criteriile electrice și de rezistență.

Caracteristici importante ale topirii prin inducție în IHF sunt mișcarea topiturii și a meniscului ca urmare a acțiunii forțelor electromagnetice. Mișcarea topiturii asigură atât o distribuție uniformă a temperaturii, cât și o compoziție chimică omogenă. Efectul de amestecare la suprafața topiturii reduce pierderile de material în timpul reîncărcării loturilor mici și aditivilor. În ciuda utilizării de material ieftin, reproducerea unei topituri cu compoziție constantă asigură o calitate înaltă a turnării.

În funcție de mărime, tipul de material care trebuie topit și domeniul de aplicare, ITP-urile funcționează la o frecvență industrială (50 Hz) sau medie.

tehnologiile electrice moderne

ele la frecvențe de până la 1000 Hz. Acestea din urmă devin din ce în ce mai importante datorită eficienței lor ridicate în topirea fontei și a aluminiului. Deoarece mișcarea topiturii la putere constantă este atenuată cu creșterea frecvenței, puteri specifice mai mari devin disponibile la frecvențe mai mari și, ca urmare, o productivitate mai mare. Datorită puterii mai mari, timpul de topire este scurtat, ceea ce duce la o creștere a eficienței procesului (comparativ cu cuptoarele care funcționează la frecvență industrială). Ținând cont de alte avantaje tehnologice, cum ar fi flexibilitatea în schimbarea materialelor care sunt topite, IHF-urile de frecvență medie sunt proiectate ca unități de topire puternice care domină în prezent turnătoria de fier. ITP-urile moderne de mare putere și frecvență medie pentru topirea fierului au o capacitate de până la 12 tone și o putere de până la 10 MW. ITP-urile de frecvență industrială sunt proiectate pentru capacități mai mari decât cele de frecvență medie, până la 150 de tone pentru topirea fierului. Amestecarea intensivă a băii este de o importanță deosebită în topirea aliajelor omogene, cum ar fi alama, prin urmare, ITP-urile de frecvență industrială sunt utilizate pe scară largă în acest domeniu. Împreună cu utilizarea cuptoarelor cu creuzet pentru topire, acestea sunt utilizate în prezent și pentru menținerea metalului lichid înainte de turnare.

În conformitate cu bilanțul energetic al ITP (Fig. 7.23), nivelul de eficiență electrică pentru aproape toate tipurile de cuptoare este de aproximativ 0,8. Aproximativ 20% din energia originală se pierde în inductor sub formă de Joe - căldură. Raportul dintre pierderile de căldură prin pereții creuzetului și energia electrică indusă în topitură ajunge la 10%, deci randamentul total al cuptorului este de aproximativ 0,7.

Al doilea tip răspândit de cuptoare cu inducție sunt ICP. Sunt folosite pentru turnare, reținere și, mai ales, topire în metalurgia feroasă și neferoasă. ICP constă în general dintr-o baie ceramică și una sau mai multe unități de inducție (Fig. 7.24). LA

principiu, unitatea de inducție poate fi reprezentată ca o transformare

Principiul de funcționare al ICP necesită o buclă secundară permanent închisă, astfel încât aceste cuptoare funcționează cu reziduul lichid din topitură. Căldura utilă este generată în principal în canalul având o secțiune transversală mică. Circulația topiturii sub acțiunea forțelor electromagnetice și termice asigură un transfer suficient de căldură către cea mai mare parte a topiturii din baie. Până acum, ICP-urile au fost proiectate pentru frecvență industrială, dar se desfășoară lucrări de cercetare și pentru frecvențe mai mari. Datorita designului compact al cuptorului si a cuplarii electromagnetice foarte bune, randamentul lui electric ajunge la 95%, iar randamentul total ajunge la 80% si chiar 90%, in functie de materialul care se topeste.

În conformitate cu condițiile tehnologice din diferite domenii de aplicare a ICP, sunt necesare diferite modele de canale de inducție. Cuptoarele cu un singur canal sunt utilizate în principal pentru menținerea și turnarea,

tehnologiile electrice moderne

topirea oțelului mai rar la capacități instalate de până la 3 MW. Pentru topirea și înmuierea metalelor neferoase, modelele cu două canale sunt preferate pentru o mai bună utilizare a energiei. În topitorii de aluminiu, canalele sunt drepte pentru o curățare ușoară.

Producția de aluminiu, cupru, alamă și aliajele acestora este principalul domeniu de aplicare al ICP. Astăzi, cele mai puternice ICP-uri cu o capacitate de

Pentru topirea aluminiului se folosesc până la 70 de tone și o putere de până la 3 MW. Alături de eficiența electrică ridicată în producția de aluminiu, pierderile scăzute de topire sunt foarte importante, ceea ce predetermină alegerea ICP.

Aplicațiile promițătoare ale tehnologiei de topire prin inducție sunt producția de metale de înaltă puritate, cum ar fi titanul și aliajele sale, în cuptoare cu inducție cu creuzet rece și topirea ceramicii precum silicatul de zirconiu și oxidul de zirconiu.

La topirea în cuptoare cu inducție, avantajele încălzirii prin inducție se manifestă în mod clar, cum ar fi densitatea ridicată a energiei și productivitatea, omogenizarea topiturii datorită amestecării, precizie.

tehnologiile electrice moderne

controlul energiei și temperaturii, precum și ușurința controlului automat al procesului, ușurința controlului manual și o mare flexibilitate. Eficiențe electrice și termice ridicate, combinate cu pierderi scăzute de topire și, prin urmare, economii de materii prime, au ca rezultat un consum specific scăzut de energie și o competitivitate a mediului.

Superioritatea dispozitivelor de topire cu inducție față de cele cu combustibil este în continuă creștere datorită cercetărilor practice, susținute de metode numerice de rezolvare a problemelor electromagnetice și hidrodinamice. Ca exemplu, putem observa acoperirea internă cu benzi de cupru a carcasei de oțel a ICP pentru topirea cuprului. Reducerea pierderilor de la curenții turbionari a crescut randamentul cuptorului cu 8% și a ajuns la 92%.

Îmbunătățirea ulterioară a economiei topirii prin inducție este posibilă prin aplicarea tehnologiilor moderne de control, cum ar fi controlul tandem sau dual feed. Două ITP-uri în tandem au o singură sursă de energie, iar în timp ce topirea este în curs într-unul, metalul topit este ținut în celălalt pentru turnare. Comutarea sursei de alimentare de la un cuptor la altul crește utilizarea acesteia. O dezvoltare ulterioară a acestui principiu este controlul dublu al alimentării (Fig. 7.25), care asigură funcționarea continuă și simultană a cuptoarelor fără comutare folosind automatizarea specială de control al procesului. De asemenea, trebuie remarcat faptul că o parte integrantă a economiei de topire este compensarea puterii reactive totale.

În concluzie, pentru a demonstra avantajele tehnologiei de inducție de economisire a energiei și a materialelor, pot fi comparate metodele de topire a aluminiului cu combustibil și electrotermic. Orez. 7.26 arată o reducere semnificativă a consumului de energie pe tonă de aluminiu la topirea în

Capitolul 7

□ pierderea metalului; Shch topire

tehnologiile electrice moderne

cuptor cu canal de inducție cu o capacitate de 50 de tone, energia finală consumată este redusă cu aproximativ 60%, iar energia primară cu 20%. În același timp, emisiile de CO2 sunt reduse semnificativ. (Toate calculele se bazează pe conversia tipică a energiei germane și pe emisiile de CO2 de la centralele mixte). Rezultatele obținute subliniază efectul deosebit al pierderilor de metal în timpul topirii asociate oxidării acestuia. Compensarea lor necesită o cheltuială suplimentară mare de energie. Este de remarcat faptul că în producția de cupru, pierderile de metal în timpul topirii sunt, de asemenea, mari și trebuie luate în considerare atunci când alegeți una sau alta tehnologie de topire.