Domáca indukčná pec na tavenie kovu. DIY indukčná rúra

Teraz sa v procese tavenia kovov široko používajú pece s indukčným systémom. Prúd produkovaný v oblasti induktora prispieva k zahrievaniu látky a táto vlastnosť takýchto zariadení je nielen hlavná, ale aj najdôležitejšia. Spracovanie vedie k tomu, že látka prechádza niekoľkými transformáciami. Prvým stupňom transformácie je elektromagnetický stupeň, po ňom elektrický stupeň a potom tepelný stupeň. Teplota vyžarovaná kachľami sa aplikuje takmer bez stopy, takže toto riešenie je najlepšie spomedzi všetkých ostatných. Mnohých môže zaujímať vyrobený sporák. Ďalej si povieme o možnostiach implementácie takéhoto riešenia.

Typy pecí na tavenie kovov

Tento typ zariadenia možno rozdeliť do hlavných kategórií. Najprv funguje srdcový kanál ako základ a kov je umiestnený v takýchto peciach prstencovo okolo induktora. Druhá kategória takýto prvok nemá. Tento typ sa nazýva téglik a kov je umiestnený vo vnútri samotného induktora. V tomto prípade je technicky nemožné použiť uzavreté jadro.

Základné princípy

Taviaca pec v tomto prípade funguje na základe javu magnetickej indukcie. A existuje niekoľko komponentov. Induktor je najdôležitejšou súčasťou tohto zariadenia. Ide o cievku, ktorej vodiče nie sú obyčajné drôty, ale medené rúrky. Táto požiadavka je stanovená konštrukciou taviacich pecí. Prúd, ktorý prechádza induktorom, vytvára magnetické pole, ktoré ovplyvňuje téglik, vo vnútri ktorého sa nachádza kov. V tomto prípade je úloha sekundárneho vinutia transformátora priradená materiálu, to znamená, že ním prechádza prúd, ktorý ho zahrieva. Takto prebieha tavenie, aj keď je indukčná pec vyrobená ručne. Ako postaviť tento typ pece a zvýšiť jej účinnosť? Toto je dôležitá otázka, ktorá má odpoveď. Použitie zvýšených frekvenčných prúdov môže výrazne zvýšiť stupeň účinnosti zariadenia. Na tento účel je vhodné použiť špeciálne napájacie zdroje.

Vlastnosti indukčných pecí

Tento typ zariadenia má určité vlastnosti, ktoré sú výhodami aj nevýhodami.

Pretože rozdelenie kovu musí byť rovnomerné, výsledný materiál sa vyznačuje dobrou homogénnou hmotou. Tento typ pece funguje tak, že prenáša energiu cez zóny a je zabezpečená aj funkcia zaostrovania energie. Na použitie sú k dispozícii parametre ako kapacita, prevádzková frekvencia a spôsob obloženia, ako aj regulácia teploty, pri ktorej sa kov topí, čo značne uľahčuje pracovný tok. Existujúci technologický potenciál pece vytvára vysokú rýchlosť tavenia, zariadenia sú šetrné k životnému prostrediu, úplne bezpečné pre človeka a kedykoľvek pripravené na prácu.

Najvýraznejšou nevýhodou takéhoto zariadenia je obtiažnosť jeho čistenia. Pretože k zahrievaniu trosky dochádza výlučne v dôsledku tepla uvoľneného kovom, táto teplota nestačí na zabezpečenie jej plného využitia. Vysoký teplotný rozdiel medzi kovom a troskou znemožňuje maximálne zjednodušenie procesu likvidácie odpadu. Ako ďalší nedostatok je zvykom zvýrazniť medzeru, kvôli ktorej je vždy potrebné zmenšiť hrúbku obloženia. V dôsledku takýchto akcií sa po chvíli môže ukázať, že je chybný.

Použitie indukčných pecí v priemyselnom meradle

V priemysle sú najbežnejšie téglikové a kanálové indukčné pece. V prvom sa akékoľvek kovy tavia v ľubovoľných množstvách. Nádrže na kov v takýchto variantoch sú schopné pojať až niekoľko ton kovu. Samozrejme, indukčné taviace pece s vlastnými rukami v tomto prípade nemožno urobiť. Kanálové pece sú určené na tavenie neželezných kovov rôznych typov, ako aj liatiny.

Fanúšikovia rádiového inžinierstva a rádiových technológií sa často zaujímajú o túto tému. Teraz je zrejmé, že vytváranie indukčných pecí vlastnými rukami je celkom realistické a veľa ľudí to dokázalo. Na vytvorenie takéhoto zariadenia je však potrebné realizovať činnosť elektrického obvodu, ktorý by obsahoval predpísané činnosti samotnej pece. Takéto riešenia vyžadujú zapojenie tých, ktorí sú schopní produkovať vlnové oscilácie. Jednoduchá indukčná pec pre domácich majstrov podľa schémy môže byť postavená pomocou štyroch elektronických lámp v kombinácii s jednou neónovou, ktorá signalizuje, že systém je pripravený.

V tomto prípade nie je rukoväť AC kondenzátora umiestnená vo vnútri prístroja. Vďaka tomu môže vzniknúť indukčná pec pre domácich majstrov. Schéma zariadenia podrobne popisuje umiestnenie každého jednotlivého prvku. O dostatočnom výkone zariadenia sa presvedčíte pomocou skrutkovača, ktorý by sa mal dostať do horúceho stavu už za pár sekúnd.

Zvláštnosti

Ak vytvárate indukčnú pec vlastnými rukami, ktorej princíp fungovania a montáže sa študuje a vykonáva podľa príslušnej schémy, mali by ste vedieť, že rýchlosť tavenia môže ovplyvniť jeden alebo viac faktorov uvedených nižšie. prípad:

Pulzná frekvencia;

Hysterézne straty;

Výkon generátora;

Obdobie uvoľňovania tepla von;

Straty spojené s výskytom vírivých prúdov.

Ak sa chystáte urobiť indukčnú rúru vlastnými rukami, potom pri použití svietidiel musíte pamätať na to, že ich výkon by mal byť rozdelený tak, aby stačili štyri kusy. Pri použití usmerňovača získate sieť približne 220 V.

Domáce použitie sporákov

V každodennom živote sa takéto zariadenia používajú pomerne zriedkavo, hoci podobné technológie možno nájsť vo vykurovacích systémoch. Možno ich vidieť v podobe mikrovlnných rúr a v prostredí nových technológií našiel tento vývoj široké uplatnenie. Napríklad použitie vírivých prúdov v indukčných sporákoch vám umožňuje variť obrovské množstvo jedál. Keďže ich zahriatie trvá veľmi málo času, horák sa nedá zapnúť, ak na ňom nič nie je. Na používanie takýchto špeciálnych a užitočných sporákov je však potrebný špeciálny riad.

Proces montáže

Indukcia pre domácich majstrov pozostáva z induktora, čo je solenoid vyrobený z vodou chladenej medenej rúrky a téglika, ktorý môže byť vyrobený z keramických materiálov a niekedy aj ocele, grafitu a iných. V takomto zariadení je možné taviť liatinu, oceľ, drahé kovy, hliník, meď, horčík. Indukčné pece pre domácich majstrov sa vyrábajú s kapacitou téglika od niekoľkých kilogramov do niekoľkých ton. Môžu byť vákuové, plnené plynom, otvorené a kompresorové. Pece sú napájané prúdmi vysokej, strednej a nízkej frekvencie.

Takže, ak máte záujem o indukčnú pec pre domácich majstrov, schéma zahŕňa použitie takýchto základných komponentov: tavný kúpeľ a indukčná jednotka, ktorá obsahuje kameň ohniska, induktor a magnetické jadro. Kanálová pec sa líši od téglikovej v tom, že elektromagnetická energia sa premieňa na tepelnú energiu v teplovodivom kanáli, v ktorom musí byť vždy elektricky vodivé teleso. Na prvé spustenie kanálovej pece sa do nej naleje roztavený kov alebo sa vloží šablóna z materiálu, ktorý sa dá v peci rozbiť. Keď je tavenina dokončená, kov nie je úplne vyčerpaný, ale zostáva "bažina", ktorá je určená na vyplnenie kanála na uvoľnenie tepla pre budúce spustenie. Ak sa chystáte urobiť si indukčnú pec vlastnými rukami, potom na uľahčenie výmeny kameňa ohniska za zariadenie je odnímateľný.

Komponenty pece

Ak teda máte záujem o indukčnú minirúru pre domácich majstrov, potom je dôležité vedieť, že jej hlavným prvkom je vykurovacia špirála. V prípade domácej verzie stačí použiť tlmivku z holej medenej rúrky s priemerom 10 mm. Pre induktor sa používa vnútorný priemer 80-150 mm a počet závitov je 8-10. Je dôležité, aby sa zákruty nedotýkali a vzdialenosť medzi nimi bola 5-7 mm. Časti induktora sa nesmú dotýkať jeho tienidla, minimálna vzdialenosť musí byť 50 mm.

Ak sa chystáte urobiť si indukčnú pec vlastnými rukami, mali by ste vedieť, že voda alebo nemrznúca zmes chladia induktory v priemyselnom meradle. V prípade nízkeho výkonu a krátkej prevádzky vytvoreného zariadenia je možné zaobísť sa bez chladenia. Počas prevádzky sa však induktor veľmi zahrieva a vodný kameň na medi môže nielen drasticky znížiť účinnosť zariadenia, ale tiež viesť k úplnej strate jeho výkonu. Nie je možné vyrobiť induktor s chladením svojpomocne, preto bude potrebné ho pravidelne vymieňať. Nesmie sa používať nútené chladenie vzduchom, pretože kryt ventilátora umiestnený v blízkosti cievky bude „priťahovať“ EMF k sebe, čo povedie k prehriatiu a zníženiu účinnosti pece.

Generátor

Keď je zostavená indukčná pec pre domácich majstrov, obvod zahŕňa použitie takého dôležitého prvku, ako je alternátor. Nemali by ste sa snažiť vyrábať kachle, ak neovládate základy rádioelektroniky aspoň na úrovni priemerného rádioamatéra. Výber obvodu oscilátora musí byť taký, aby nedával tvrdé prúdové spektrum.

Použitie indukčných pecí

Tento typ zariadení sa rozšíril v oblastiach, ako sú zlievarne, kde je kov už vyčistený a je potrebné mu dať špecifický tvar. Môžete tiež získať nejaké zliatiny. Vo výrobe šperkov sa rozšírili aj oni. Jednoduchý princíp fungovania a možnosť montáže indukčnej pece vlastnými rukami umožňujú zvýšiť ziskovosť jej použitia. Pre túto oblasť je možné použiť zariadenia s kapacitou téglika do 5 kilogramov. Pre malé produkcie bude táto možnosť optimálna.

Indukčná pec je pec, ktorá sa používa na tavenie neželezných (bronz, hliník, meď, zlato a iné) a železných kovov (liatina, oceľ a iné) v dôsledku činnosti induktora. V poli jeho induktora vzniká prúd, ktorý ohrieva kov a privádza ho do roztaveného stavu.

kolaps

Najprv naň bude pôsobiť elektromagnetické pole, potom elektrický prúd a potom prejde tepelným stupňom. Jednoduchá konštrukcia takéhoto pecného zariadenia môže byť zostavená nezávisle od rôznych improvizovaných prostriedkov.

Princíp činnosti

Takéto zariadenie pece je elektrický transformátor so sekundárnym vinutím nakrátko. Princíp činnosti indukčnej pece je nasledujúci:

• pomocou generátora sa v induktore vytvára striedavý prúd;
• induktor s kondenzátorom vytvára oscilačný obvod, je naladený na pracovnú frekvenciu;
• v prípade použitia samooscilačného generátora je kondenzátor vyradený z obvodu prístroja a v tomto prípade je použitá vlastná kapacitná rezerva induktora;
• magnetické pole vytvorené induktorom môže existovať vo voľnom priestore alebo môže byť uzavreté pomocou individuálneho feromagnetického jadra;
• magnetické pole pôsobí na kovový obrobok alebo náboj umiestnený v induktore a vytvára magnetický tok;
• podľa Maxwellových rovníc indukuje sekundárny prúd v obrobku;
• s pevným a masívnym magnetickým tokom sa generovaný prúd uzatvára v obrobku a vzniká Foucaultov prúd alebo vírivý prúd;
• po vytvorení takéhoto prúdu vstúpi do platnosti Joule-Lenzov zákon a energia získaná pomocou induktora a magnetického poľa ohrieva kovový blok alebo náboj.

Napriek viacstupňovej prevádzke môže zariadenie indukčnej pece poskytnúť až 100% účinnosť vo vákuu alebo vo vzduchu. Ak má médium magnetickú permeabilitu, potom sa tento indikátor zvýši, v prípade média z neideálneho dielektrika klesne.

Zariadenie

Dotknutá pec je druh transformátora, ale iba ten nemá sekundárne vinutie, je nahradený kovovou vzorkou umiestnenou v induktore. Bude viesť prúd, ale dielektrika sa pri tomto procese nezohrievajú, zostávajú studené.

Konštrukcia indukčných kelímkových pecí obsahuje induktor, ktorý pozostáva z niekoľkých závitov medenej rúrky zvinutej vo forme cievky, v ktorej sa neustále pohybuje chladivo. Induktor obsahuje aj téglik, ktorý môže byť vyrobený z grafitu, ocele a iných materiálov.

Okrem induktora je v peci inštalované magnetické jadro a kameň ohniska, to všetko je uzavreté v telese pece. Obsahuje:

V modeloch vysokovýkonných pecí je plášť kúpeľa zvyčajne vyrobený dosť tuhý, takže v takomto zariadení nie je žiadny rám. Upevnenie tela musí vydržať veľké zaťaženie, keď je celá pec naklonená. Rám je najčastejšie vyrobený z tvarovaných nosníkov vyrobených z ocele.

Tégliková indukčná pec na tavenie kovu je inštalovaná na základe, v ktorom sú namontované podpery, čapy sklápacieho mechanizmu zariadenia spočívajú na ich ložiskách.

Plášť vane je vyrobený z plechu, na ktorom sú pre pevnosť navarené výstuhy.

Puzdro pre indukčnú jednotku sa používa ako spojovací článok medzi pecným transformátorom a kameňom ohniska. Na zníženie strát prúdu je vyrobený z dvoch polovíc, medzi ktorými je umiestnené izolačné tesnenie.

Poter polovíc sa vyskytuje v dôsledku skrutiek, podložiek a puzdier. Takéto puzdro sa vyrába odlievaním alebo zváraním, pri výbere materiálu sa uprednostňujú nemagnetické zliatiny. Dvojkomorová indukčná oceľová pec sa dodáva so spoločným plášťom pre vaňu a pre indukčnú jednotku.

V malých rúrach, ktoré nemajú vodné chladenie, je ventilačná jednotka, pomáha odvádzať prebytočné teplo z jednotky. Aj keď nainštalujete vodou chladenú tlmivku, je potrebné vetrať otvor, v blízkosti kozubového kameňa, aby sa neprehrieval.

V moderných inštaláciách pecí nie je len vodou chladený induktor, ale je zabezpečené aj vodné chladenie plášťov. Na rám pece je možné inštalovať ventilátory poháňané hnacím motorom. Pri značnej hmotnosti takéhoto zariadenia je ventilačné zariadenie inštalované v blízkosti pece. Ak sa indukčná pec na výrobu ocele dodáva s odnímateľnou verziou indukčných jednotiek, potom je každá z nich vybavená vlastným ventilátorom.

Samostatne stojí za zmienku naklápací mechanizmus, ktorý je pre malé pece dodávaný s ručným pohonom a pre veľké je vybavený hydraulickým pohonom umiestneným na odtokovom hrdle. Bez ohľadu na nainštalovaný sklápací mechanizmus musí zabezpečiť úplné vypustenie všetkého obsahu kúpeľne.

Výpočet výkonu

Pretože indukčná metóda tavenia ocele je lacnejšia ako podobné metódy založené na použití vykurovacieho oleja, uhlia a iných nosičov energie, výpočet indukčnej pece začína výpočtom výkonu jednotky.

Výkon indukčnej pece je rozdelený na aktívny a užitočný, každý z nich má svoj vlastný vzorec.

Ako počiatočné údaje potrebujete vedieť:

• kapacita pece, v uvažovanom prípade, sa napríklad rovná 8 tonám;
• výkon jednotky (berie sa jeho maximálna hodnota) - 1300 kW;
• frekvencia prúdu - 50 Hz;
• produktivita pece je 6 ton za hodinu.

Je tiež potrebné vziať do úvahy roztavený kov alebo zliatinu: podľa stavu je to zinok. Toto je dôležitý bod, tepelná bilancia tavenia liatiny v indukčnej peci, ako aj iných zliatin.

Užitočná sila, ktorá sa prenáša na tekutý kov:

• Рpol \u003d Wteor × t × P,
• Wtheor - merná spotreba energie, je teoretická a ukazuje prehriatie kovu o 1 0 C;
• P - produktivita pece, t/h;
• t je teplota prehriatia zliatiny alebo kovového bloku v peci kúpeľa, 0 С
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktívny výkon:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - prevzaté z predchádzajúceho vzorca, kW;
• Yuterm - účinnosť zlievarenskej pece, jej limity sú od 0,7 do 0,85, v priemere zaberajú 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, hodnota sa zaokrúhli nahor na 1900 kW.

V záverečnej fáze sa vypočíta výkon induktora:

• Kôra \u003d P / N,
• P je aktívny výkon pece, kW;
• N je počet induktorov umiestnených na peci.
• Kôra \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Spotreba energie indukčnej pece pri tavení ocele závisí od jej výkonu a typu induktora.

Druhy a poddruhy

Indukčné pece sú rozdelené do dvoch hlavných typov:

Okrem tejto separácie sú indukčné pece kompresorové, vákuové, otvorené a plnené plynom.

DIY indukčné pece

Medzi dostupnými bežnými metódami na vytváranie takýchto jednotiek nájdete krok za krokom návod, ako vyrobiť indukčnú pec zo zváracieho invertora, s nichrómovou špirálou alebo grafitovými kefami, uvedieme ich vlastnosti.

Jednotka z vysokofrekvenčného generátora

Vykonáva sa s prihliadnutím na menovitý výkon jednotky, vírivé straty a netesnosti hysterézie. Konštrukcia bude napájaná z klasickej 220 V siete, avšak pomocou usmerňovača. Tento typ pece môže byť dodávaný s grafitovými kefami alebo nichrómovou špirálou.

Na vytvorenie rúry budete potrebovať:

• dve diódy UF4007;
• filmové kondenzátory;
• tranzistory s efektom poľa v množstve dvoch kusov;
• odpor 470 ohmov;
• dva škrtiace krúžky, môžu byť odstránené zo starého počítačového systémového inžiniera;
• prierez medeného drôtu Ø 2 mm.

Ako nástroj sa používa spájkovačka a kliešte.

Tu je schéma indukčnej pece:

Indukčné prenosné taviace pece takéhoto plánu sa vytvárajú v nasledujúcom poradí:

1. Tranzistory sú umiestnené na radiátoroch. Vzhľadom na to, že počas procesu tavenia kovu sa okruh zariadenia rýchlo zahrieva, musí byť radiátor preň vybraný s veľkými parametrami. Na jeden generátor je povolené inštalovať niekoľko tranzistorov, ale v tomto prípade musia byť izolované od kovu pomocou tesnení vyrobených z plastu a gumy.
2. Vyrábajú sa dve škrtiace klapky. Pre nich sa odoberú dva krúžky, ktoré boli predtým odstránené z počítača, okolo nich je obalený medený drôt, počet závitov je obmedzený od 7 do 15.
3. Kondenzátory sú spojené do batérie, aby na výstupe vytvorili kapacitu 4,7 mikrofaradov, ich pripojenie sa vykonáva paralelne.
4. Okolo induktora je obalený medený drôt, jeho priemer by mal byť 2 mm. Vnútorný priemer vinutia musí zodpovedať veľkosti téglika použitého pre pec. Celkovo sa urobí 7-8 otáčok a ponechajú sa dlhé konce, aby sa dali pripojiť k okruhu.
5. Ako zdroj je do zostaveného obvodu zapojená 12 V batéria, ktorá vystačí na cca 40 minút prevádzky pece.

V prípade potreby je puzdro vyrobené z materiálu s vysokou tepelnou stabilitou. Ak je indukčná taviaca pec vyrobená zo zváracieho invertora, potom musí byť potrebné ochranné puzdro, ale musí byť uzemnené.

Dizajn grafitovej kefy

Takáto pec sa používa na tavenie akéhokoľvek kovu a zliatin.

Ak chcete vytvoriť zariadenie, musíte pripraviť:

• grafitové kefy;
• prášková žula;
• transformátor;
• šamotová tehla;
• oceľový drôt;
• tenký hliník.

Technológia montáže konštrukcie je nasledovná:

Zariadenie s nichrómovou špirálou

Takéto zariadenie sa používa na tavenie veľkých objemov kovu.

Nasledujúce sa používajú ako spotrebný materiál na usporiadanie domácej rúry:

• nichróm;
• azbestové vlákna;
• kus keramickej rúrky.

Po pripojení všetkých komponentov pece podľa schémy je jej práca nasledovná: po privedení elektrického prúdu na nichrómovú špirálu prenáša teplo na kov a roztaví ho.

Vytvorenie takejto pece sa vykonáva v nasledujúcom poradí:

Toto prevedenie sa vyznačuje vysokým výkonom, dlho chladí a rýchlo sa zahrieva. Treba ale počítať s tým, že ak je špirála zle izolovaná, rýchlo vyhorí.

Ceny hotových indukčných pecí

Domáce návrhy pecí budú stáť oveľa lacnejšie ako zakúpené, ale nemôžu byť vytvorené vo veľkých objemoch, takže sa nezaobídete bez hotových možností na hromadnú výrobu taveniny.

Ceny indukčných pecí na tavenie kovu závisia od ich kapacity a konfigurácie.

Model	Charakteristiky a vlastnosti	Cena, ruble
INDUTHERM MU-200	Pec podporuje 16 teplotných programov, maximálna teplota ohrevu je 1400 0С, režim je riadený termočlánkom typu S. Jednotka produkuje výkon 3,5 kW.	820 tisíc
INDUTHERM MU-900	Pec je napájaná zo zdroja 380 V, teplota je riadená pomocou termočlánku typu S a môže dosiahnuť až 1500 0C. Výkon - 15 kW.	1,7 milióna
UPI-60-2	Táto mini indukčná taviaca pec môže byť použitá na tavenie neželezných a drahých kovov. Predvalky sa vkladajú do grafitového téglika, ich ohrev sa vykonáva podľa princípu transformátora.	125 tisíc
IST-1/0,8 M5	Induktor pece je kôš, v ktorom je zabudovaný magnetický obvod spolu s cievkou. Jednotka 1 tona.	1,7 milióna
UI-25P	Zariadenie pece je konštruované na zaťaženie 20 kg, je vybavené redukčným sklonom taviacej jednotky. Súčasťou pece je blok kondenzátorových bánk. Inštalačný výkon - 25 kW. Maximálny ohrev t je 1600 0С.	470 tisíc
UI-0,50T-400	Jednotka je dimenzovaná na zaťaženie 500 kg, najväčší výkon inštalácie je 525 kW, napätie pre ňu musí byť minimálne 380V, maximálne prevádzkové t je 1850 0C.	900 tisíc
ST 10	Rúra talianskej firmy je vybavená digitálnym termostatom, v ovládacom paneli je zabudovaná technológia SMD, ktorá je rýchla. Univerzálna jednotka môže pracovať s rôznymi kapacitami od 1 do 3 kg, preto ju nie je potrebné prestavovať. Je určený pre drahé kovy, jeho maximálna teplota je 1250 0C.	1 milión
ST 12	Statická indukčná rúra s digitálnym termostatom. Môže byť doplnený o vákuovú odlievaciu komoru, ktorá umožňuje vyrábať odliatky priamo pri stroji. Ovládanie prebieha pomocou dotykového panela. Maximálna teplota je 1250 0С.	1050 tisíc
IChT-10TN	Pec je navrhnutá pre zaťaženie 10 ton, pomerne objemná jednotka, na jej inštaláciu je potrebné prideliť uzavretú dielňu.	8,9 milióna

Záver

Vyrobiť si indukčnú pec svojpomocne je vzrušujúce, ale prichádza s určitými obmedzeniami a neznámymi dôsledkami, pretože sa musíte spoľahnúť na zákony fyziky a chémie, a kto v tom nie je silný, nebude schopný proces bezpečne vykonať. Pre časté používanie takejto inštalácie je lepšie zvoliť vhodnú možnosť z vyššie uvedeného.

←Predchádzajúci článok Ďalší článok →

Indukčný sporák pre domácnosť dokáže jednoducho vykúriť domácnosť. V priemysle sa tieto zariadenia podieľajú na tavení rôznych kovov. Okrem toho sa môžu podieľať na tepelnom spracovaní dielov, ako aj na ich vytvrdzovaní. Hlavnou výhodou indukčnej rúry je jej jednoduché použitie. Navyše sa ľahko udržiavajú a nevyžadujú pravidelné kontroly, čo je veľmi dôležité.

Na inštaláciu tohto zariadenia nie je absolútne potrebné prideliť samostatnú miestnosť. Výkon týchto zariadení je veľmi dobrý. Je to do značnej miery spôsobené tým, že v dizajne nie sú žiadne časti, ktoré by podliehali mechanickému opotrebovaniu. Vo všeobecnosti sú pece indukčného typu bezpečné pre ľudské zdravie a počas prevádzky nepredstavujú nebezpečenstvo.

Ako to funguje?

Prevádzka indukčnej pece začína dodávkou striedavého prúdu do generátora. Zároveň prechádza cez špeciálny induktor, ktorý je umiestnený vo vnútri konštrukcie. Ďalej sa v zariadení používa kondenzátor. Jeho hlavnou úlohou je vytvoriť oscilačný obvod. V tomto prípade je celý systém naladený na prevádzkovú frekvenciu. Induktor v peci vytvára striedavé magnetické pole. V tomto čase napätie v zariadení stúpne na 200 V.

Na dokončenie okruhu má systém feromagnetické jadro, nie je však nainštalované na všetkých modeloch. Následne magnetické pole interaguje s obrobkom a vytvára silný tok. Ďalej sa indukuje elektricky vodivý prvok a vzniká sekundárne napätie. To vytvára vírivý prúd v kondenzátore. Podľa zákona Joule-Lenz odovzdáva svoju energiu induktorovi. V dôsledku toho sa obrobok v peci zahrieva.

Domáce rúry indukčného typu

Indukčná pec pre domácich majstrov je vyrobená striktne podľa výkresov v súlade s bezpečnostnými pravidlami. Telo zariadenia by malo byť vybrané z hliníkovej zliatiny. V hornej časti konštrukcie by mala byť umiestnená veľká plošina. Jeho hrúbka musí byť najmenej 10 mm. Na vypchávanie téglika sa najčastejšie používa oceľová šablóna. Na vypustenie roztaveného kovu je potrebná dutina obloženia vo forme výlevky. V tomto prípade musí mať konštrukcia podložku na vypchávanie.

Pre sekcie je nad šablónou inštalovaný izolačný stojan. Priamo pod ním bude sklopná podpera. Aby sa induktor ochladil, pec musí mať armatúru. Napätie je privádzané do zariadenia cez mostík, ktorý je umiestnený v spodnej časti zariadenia. Na naklonenie nádoby musí mať indukčná pec pre domácich majstrov samostatnú prevodovku. V tomto prípade je najlepšie vyrobiť rukoväť tak, aby bolo možné spojiť kov ručne.

Pece spoločnosti "Termolit"

Indukčné pece na tavenie kovu tejto značky majú prijateľný výkon meniča. Zároveň sa kapacita kamier v modeloch môže značne líšiť. Priemerná rýchlosť tavenia kovu je 0,4 t/h. Zároveň menovité napätie napájacej siete kolíše okolo 0,3 V. Spotreba vody v peci indukčného typu závisí od chladiaceho systému. Zvyčajne je tento parameter 10 metrov kubických / h. Zároveň je merná spotreba energie pomerne vysoká.

Charakteristika pece "Termolit TM1"

Táto taviaca pec (indukcia) má celkovú kapacitu 0,03 tony. Súčasne je výkon meniča iba 50 kW a priemerná rýchlosť tavenia je 0,04 tony za hodinu. Napätie napájacieho média musí byť minimálne 0,38 V. Spotreba vody na chladenie je u tohto modelu zanedbateľná. Je to spôsobené najmä nízkym výkonom zariadenia.

Z nedostatkov treba vyzdvihnúť vysokú spotrebu energie. Za hodinu prevádzky pece sa v priemere spotrebuje približne 650 kW. Frekvenčný menič v tomto modeli má triedu "TPCh-50". Vo všeobecnosti je "Termolit TM1" ekonomické zariadenie, ale so slabým výkonom.

Indukčná pec "TG-2"

Indukčné taviace pece radu TG sa vyrábajú s kapacitou komory 0,6 tony. Menovitý výkon zariadenia je 100 kW. Za hodinu nepretržitej prevádzky je zároveň možné roztaviť 0,16 tony neželezných kovov. Tento model je napájaný zo siete s napätím 0,3 V.

Spotreba vody pece TG-2 indukčného typu je pomerne značná a v priemere sa spotrebuje až 10 metrov kubických kvapaliny za hodinu prevádzky. To všetko je spôsobené potrebou intenzívneho chladenia prevodovky. Pozitívom je mierna spotreba energie. Za hodinu prevádzky sa zvyčajne spotrebuje až 530 kW elektriny. Frekvenčný menič v modeli "TG-2" je inštalovaný v triede "TPCh-100".

Pece "Thermo Pro"

Hlavnými úpravami zariadení od tejto spoločnosti sú indukčné taviace pece SAT 05, SAK-1 a SOT 05. Ich priemerná nominálna teplota topenia je 900 stupňov. Výkon prístrojov sa zároveň pohybuje okolo 150 kW. Okrem toho je potrebné poznamenať ich dobrý výkon. Za hodinu práce neželezných kovov možno roztaviť 80 kg. Zároveň je veľa modelov Thermo Pro vyrobených pre úzko cielené použitie. Niektoré z nich sú určené výhradne na prácu s hliníkom, iné úpravy slúžia na tavenie olova alebo cínu.

Modifikácia "SAT 05"

Táto indukčná pec je určená na taveninu hliníka. Výkon tohto zariadenia je presne 20 kW. Za hodinu práce možno zároveň prejsť až 20 kg kovu. Kapacita komory v modeli „SAT 05“ je 50 kg a frekvenčný menič je triedy „TFC“.

Batérie v zariadení sú inštalované typu kondenzátora. Do spodnej časti konštrukcie výrobca nainštaloval špeciálny vodou chladený kábel. V tomto modeli je k dispozícii ovládací panel. Okrem iného je potrebné poznamenať veľkú sadu pece "SAT 05". Zahŕňa všetko montážne príslušenstvo, ako aj prevádzkové dokumenty.

Parametre pece "SAK-1"

Táto indukčná pec sa najčastejšie používa na tavenie olova a cínu. V niektorých prípadoch je povolené položiť meď, ale výkon výrazne klesá. Priemerná teplota topenia kolíše okolo 1000 stupňov, toto zariadenie má výkon 250 kW. Za hodinu nepretržitej prevádzky je možné preskočiť až 400 kg farebných kovov. Kapacita zariadenia zároveň umožňuje naložiť až 1000 kg materiálu. Napájacie napätie je 0,3 kV.

Spotreba vody na chladenie modelu SAK-1 je zanedbateľná. Rúra spotrebuje približne 10 metrov kubických tekutiny za hodinu. Špecifická spotreba energie je tiež malá a dosahuje 530 kW. Frekvenčný menič v tomto prevedení je dodávaný pre značku "TPC-400". Vo všeobecnosti sa model SAK-1 ukázal ako ekonomický a ľahko použiteľný.

Prehľad modelu "SAK 05".

Indukčné pece na tavenie kovu "SAK 05" majú veľkú kapacitu - 0,5 t. Súčasne je výkon napájacieho meniča 400 kW. Pracovná rýchlosť tavenia v tejto peci je pomerne vysoká. Menovité napätie zariadenia je 0,3 kV. Na hodinu vodnej prevádzky sa na chladenie systému spotrebuje približne 11 metrov kubických. Treba tiež poznamenať, že spotreba energie je značná a dosahuje 530 kW. Frekvenčný menič v zariadení má triedu "TPCh-400". Zároveň je schopný načerpať maximálnu teplotu až 800 stupňov. Indukčná pec "SAK 05" je určená výhradne na tavenie hliníka a bronzu. Skriňa výmenníka tepla je inštalovaná výrobcom značky "IM". Treba tiež poznamenať pohodlné diaľkové ovládanie. V systéme je poplašný systém a hydraulická stanica.

Súčasťou štandardnej výbavy je okrem iného aj sada turbo pneumatík a montážne príslušenstvo. Vo všeobecnosti sa model SAK 05 ukázal ako celkom bezpečný a môžete ho používať bez rizika pre zdravie. To bolo do značnej miery dosiahnuté pomocou tyčí, ktoré sú namontované na hydraulických valcoch. Zároveň kov prakticky nestrieka. Priame nastavenie frekvencie počas prevádzky prebieha v automatickom režime. V tomto modeli vysokého napätia sa používajú kondenzátory.

Indukčný ohrev nie je možný bez použitia troch hlavných prvkov:

• induktor;
• generátor;
• vykurovacie teleso.

Induktor je cievka, zvyčajne vyrobená z medeného drôtu, ktorá vytvára magnetické pole. Alternátor sa používa na výrobu vysokofrekvenčného prúdu zo štandardného 50 Hz prúdu pre domácnosť. Ako vykurovacie teleso sa používa kovový predmet, ktorý je schopný absorbovať tepelnú energiu pod vplyvom magnetického poľa.

Ak tieto prvky správne pripojíte, môžete získať vysokovýkonné zariadenie, ktoré je ideálne na ohrev kvapalného chladiva a vykurovanie domu. Pomocou generátora sa do induktora privádza elektrický prúd s potrebnými charakteristikami, t.j. na medenej cievke. Pri prechode cez ňu vytvára prúd nabitých častíc magnetické pole.

Princíp činnosti indukčných ohrievačov je založený na výskyte elektrických prúdov vo vnútri vodičov, ktoré sa objavujú pod vplyvom magnetických polí.

Zvláštnosťou poľa je, že má schopnosť meniť smer elektromagnetických vĺn pri vysokých frekvenciách. Ak sa do tohto poľa umiestni akýkoľvek kovový predmet, začne sa bez priameho kontaktu s induktorom pod vplyvom vytvorených vírivých prúdov zahrievať.

Vysokofrekvenčný elektrický prúd prúdiaci z meniča do indukčnej cievky vytvára magnetické pole s neustále sa meniacim vektorom magnetických vĺn. Kov umiestnený v tomto poli sa rýchlo zahrieva

Nedostatok kontaktu umožňuje, aby boli straty energie pri prechode z jedného typu na druhý zanedbateľné, čo vysvetľuje zvýšenú účinnosť indukčných kotlov.

Na ohrev vody pre vykurovací okruh stačí zabezpečiť jej kontakt s kovovým ohrievačom. Často sa ako vykurovacie teleso používa kovová rúrka, cez ktorú jednoducho prechádza prúd vody. Voda súčasne ochladzuje ohrievač, čo výrazne zvyšuje jeho životnosť.

Elektromagnet indukčného zariadenia sa získa navinutím drôtu okolo jadra feromagnetika. Výsledná indukčná cievka sa zahrieva a odovzdáva teplo ohrievanému telesu alebo chladiacej kvapaline prúdiacej v blízkosti cez výmenník tepla

Literatúra

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Elektrické priemyselné pece. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 s.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimálny ohrev valcového plášťa s teplotne závislými charakteristikami materiálu // Mat. metódy a fiz.-mekh. poliach. - 1977. - Vydanie. 5. - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Lampové generátory pre vysokofrekvenčný ohrev. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 s. - (Knižnica vysokofrekvenčného termistu; Vydanie 15). - 5300 kópií. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Kurz rádiotechniky. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 s.
• Izyumov N. M., Linde D. P. Základy rádiotechniky. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 s.
• Ložinský M.G. Priemyselné využitie indukčného ohrevu. - M.: Vydavateľstvo Akadémie vied ZSSR, 1948. - 471 s.
• Využitie vysokofrekvenčných prúdov v elektrotermii / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 s.
• Slukhotsky A. E. Induktory. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 s. - (Knižnica vysokofrekvenčného termistu; Vydanie 12). - 10 000 kópií. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A.A. Indukčná metóda na udržiavanie tekutých kovov v suspenzii / Ed. A. N. Šamová. - 2. vyd., opravené. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 s. - (Knižnica vysokofrekvenčného termistu; Vydanie 11). - 2950 kópií. -

Princíp fungovania

Posledná možnosť, ktorá sa najčastejšie používa vo vykurovacích kotloch, sa stala žiadanou kvôli jednoduchosti jej implementácie. Princíp činnosti indukčnej vykurovacej jednotky je založený na prenose energie magnetického poľa do chladiacej kvapaliny (vody). Magnetické pole sa vytvára v induktore. Striedavý prúd prechádzajúci cievkou vytvára vírivé prúdy, ktoré premieňajú energiu na teplo.

Princíp fungovania inštalácie indukčného ohrevu

Voda privádzaná spodným potrubím do kotla sa ohrieva prenosom energie a vystupuje cez horné potrubie a dostáva sa ďalej do vykurovacieho systému. Na vytvorenie tlaku sa používa vstavané čerpadlo. Neustále cirkulujúca voda v kotle neumožňuje prehriatie prvkov. Okrem toho počas prevádzky nosič tepla vibruje (pri nízkej hladine hluku), v dôsledku čoho nie je možné usadzovať vodný kameň na vnútorných stenách kotla.

Indukčné ohrievače je možné realizovať rôznymi spôsobmi.

Výpočet výkonu

Pretože indukčná metóda tavenia ocele je lacnejšia ako podobné metódy založené na použití vykurovacieho oleja, uhlia a iných nosičov energie, výpočet indukčnej pece začína výpočtom výkonu jednotky.

Výkon indukčnej pece je rozdelený na aktívny a užitočný, každý z nich má svoj vlastný vzorec.

Ako počiatočné údaje potrebujete vedieť:

• kapacita pece, v uvažovanom prípade, sa napríklad rovná 8 tonám;
• výkon jednotky (berie sa jeho maximálna hodnota) - 1300 kW;
• frekvencia prúdu - 50 Hz;
• produktivita pece je 6 ton za hodinu.

Je tiež potrebné vziať do úvahy roztavený kov alebo zliatinu: podľa stavu je to zinok. Toto je dôležitý bod, tepelná bilancia tavenia liatiny v indukčnej peci, ako aj iných zliatin.

Užitočná sila, ktorá sa prenáša na tekutý kov:

• Рpol \u003d Wteor × t × P,
• Wtheor - merná spotreba energie, je teoretická a ukazuje prehriatie kovu o 10C;
• P - produktivita pece, t/h;
• t - teplota prehriatia zliatiny alebo kovového bloku v kúpeľovej peci, 0C
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktívny výkon:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - prevzaté z predchádzajúceho vzorca, kW;
• Yuterm - účinnosť zlievarenskej pece, jej limity sú od 0,7 do 0,85, v priemere zaberajú 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, hodnota sa zaokrúhli nahor na 1900 kW.

V záverečnej fáze sa vypočíta výkon induktora:

• Kôra \u003d P / N,
• P je aktívny výkon pece, kW;
• N je počet induktorov umiestnených na peci.
• Kôra \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Spotreba energie indukčnej pece pri tavení ocele závisí od jej výkonu a typu induktora.

Komponenty pece

Ak teda máte záujem o indukčnú minirúru pre domácich majstrov, potom je dôležité vedieť, že jej hlavným prvkom je vykurovacia špirála. V prípade domácej verzie stačí použiť tlmivku z holej medenej rúrky s priemerom 10 mm

Pre induktor sa používa vnútorný priemer 80-150 mm a počet závitov je 8-10. Je dôležité, aby sa zákruty nedotýkali a vzdialenosť medzi nimi bola 5-7 mm. Časti induktora sa nesmú dotýkať jeho tienidla, minimálna vzdialenosť musí byť 50 mm.

Ak sa chystáte urobiť si indukčnú pec vlastnými rukami, mali by ste vedieť, že voda alebo nemrznúca zmes chladia induktory v priemyselnom meradle. V prípade nízkeho výkonu a krátkej prevádzky vytvoreného zariadenia je možné zaobísť sa bez chladenia. Počas prevádzky sa však induktor veľmi zahrieva a vodný kameň na medi môže nielen drasticky znížiť účinnosť zariadenia, ale tiež viesť k úplnej strate jeho výkonu. Nie je možné vyrobiť induktor s chladením svojpomocne, preto bude potrebné ho pravidelne vymieňať. Nesmie sa používať nútené chladenie vzduchom, pretože kryt ventilátora umiestnený v blízkosti cievky bude „priťahovať“ EMF k sebe, čo povedie k prehriatiu a zníženiu účinnosti pece.

Problém indukčného ohrevu obrobkov z magnetických materiálov

Ak invertor na indukčný ohrev nie je samooscilátor, nemá samoladiaci obvod (PLL) a pracuje z externého hlavného oscilátora (pri frekvencii blízkej rezonančnej frekvencii oscilačnej "induktorovej - kompenzačnej kondenzátorovej banky" obvod). V momente, keď sa do induktora vloží obrobok vyrobený z magnetického materiálu (ak sú rozmery obrobku dostatočne veľké a úmerné rozmerom induktora), indukčnosť induktora sa prudko zvýši, čo vedie k prudkému poklesu prirodzenej rezonancie. frekvencia oscilačného obvodu a jej odchýlka od frekvencie hlavného oscilátora. Obvod vypadne z rezonancie s hlavným oscilátorom, čo vedie k zvýšeniu jeho odporu a prudkému zníženiu výkonu prenášaného na obrobok. Ak je výkon jednotky riadený externým zdrojom, potom prirodzenou reakciou obsluhy je zvýšenie napájacieho napätia jednotky. Keď sa obrobok zahreje na Curieho bod, jeho magnetické vlastnosti zmiznú, vlastná frekvencia oscilačného obvodu sa vráti späť na frekvenciu hlavného oscilátora. Odpor obvodu prudko klesá, spotreba prúdu prudko stúpa. Ak obsluha nestihne odstrániť zvýšené napájacie napätie, jednotka sa prehrieva a zlyhá.
Ak je inštalácia vybavená automatickým riadiacim systémom, potom by mal riadiaci systém monitorovať prechod cez Curieov bod a automaticky znížiť frekvenciu hlavného oscilátora, pričom ho prispôsobí rezonancii s oscilačným obvodom (alebo zníži dodávaný výkon, ak frekvencia zmena je neprijateľná).

Ak sa zahrievajú nemagnetické materiály, potom na vyššie uvedenom nezáleží. Zavedením obrobku z nemagnetického materiálu do tlmivky sa prakticky nemení indukčnosť tlmivky a neposúva sa rezonančná frekvencia pracovného oscilačného obvodu a nie je potrebný riadiaci systém.

Ak sú rozmery obrobku oveľa menšie ako rozmery induktora, potom to tiež výrazne neposúva rezonanciu pracovného obvodu.

indukčné variče

Hlavný článok: Indukčný varič

Indukčný varič- elektrický kuchynský sporák, ktorý ohrieva kovové riady indukovanými vírivými prúdmi generovanými vysokofrekvenčným magnetickým poľom, s frekvenciou 20-100 kHz.

Takýto sporák má vysokú účinnosť v porovnaní s vykurovacími prvkami elektrických sporákov, pretože na ohrev skrine sa spotrebuje menej tepla a okrem toho nedochádza k zrýchleniu a ochladzovaniu (keď sa plytvá generovaná energia, ktorá nie je absorbovaná riadom). ).

Indukčné taviace pece

Hlavný článok: Indukčná kelímková pec

Indukčné (bezkontaktné) taviace pece - elektrické pece na tavenie a prehrievanie kovov, v ktorých dochádza k ohrevu v dôsledku vírivých prúdov, ktoré sa vyskytujú v kovovom tégliku (a kove), alebo len v kove (ak nie je téglik vyrobený z kovu); tento spôsob ohrevu je účinnejší, ak je téglik zle izolovaný).

Používa sa v zlievarňach tovární, ako aj v presných odlievacích dielňach a opravovniach strojárskych závodov na získanie vysoko kvalitných oceľových odliatkov. V grafitovom tégliku je možné taviť neželezné kovy (bronz, mosadz, hliník) a ich zliatiny. Indukčná pec funguje na princípe transformátora, v ktorom je primárne vinutie vodou chladená tlmivka, sekundárne a zároveň záťaž je kov v tégliku. K zahrievaniu a taveniu kovu dochádza v dôsledku prúdov v ňom, ktoré vznikajú pod vplyvom elektromagnetického poľa vytvoreného induktorom.

História indukčného ohrevu

Objav elektromagnetickej indukcie v roku 1831 patrí Michaelovi Faradayovi. Pri pohybe vodiča v poli magnetu sa v ňom indukuje EMF, rovnako ako pri pohybe magnetu, ktorého siločiary pretínajú vodivý obvod. Prúd v obvode sa nazýva indukčný. Vynálezy mnohých zariadení sú založené na zákone elektromagnetickej indukcie, vrátane tých určujúcich - generátorov a transformátorov, ktoré vyrábajú a distribuujú elektrickú energiu, ktorá je základným základom celého elektrotechnického priemyslu.

V roku 1841 James Joule (a nezávisle od neho Emil Lenz) sformuloval kvantitatívny odhad tepelného účinku elektrického prúdu: „Sila tepla uvoľneného na jednotku objemu média počas toku elektrického prúdu je úmerná produktu. hustoty elektrického prúdu a veľkosti intenzity elektrického poľa“ (Jouleov zákon - Lenz). Tepelný účinok indukovaného prúdu dal podnet k hľadaniu zariadení na bezkontaktné zahrievanie kovov. Prvé pokusy na ohrev ocele pomocou indukčného prúdu uskutočnil E. Colby v USA.

Prvý úspešne fungujúci tzv. Kanálová indukčná pec na tavenie ocele bola postavená v roku 1900 spoločnosťou Benedicks Bultfabrik v Gysingu vo Švédsku. V úctyhodnom časopise tej doby „THE ENGINEER“ sa 8. júla 1904 objavil slávny, kde švédsky vynálezca inžinier F. A. Kjellin hovorí o svojom vývoji. Pec bola napájaná jednofázovým transformátorom. Tavenie prebiehalo v tégliku vo forme prstenca, kov v ňom predstavoval sekundárne vinutie transformátora napájaného prúdom 50-60 Hz.

Prvá 78 kW pec bola uvedená do prevádzky 18. marca 1900 a ukázala sa ako veľmi neekonomická, keďže kapacita tavenia bola len 270 kg ocele za deň. Ďalšia pec bola vyrobená v novembri toho istého roku s výkonom 58 kW a kapacitou 100 kg na oceľ. Pec vykazovala vysokú rentabilitu, kapacita tavenia bola od 600 do 700 kg ocele za deň. Opotrebenie vplyvom teplotných výkyvov však bolo na neprijateľnej úrovni, časté výmeny obloženia znižovali výslednú účinnosť.

Vynálezca dospel k záveru, že pre maximálny výkon tavenia je potrebné ponechať značnú časť taveniny počas vypúšťania, čím sa predíde mnohým problémom vrátane opotrebovania obloženia. Tento spôsob tavenia ocele so zvyškom, ktorý sa začal nazývať „bažina“, sa v niektorých odvetviach, kde sa používajú veľkokapacitné pece, zachoval dodnes.

V máji 1902 bola uvedená do prevádzky výrazne vylepšená pec s kapacitou 1800 kg, výtlak bol 1000-1100 kg, bilancia 700-800 kg, výkon 165 kW, kapacita tavenia ocele mohla dosiahnuť až 4100 kg za deň! Takýto výsledok spotreby energie 970 kWh/t zaujme svojou účinnosťou, ktorá nie je o nič nižšia ako moderná produktivita okolo 650 kWh/t. Podľa výpočtov vynálezcu zo spotreby energie 165 kW išlo do strát 87,5 kW, užitočný tepelný výkon bol 77,5 kW a dosiahla sa veľmi vysoká celková účinnosť 47 %. Ziskovosť sa vysvetľuje prstencovým dizajnom téglika, ktorý umožnil vyrobiť viacotáčkovú tlmivku s nízkym prúdom a vysokým napätím - 3000 V. Moderné pece s valcovým téglikom sú oveľa kompaktnejšie, vyžadujú menšie kapitálové investície, sú jednoduchšie prevádzkovať, vybavené mnohými vylepšeniami počas sto rokov ich vývoja, ale účinnosť je zvýšená bezvýznamne. Je pravda, že vynálezca vo svojej publikácii ignoroval skutočnosť, že elektrina sa neplatí za činný výkon, ale za plný výkon, ktorý je pri frekvencii 50-60 Hz približne dvakrát vyšší ako činný výkon. A v moderných peciach je jalový výkon kompenzovaný kondenzátorovou bankou.

Inžinier F. A. Kjellin svojim vynálezom položil základ pre vývoj priemyselných kanálových pecí na tavenie neželezných kovov a ocele v priemyselných krajinách Európy a Ameriky. Prechod z 50-60 Hz kanálových pecí na moderné vysokofrekvenčné téglikové pece trval od roku 1900 do roku 1940.

Vykurovací systém

Na výrobu indukčného ohrievača používajú skúsení remeselníci jednoduchý zvárací invertor, ktorý premieňa jednosmerné napätie na striedavé napätie. Pre takéto prípady sa používa kábel s prierezom 6-8 mm, ale nie je štandardom pre zváracie stroje 2,5 mm.

Takéto vykurovacie systémy musia byť nevyhnutne uzavretého typu a riadenie je automatické. Pre ďalšiu bezpečnosť potrebujete čerpadlo, ktoré bude cirkulovať v systéme, ako aj odvzdušňovací ventil. Takýto ohrievač musí byť chránený pred dreveným nábytkom, ako aj od podlahy a stropu najmenej 1 meter.

Realizácia doma

Indukčný ohrev ešte dostatočne nedobil trh kvôli vysokým nákladom na samotný vykurovací systém. Napríklad pre priemyselné podniky bude takýto systém stáť 100 000 rubľov, pre domáce použitie - od 25 000 rubľov. a vyššie. Preto je záujem o obvody, ktoré vám umožňujú vytvoriť si domáci indukčný ohrievač vlastnými rukami, celkom pochopiteľný.

ohrev indukčný kotol

Na základe transformátora

Hlavným prvkom indukčného vykurovacieho systému s transformátorom bude samotné zariadenie, ktoré má primárne a sekundárne vinutie. V primárnom vinutí sa vytvoria vírivé prúdy a vytvoria elektromagnetické indukčné pole. Toto pole ovplyvní sekundárny, ktorým je v skutočnosti indukčný ohrievač, fyzicky realizovaný vo forme telesa vykurovacieho kotla. Je to sekundárne skratované vinutie, ktoré prenáša energiu do chladiacej kvapaliny.

Sekundárne skratované vinutie transformátora

Hlavné prvky inštalácie indukčného vykurovania sú:

• jadro;
• navíjanie;
• dva druhy izolácie - tepelná a elektrická izolácia.

Jadrom sú dve ferimagnetické rúrky rôznych priemerov s hrúbkou steny minimálne 10 mm, navzájom zvarené. Pozdĺž vonkajšej trubice je vytvorené toroidné vinutie medeného drôtu. Je potrebné uložiť 85 až 100 otáčok s rovnakou vzdialenosťou medzi zákrutami. Striedavý prúd, meniaci sa v čase, vytvára v uzavretom okruhu vírivé prúdy, ktoré ohrievajú jadro a tým aj chladivo indukčným ohrevom.

Použitie vysokofrekvenčného zváracieho invertoru

Indukčný ohrievač je možné vytvoriť pomocou zváracieho invertora, kde hlavnými komponentmi obvodu sú alternátor, induktor a vykurovacie teleso.

Generátor slúži na premenu štandardnej frekvencie siete 50 Hz na prúd vyššej frekvencie. Tento modulovaný prúd sa aplikuje na valcovú tlmivku, kde sa ako vinutie používa medený drôt.

Medený drôt na navíjanie

Cievka vytvára striedavé magnetické pole, ktorého vektor sa mení s frekvenciou nastavenou generátorom. Vytvorené vírivé prúdy, indukované magnetickým poľom, ohrievajú kovový prvok, ktorý odovzdáva energiu chladiacej kvapaline. Takto sa implementuje ďalšia schéma indukčného ohrevu „urob si sám“.

Vykurovacie teleso je možné vytvoriť aj vlastnými rukami z narezaného kovového drôtu dlhého asi 5 mm a kúska polymérovej rúrky, do ktorej je kov umiestnený. Pri inštalácii ventilov v hornej a spodnej časti potrubia skontrolujte hustotu plnenia - nemal by byť žiadny voľný priestor. Podľa schémy je asi 100 závitov medeného vedenia navrstvených na hornú časť potrubia, čo je tlmivka pripojená ku svorkám generátora. K indukčnému ohrevu medeného drôtu dochádza v dôsledku vírivých prúdov generovaných striedavým magnetickým poľom.

Poznámka: Indukčné ohrievače pre domácich majstrov môžu byť vyrobené podľa akejkoľvek schémy, hlavnou vecou je pamätať na to, že je dôležité vykonať spoľahlivú tepelnú izoláciu, inak sa účinnosť vykurovacieho systému výrazne zníži. .

Výhody a nevýhody zariadenia

„Plusy“ vírivého indukčného ohrievača sú početné. Jedná sa o jednoduchý obvod pre vlastnú výrobu, zvýšenú spoľahlivosť, vysokú účinnosť, relatívne nízke náklady na energiu, dlhú životnosť, nízku pravdepodobnosť porúch atď.

Výkon zariadenia môže byť významný, jednotky tohto typu sa úspešne používajú v hutníckom priemysle. Pokiaľ ide o rýchlosť ohrevu chladiacej kvapaliny, zariadenia tohto typu s istotou konkurujú tradičným elektrickým kotlom, teplota vody v systéme rýchlo dosiahne požadovanú úroveň.

Počas prevádzky indukčného kotla ohrievač mierne vibruje. Tieto vibrácie otriasajú vodný kameň a iné možné nečistoty zo stien kovovej rúry, takže takéto zariadenie je potrebné čistiť len zriedka. Samozrejme, vykurovací systém musí byť pred týmito nečistotami chránený mechanickým filtrom.

Indukčná cievka ohrieva kov (rúrka alebo kúsky drôtu) umiestnený vo vnútri pomocou vysokofrekvenčných vírivých prúdov, kontakt nie je potrebný

Neustály kontakt s vodou tiež minimalizuje pravdepodobnosť vyhorenia ohrievača, čo je pomerne častý problém tradičných kotlov s vykurovacími telesami. Napriek vibráciám pracuje kotol mimoriadne ticho, nie je potrebná dodatočná hluková izolácia v mieste inštalácie zariadenia.

Indukčné kotly sú tiež dobré, pretože takmer nikdy netesnia, iba ak je inštalácia systému vykonaná správne. Neprítomnosť netesností je spôsobená bezkontaktným spôsobom prenosu tepelnej energie do ohrievača. Chladivo pomocou technológie opísanej vyššie sa môže zohriať takmer do stavu pary.

To poskytuje dostatočnú tepelnú konvekciu na stimuláciu účinného pohybu chladiacej kvapaliny cez potrubia. Vo väčšine prípadov nebude musieť byť vykurovací systém vybavený obehovým čerpadlom, aj keď všetko závisí od vlastností a usporiadania konkrétneho vykurovacieho systému.

Niekedy je potrebné obehové čerpadlo. Inštalácia zariadenia je pomerne jednoduchá. Aj keď to bude vyžadovať určité zručnosti pri inštalácii elektrických spotrebičov a vykurovacích potrubí.

Toto pohodlné a spoľahlivé zariadenie má však množstvo nedostatkov, ktoré by sa tiež mali zvážiť. Napríklad kotol ohrieva nielen chladiacu kvapalinu, ale aj celý pracovný priestor, ktorý ho obklopuje. Pre takúto jednotku je potrebné prideliť samostatnú miestnosť a odstrániť z nej všetky cudzie predmety. Pre človeka môže byť nebezpečný aj dlhý pobyt v bezprostrednej blízkosti fungujúceho kotla.

Indukčné ohrievače vyžadujú na prevádzku elektrickú energiu. Domáce aj továrenské zariadenia sú pripojené k domácej sieti striedavého prúdu.

Zariadenie potrebuje na prevádzku elektrickú energiu. V oblastiach, kde nie je voľný prístup k tejto výhode civilizácie, bude indukčný kotol zbytočný. Áno, a tam, kde dochádza k častým výpadkom prúdu, prejaví nízku účinnosť.

Ak sa s prístrojom nebude zaobchádzať opatrne, môže dôjsť k výbuchu.

Ak je chladiaca kvapalina prehriata, zmení sa na paru. V dôsledku toho sa tlak v systéme dramaticky zvýši, čo potrubia jednoducho nemôžu vydržať, prasknú. Preto by pre normálnu prevádzku systému malo byť zariadenie vybavené aspoň manometrom a ešte lepšie - núdzovým vypínacím zariadením, termostatom atď.

To všetko môže výrazne zvýšiť náklady na domáci indukčný kotol. Aj keď sa zariadenie považuje za prakticky tiché, nie vždy to tak je. Niektoré modely môžu z rôznych dôvodov stále vydávať určitý hluk. Pri vlastnoručne vyrobenom zariadení sa pravdepodobnosť takéhoto výsledku zvyšuje.

Pri konštrukcii továrenských aj domácich indukčných ohrievačov prakticky neexistujú žiadne opotrebované komponenty. Vydržia dlho a fungujú bezchybne.

Domáce indukčné kotly

Najjednoduchšia schéma zariadenia, ktoré je zostavené, pozostáva z kusu plastovej rúrky, do ktorej dutiny sú uložené rôzne kovové prvky, aby sa vytvorilo jadro. Môže to byť tenký nerezový drôt stočený do guľôčok, nasekaný na malé kúsky drôtu - drôtenka s priemerom 6-8 mm, alebo aj vrták s priemerom zodpovedajúcim vnútornej veľkosti potrubia. Vonku sú na ňu prilepené sklolaminátové tyčinky a na nich je v sklenenej izolácii navinutý drôt s hrúbkou 1,5-1,7 mm. Dĺžka drôtu je asi 11 m. Výrobnú technológiu je možné študovať sledovaním videa:

Potom bol otestovaný podomácky vyrobený indukčný ohrievač naplnením vodou a pripojením na továrenskú indukčnú varnú dosku ORION s výkonom 2 kW namiesto bežnej tlmivky. Výsledky testu sú uvedené v nasledujúcom videu:

Iní majstri odporúčajú vziať ako zdroj zvárací invertor s nízkym výkonom pripojením svoriek sekundárneho vinutia k svorkám cievky. Ak si pozorne preštudujete prácu autora, dôjde k nasledujúcim záverom:

• Autor odviedol dobrú prácu a jeho produkt, samozrejme, funguje.
• Pre hrúbku drôtu, počet a priemer závitov cievky neboli vykonané žiadne výpočty. Parametre vinutia boli prijaté analogicky s varnou doskou, respektíve indukčný ohrievač vody nebude vyšší ako 2 kW.
• V najlepšom prípade bude domáca jednotka schopná ohrievať vodu pre dva vykurovacie radiátory po 1 kW, čo stačí na vykurovanie jednej miestnosti. V najhoršom prípade bude zahrievanie slabé alebo úplne zmizne, pretože testy boli vykonané bez prietoku chladiacej kvapaliny.

Pre nedostatok informácií o ďalších testoch zariadenia je ťažké vyvodiť presnejšie závery. Ďalší spôsob, ako nezávisle organizovať indukčný ohrev vody na vykurovanie, je uvedený v nasledujúcom videu:

Radiátor zvarený z niekoľkých kovových rúrok pôsobí ako vonkajšie jadro pre vírivé prúdy vytvárané cievkou tej istej indukčnej varnej dosky. Závery sú nasledovné:

• Tepelný výkon výsledného ohrievača nepresahuje elektrický výkon panelu.
• Počet a veľkosť rúrok boli zvolené náhodne, ale poskytovali dostatočný povrch na prenos tepla generovaného vírivými prúdmi.
• Táto schéma indukčného ohrievača sa osvedčila pre konkrétny prípad, keď je byt obklopený priestormi iných vykurovaných bytov. Okrem toho autor neukázal prevádzku inštalácie v chladnom období s fixáciou teploty vzduchu v miestnostiach.

Na potvrdenie prijatých záverov sa navrhuje pozrieť si video, kde sa autor pokúsil použiť podobný ohrievač v samostatnej izolovanej budove:

Princíp fungovania

Indukčný ohrev je ohrev materiálov elektrickými prúdmi, ktoré sú indukované striedavým magnetickým poľom. Ide teda o ohrev výrobkov z vodivých materiálov (vodičov) magnetickým poľom induktorov (zdrojov striedavého magnetického poľa).

Indukčný ohrev sa vykonáva nasledovne. Elektricky vodivý (kovový, grafitový) obrobok je umiestnený v takzvanom induktore, čo je jeden alebo viac závitov drôtu (najčastejšie medi). V tlmivke sa pomocou špeciálneho generátora indukujú silné prúdy rôznych frekvencií (od desiatok Hz do niekoľkých MHz), v dôsledku čoho okolo tlmivky vzniká elektromagnetické pole. Elektromagnetické pole indukuje vírivé prúdy v obrobku. Vírivé prúdy ohrievajú obrobok pôsobením Joulovho tepla.

Systém induktor-blank je bezjadrový transformátor, v ktorom je induktor primárnym vinutím. Obrobok je, ako keby, sekundárne vinutie, skratované. Magnetický tok medzi vinutiami sa vo vzduchu uzatvára.

Vírivé prúdy sú pri vysokej frekvencii vytláčané nimi vytvoreným magnetickým poľom do tenkých povrchových vrstiev obrobku Δ (efekt pokožky), v dôsledku čoho sa ich hustota prudko zvyšuje a obrobok sa zahrieva. Podkladové vrstvy kovu sa zahrievajú v dôsledku tepelnej vodivosti. Nie je dôležitý prúd, ale vysoká prúdová hustota. Vo vrstve kože Δ sa prúdová hustota zvyšuje v e krát vzhľadom na prúdovú hustotu v obrobku, pričom 86,4 % tepla z celkového uvoľneného tepla sa uvoľní vo vrstve pokožky. Hĺbka vrstvy kože závisí od frekvencie žiarenia: čím vyššia je frekvencia, tým je vrstva kože tenšia. Závisí to aj od relatívnej magnetickej permeability μ materiálu obrobku.

Pre železo, kobalt, nikel a magnetické zliatiny pri teplotách pod  Curieovým bodom má μ hodnotu od niekoľkých stoviek až po desiatky tisíc. Pre ostatné materiály (taveniny, neželezné kovy, tekuté nízkotaviteľné eutektiká, grafit, elektricky vodivá keramika atď.) sa μ rovná približne jednej.

Vzorec na výpočet hĺbky pokožky v mm:

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

kde ρ - špecifický elektrický odpor materiálu obrobku pri teplote spracovania, Ohm m, f- frekvencia elektromagnetického poľa generovaného induktorom, Hz.

Napríklad pri frekvencii 2 MHz je hĺbka kože pre meď asi 0,047 mm, pre železo ≈ 0,0001 mm.

Induktor sa počas prevádzky veľmi zahrieva, pretože absorbuje svoje vlastné žiarenie. Okrem toho absorbuje tepelné žiarenie z horúceho obrobku. Tlmivky vyrábajú z medených rúrok chladených vodou. Voda je dodávaná odsávaním - to zaisťuje bezpečnosť v prípade popálenia alebo iného odtlakovania tlmivky.

Princíp fungovania

Taviaca jednotka indukčnej pece sa používa na ohrev širokej škály kovov a zliatin. Klasický dizajn pozostáva z nasledujúcich prvkov:

1. Vypúšťacie čerpadlo.
2. Vodou chladený induktor.
3. Rám z nehrdzavejúcej ocele alebo hliníka.
4. Kontaktná oblasť.
5. Ohnisko zo žiaruvzdorného betónu.
6. Podpera s hydraulickým valcom a ložiskovou jednotkou.

Princíp činnosti je založený na vytváraní vírivých Foucaultových prúdov. Pri prevádzke domácich spotrebičov spravidla takéto prúdy spôsobujú poruchy, ale v tomto prípade sa používajú na ohrev náboja na požadovanú teplotu. Takmer všetka elektronika sa počas prevádzky začne zahrievať. Tento negatívny faktor pri využívaní elektrickej energie sa využíva naplno.

Výhody zariadenia

Indukčná taviaca pec sa používa relatívne nedávno. Na výrobných miestach sú inštalované známe otvorené pece, vysoké pece a iné typy zariadení. Takáto pec na tavenie kovov má nasledujúce výhody:

1. Aplikácia princípu indukcie vám umožňuje urobiť zariadenie kompaktným. Preto nie sú problémy s ich umiestnením v malých miestnostiach. Príkladom sú vysoké pece, ktoré je možné inštalovať len v pripravených priestoroch.
2. Výsledky vykonaných štúdií naznačujú, že účinnosť je takmer 100%.
3. Vysoká rýchlosť tavenia. Vysoký index účinnosti určuje, že zahriatie kovu v porovnaní s inými pecami trvá oveľa menej času.
4. Niektoré pece počas tavenia môžu viesť k zmene chemického zloženia kovu. Indukcia je na prvom mieste z hľadiska čistoty taveniny. Generované Foucaultove prúdy ohrievajú obrobok zvnútra, čím sa eliminuje možnosť dostať sa do zloženia rôznych nečistôt.

Práve táto posledná výhoda určuje rozšírenie indukčnej pece v šperkoch, pretože aj malá koncentrácia cudzích nečistôt môže nepriaznivo ovplyvniť výsledok.

Vďaka tomu, že M. Faraday objavil fenomén elektromagnetickej indukcie už v roku 1831, svet videl veľké množstvo zariadení, ktoré ohrievajú vodu a iné médiá.

Pretože tento objav bol realizovaný, ľudia ho používajú denne v každodennom živote:

• Rýchlovarná kanvica s kotúčovým ohrievačom na ohrev vody;
• Multivarková rúra;
• indukčná varná doska;
• Mikrovlnné rúry (sporáky);
• ohrievač;
• Vyhrievací stĺp.

Otvor sa tiež aplikuje na extrudér (nie mechanický). Predtým bol široko používaný v metalurgii a iných odvetviach súvisiacich so spracovaním kovov. Továrenský indukčný kotol funguje na princípe pôsobenia vírivých prúdov na špeciálne jadro umiestnené vo vnútri cievky. Foucaultove vírivé prúdy sú povrchové, preto je lepšie brať ako jadro dutú kovovú rúrku, cez ktorú prechádza prvok chladiacej kvapaliny.

Výskyt elektrických prúdov nastáva v dôsledku dodávania striedavého napätia do vinutia, čo spôsobuje výskyt striedavého elektrického magnetického poľa, ktoré mení potenciály 50-krát / s. pri štandardnej priemyselnej frekvencii 50 Hz.

Indukčná cievka Ruhmkorff je zároveň navrhnutá tak, aby sa dala pripojiť priamo k elektrickej sieti striedavého prúdu. Vo výrobe sa na takéto zahrievanie používajú vysokofrekvenčné elektrické prúdy - až do 1 MHz, takže je pomerne ťažké dosiahnuť prevádzku zariadenia pri 50 Hz. Hrúbka drôtu a počet závitov vinutia, ktoré zariadenie používa, sa vypočítajú samostatne pre každú jednotku podľa špeciálnej metódy pre požadovaný tepelný výkon. Výkonná jednotka domácej výroby musí fungovať efektívne, rýchlo ohrievať vodu pretekajúcu potrubím a nezohrievať sa.

Organizácie značne investujú do vývoja a implementácie takýchto produktov, tzv:

• Všetky úlohy sú úspešne vyriešené;
• Účinnosť vykurovacieho zariadenia je 98%;
• Funguje bez prerušenia.

Okrem najvyššej účinnosti nemožno prilákať rýchlosť, akou prebieha ohrev média prechádzajúceho jadrom. Na obr. navrhuje sa schéma fungovania indukčného ohrievača vody vytvoreného v závode. Takáto schéma má jednotku značky VIN, ktorú vyrába závod v Iževsku.

Ako dlho bude jednotka fungovať, závisí výlučne od toho, ako tesné je puzdro a nie je poškodená izolácia závitov drôtu, čo je podľa výrobcu pomerne významné obdobie - až 30 rokov.

Za všetky tieto výhody, ktoré má zariadenie 100%, musíte zaplatiť veľa peňazí, indukčný, magnetický ohrievač vody je najdrahší zo všetkých typov vykurovacích zariadení. Preto mnohí remeselníci uprednostňujú zostavenie ultraekonomickej jednotky na vykurovanie sami.

Pravidlá pre výrobu zariadení nezávisle

Aby inštalácia indukčného ohrevu fungovala správne, prúd pre takýto výrobok musí zodpovedať výkonu (musí byť najmenej 15 ampérov, v prípade potreby môže byť aj viac).

• Drôt by mal byť narezaný na kusy nie väčšie ako päť centimetrov. To je nevyhnutné pre efektívne vykurovanie vo vysokofrekvenčnom poli.
• Telo nesmie mať menší priemer ako pripravený drôt a hrubé steny.
• Na pripevnenie k vykurovacej sieti je na jednej strane konštrukcie pripevnený špeciálny adaptér.
• Na spodok potrubia by mala byť umiestnená sieť, aby sa zabránilo vypadnutiu drôtu.
• Ten je potrebný v takom množstve, aby vyplnil celý vnútorný priestor.
• Dizajn je uzavretý, je umiestnený adaptér.
• Potom sa z tohto potrubia skonštruuje cievka. Aby ste to urobili, zabaľte ho už pripraveným drôtom. Je potrebné dodržať počet otáčok: minimálne 80, maximálne 90.
• Po pripojení k vykurovaciemu systému sa do zariadenia naleje voda. Cievka je pripojená k pripravenému meniču.
• Je nainštalované vodné čerpadlo.
• Regulátor teploty je nainštalovaný.

Výpočet indukčného ohrevu teda bude závisieť od nasledujúcich parametrov: dĺžka, priemer, teplota a čas spracovania

Dávajte pozor na indukčnosť pneumatík vedúcich k induktoru, ktorá môže byť oveľa vyššia ako samotná induktor.

Vysoko presný indukčný ohrev

Takéto vykurovanie má najjednoduchší princíp, pretože je bezkontaktné. Vysokofrekvenčný pulzný ohrev umožňuje dosiahnuť najvyššie teplotné podmienky, pri ktorých je možné spracovávať najťažšie kovy pri tavení. Na vykonanie indukčného ohrevu je potrebné vytvoriť požadované napätie 12V (voltov) a frekvenciu indukčnosti v elektromagnetických poliach.

To sa dá urobiť v špeciálnom zariadení - induktore. Je napájaný elektrickou energiou z priemyselného zdroja s frekvenciou 50 Hz.

K tomu je možné použiť individuálne napájacie zdroje - meniče / generátory. Najjednoduchším zariadením pre nízkofrekvenčné zariadenie je špirála (izolovaný vodič), ktorá môže byť umiestnená vo vnútri kovovej rúry alebo okolo nej navinutá. Idúce prúdy ohrievajú rúrku, ktorá v budúcnosti dodáva teplo do obývacej izby.

Použitie indukčného ohrevu na minimálnych frekvenciách nie je častým javom. Najbežnejšie spracovanie kovov vyššou alebo strednou frekvenciou. Takéto zariadenia sa vyznačujú tým, že magnetická vlna ide na povrch, kde sa rozpadá. Energia sa premieňa na teplo. Aby bol efekt lepší, obe zložky musia mať podobný tvar. Kde sa teplo aplikuje?

Dnes je rozšírené používanie vysokofrekvenčného ohrevu:

• Na tavenie kovov a ich spájkovanie bezkontaktným spôsobom;
• Strojársky priemysel;
• Obchod so šperkami;
• Vytváranie malých prvkov (dosiek), ktoré sa môžu poškodiť pri použití iných techník;
• Kalenie povrchov dielov, rôzne konfigurácie;
• Tepelné spracovanie dielov;
• Lekárska prax (dezinfekcia prístrojov/nástrojov).

Kúrenie môže vyriešiť veľa problémov.

Čo je indukčný ohrev

Ako funguje indukčný ohrievač vody.

Indukčné zariadenie pracuje na energii generovanej elektromagnetickým poľom. Je absorbovaný nosičom tepla a potom ho dáva do priestorov:

1. Induktor vytvára v takomto ohrievači vody elektromagnetické pole. Jedná sa o viacotáčkovú valcovú drôtenú cievku.
2. Pretekajúci cez ňu, striedavý elektrický prúd okolo cievky vytvára magnetické pole.
3. Jeho čiary sú umiestnené kolmo na vektor elektromagnetického toku. Keď sa presunú, znovu vytvoria uzavretý kruh.
4. Vírivé prúdy vytvorené striedavým prúdom premieňajú energiu elektriny na teplo.

Tepelná energia počas indukčného ohrevu sa minie šetrne a pri nízkej rýchlosti ohrevu. Vďaka tomu indukčné zariadenie privedie v krátkom čase vodu pre vykurovací systém na vysokú teplotu.

Vlastnosti zariadenia

Elektrický prúd je pripojený k primárnemu vinutiu.

Indukčný ohrev sa vykonáva pomocou transformátora. Skladá sa z dvojice vinutí:

• externé (primárne);
• skratovaný vnútorný (sekundárny).

V hlbokej časti transformátora sa vyskytujú vírivé prúdy. Presmerujú vznikajúce elektromagnetické pole do sekundárneho okruhu. Súčasne vykonáva funkciu tela a pôsobí ako vykurovací prvok pre vodu.

So zvyšovaním hustoty vírových prúdov smerujúcich do jadra sa najskôr zahrieva sám, potom celý tepelný článok.

Na dodávanie studenej vody a odvádzanie pripravenej chladiacej kvapaliny do vykurovacieho systému je indukčný ohrievač vybavený dvojicou rúrok:

1. Spodný je inštalovaný na vstupe prívodu vody.
2. Horné odbočné potrubie - do napájacej časti vykurovacieho systému.

Z akých prvkov sa zariadenie skladá a ako funguje

Indukčný ohrievač vody pozostáva z nasledujúcich konštrukčných prvkov:

Fotka	Štrukturálny uzol
	Induktor. Skladá sa z mnohých cievok medeného drôtu. Vytvárajú elektromagnetické pole.
	Vyhrievacie teleso. Ide o rúrku vyrobenú z kovových alebo oceľových drôtených odrezkov umiestnených vo vnútri induktora.
	Generátor. Premieňa elektrickú energiu v domácnosti na vysokofrekvenčný elektrický prúd. Úlohu generátora môže zohrávať invertor zo zváracieho stroja.

Schéma prevádzky vykurovacieho systému s indukčným ohrievačom vody.

Pri interakcii všetkých komponentov zariadenia sa generuje tepelná energia a prenáša sa do vody. Prevádzková schéma jednotky je nasledovná:

1. Generátor produkuje vysokofrekvenčný elektrický prúd. Potom ho prenesie do indukčnej cievky.
2. Keď vníma prúd, premieňa ho na elektrické magnetické pole.
3. Ohrievač umiestnený vo vnútri cievky sa ohrieva pôsobením vírivých prúdov, ktoré sa objavujú v dôsledku zmeny vektora magnetického poľa.
4. Voda cirkulujúca vo vnútri prvku sa ním ohrieva. Potom vstupuje do vykurovacieho systému.

Výhody a nevýhody metódy indukčného ohrevu

Jednotka je kompaktná a zaberá málo miesta.

Indukčné ohrievače sú vybavené takýmito výhodami:

• vysoká úroveň účinnosti;
• nepotrebujú častú údržbu;
• zaberajú málo voľného miesta;
• v dôsledku vibrácií magnetického poľa sa v nich neusadzuje vodný kameň;
• zariadenia sú tiché;
• sú bezpečné;
• v dôsledku tesnosti krytu nedochádza k netesnostiam;
• prevádzka ohrievača je plne automatizovaná;
• jednotka je šetrná k životnému prostrediu, nevypúšťa sadze, sadze, oxid uhoľnatý atď.

Na fotografii - továrenský indukčný kotol na ohrev vody.

Hlavnou nevýhodou zariadenia sú vysoké náklady na jeho továrenské modely..

Túto nevýhodu však možno vyrovnať, ak zostavíte indukčný ohrievač vlastnými rukami. Jednotka je namontovaná z ľahko prístupných prvkov, ich cena je nízka.

Výhody použitia všetkých typov indukčných ohrievačov

Indukčný ohrievač má nepochybné výhody a je lídrom medzi všetkými typmi zariadení. Táto výhoda pozostáva z nasledovného:

• Spotrebuje menej elektriny a neznečisťuje životné prostredie.
• Ľahko sa obsluhuje, poskytuje vysokokvalitnú prácu a umožňuje vám kontrolovať proces.
• Zahrievanie cez steny komory poskytuje špeciálnu čistotu a schopnosť získať ultračisté zliatiny, pričom tavenie sa môže vykonávať v rôznych atmosférach, vrátane inertných plynov a vo vákuu.
• S jeho pomocou je možné rovnomerné zahrievanie detailov akejkoľvek formy alebo selektívne zahrievanie.
• Napokon, indukčné ohrievače sú univerzálne, čo umožňuje ich použitie všade a nahrádzajú zastarané energeticky náročné a neefektívne inštalácie.

Pri výrobe indukčného ohrievača vlastnými rukami sa musíte obávať o bezpečnosť zariadenia. Na tento účel je potrebné riadiť sa nasledujúcimi pravidlami, ktoré zvyšujú úroveň spoľahlivosti celého systému:

1. Do horného odpaliska by mal byť vložený poistný ventil na uvoľnenie nadmerného tlaku. V opačnom prípade, ak obehové čerpadlo zlyhá, jadro jednoducho praskne pod vplyvom pary. Takéto momenty spravidla poskytuje schéma jednoduchého indukčného ohrievača.
2. Striedač je pripojený k sieti iba cez RCD. Toto zariadenie funguje v kritických situáciách a pomôže vyhnúť sa skratu.
3. Zvárací invertor musí byť uzemnený vedením kábla do špeciálneho kovového obvodu namontovaného v zemi za stenami konštrukcie.
4. Telo indukčného ohrievača musí byť umiestnené vo výške 80 cm nad podlahou. Okrem toho by vzdialenosť od stropu mala byť najmenej 70 cm a od ostatných kusov nábytku - viac ako 30 cm.
5. Indukčný ohrievač je zdrojom veľmi silného elektromagnetického poľa, preto by sa toto zariadenie malo držať mimo obytných priestorov a priestorov s domácimi zvieratami.

Schéma indukčného ohrievača

Vďaka objavu fenoménu elektromagnetickej indukcie M. Faradayom v roku 1831 sa v našom modernom živote objavilo mnoho zariadení, ktoré ohrievajú vodu a iné médiá. Každý deň používame rýchlovarnú kanvicu s kotúčovým ohrievačom, multivark, indukčnú varnú dosku, keďže tento objav sa nám podarilo zrealizovať pre každodenný život až v našej dobe. Predtým sa používal v hutníctve a iných odvetviach kovospracujúceho priemyslu.

Továrenský indukčný kotol využíva vo svojej práci princíp pôsobenia vírivých prúdov na kovové jadro umiestnené vo vnútri cievky. Foucaultove vírivé prúdy sú povrchového charakteru, preto má zmysel použiť ako jadro dutú kovovú rúrku, cez ktorú prúdi ohriata chladiaca kvapalina.

Princíp činnosti indukčného ohrievača

Výskyt prúdov je spôsobený dodávkou striedavého elektrického napätia do vinutia, čo spôsobuje výskyt striedavého elektromagnetického poľa, ktoré mení potenciál 50-krát za sekundu pri bežnej priemyselnej frekvencii 50 Hz. Indukčná cievka je zároveň navrhnutá tak, aby sa dala pripojiť priamo k elektrickej sieti AC. V priemysle sa na takéto zahrievanie používajú vysokofrekvenčné prúdy - až do 1 MHz, takže nie je ľahké dosiahnuť prevádzku zariadenia pri frekvencii 50 Hz.

Hrúbka medeného drôtu a počet závitov vinutia používaných indukčnými ohrievačmi vody sa vypočítajú samostatne pre každú jednotku pomocou špeciálnej metódy pre požadovaný tepelný výkon. Výrobok musí fungovať efektívne, rýchlo ohrievať vodu pretekajúcu potrubím a zároveň sa neprehrievať. Podniky investujú veľa peňazí do vývoja a implementácie takýchto produktov, takže všetky úlohy sú úspešne vyriešené a ukazovateľ účinnosti ohrievača je 98%.

Okrem vysokej účinnosti je atraktívna najmä rýchlosť, ktorou sa ohrieva médium prúdiace jadrom. Na obrázku je znázornená schéma činnosti indukčného ohrievača vyrobeného v továrni. Takáto schéma sa používa v jednotkách známej ochrannej známky "VIN", vyrábanej závodom Iževsk.

Schéma prevádzky ohrievača

Trvanlivosť generátora tepla závisí iba od tesnosti puzdra a celistvosti izolácie závitov drôtu, čo je podľa výrobcov pomerne dlhé obdobie - až 30 rokov. Za všetky tieto výhody, ktoré tieto zariadenia skutočne majú, musíte zaplatiť veľa peňazí, indukčný ohrievač vody je najdrahší zo všetkých typov vykurovacích elektrických inštalácií. Z tohto dôvodu sa niektorí remeselníci pustili do výroby domáceho zariadenia, aby ho mohli použiť na vykurovanie domu.

DIY výrobný proces

Nasledujúce nástroje budú užitočné pre prácu:

• zvárací invertor;
• zvárací generátorový prúd s výkonom 15 ampérov.

Budete tiež potrebovať medený drôt, ktorý je navinutý okolo tela jadra. Zariadenie bude fungovať ako induktor. Drôtové kontakty sú pripojené na svorky meniča tak, aby nedochádzalo k skrúteniu. Kus materiálu potrebný na zostavenie jadra musí mať správnu dĺžku. V priemere je počet závitov 50, priemer drôtu je 3 milimetre.

Medený drôt rôznych priemerov na navíjanie

Teraz prejdime k jadru. V jeho úlohe bude polymérová rúrka vyrobená z polyetylénu. Tento typ plastu odolá pomerne vysokým teplotám. Priemer jadra - 50 milimetrov, hrúbka steny - najmenej 3 mm. Táto časť sa používa ako meradlo, na ktorom je navinutý medený drôt tvoriaci tlmivku. Najjednoduchší indukčný ohrievač vody dokáže zostaviť takmer každý.

Na videu uvidíte spôsob - ako samostatne organizovať indukčný ohrev vody na vykurovanie:

Prvá možnosť

Drôt je narezaný na segmenty 50 mm, je ním naplnená plastová trubica. Aby ste zabránili jeho vyliatiu z potrubia, upchajte konce drôteným pletivom. Na koncoch sú adaptéry umiestnené z potrubia, v mieste pripojenia ohrievača.

Na tele druhého je navinuté vinutie medeným drôtom. Na tento účel potrebujete asi 17 metrov drôtu: musíte urobiť 90 otáčok, priemer potrubia je 60 milimetrov. 3,14×60×90=17 m.

Je dôležité vedieť! Pri kontrole činnosti zariadenia sa uistite, že je v ňom voda (chladiaca kvapalina). V opačnom prípade sa telo zariadenia rýchlo roztopí.
. Potrubie narazí do potrubia

Ohrievač je pripojený k meniču. Zostáva naplniť zariadenie vodou a zapnúť ho. Všetko je pripravené!

Potrubie narazí do potrubia. Ohrievač je pripojený k meniču. Zostáva naplniť zariadenie vodou a zapnúť ho. Všetko je pripravené!

Druhá možnosť

Táto možnosť je oveľa jednoduchšia. Na vertikálnej časti potrubia sa vyberie rovný úsek veľkosti metra. Mal by byť starostlivo očistený od farby pomocou brúsneho papiera. Ďalej je táto časť potrubia pokrytá tromi vrstvami elektrickej tkaniny. Indukčná cievka je navinutá medeným drôtom. Celý spojovací systém je dobre izolovaný. Teraz môžete pripojiť zvárací invertor a proces montáže je dokončený.

Indukčná cievka obalená medeným drôtom

Predtým, ako začnete vyrábať ohrievač vody vlastnými rukami, je vhodné zoznámiť sa s charakteristikami továrenských výrobkov a preštudovať si ich výkresy. Pomôže to pochopiť počiatočné údaje domáceho zariadenia a vyhnúť sa možným chybám.

Tretia možnosť

Aby bol ohrievač týmto komplikovanejším spôsobom, musíte použiť zváranie. Ak chcete pracovať, stále potrebujete trojfázový transformátor. Dve rúrky musia byť navzájom zvarené, čo bude fungovať ako ohrievač a jadro. Na tele induktora je navinuté vinutie. To zvyšuje výkon zariadenia, ktoré má kompaktné rozmery, čo je veľmi výhodné pre jeho domáce použitie.

Vinutie na tele tlmivky

Pre prívod a odvod vody sú do tela tlmivky privarené 2 odbočné rúrky. Aby sa nestratilo teplo a zabránilo sa prípadnému úniku prúdu, treba urobiť izoláciu. Odstráni vyššie opísané problémy a úplne eliminuje výskyt hluku počas prevádzky kotla.

V závislosti od konštrukčných prvkov sa rozlišujú podlahové a stolové indukčné pece. Bez ohľadu na to, ktorá možnosť bola zvolená, existuje niekoľko základných pravidiel pre inštaláciu:

1. Keď je zariadenie v prevádzke, elektrická sieť je vystavená vysokému zaťaženiu. Aby sa vylúčila možnosť skratu v dôsledku opotrebovania izolácie, počas inštalácie sa musí vykonať kvalitné uzemnenie.
2. Konštrukcia má vodný chladiaci okruh, ktorý eliminuje možnosť prehriatia hlavných prvkov. Preto je potrebné zabezpečiť spoľahlivý vzostup vody.
3. Ak sa inštaluje stolová rúra, je potrebné venovať pozornosť stabilite použitej základne.
4. Kovová taviaca pec je zložitý elektrický spotrebič, ktorého inštalácia musí dodržiavať všetky odporúčania výrobcu. Osobitná pozornosť sa venuje parametrom zdroja energie, ktorý musí zodpovedať modelu zariadenia.
5. Nezabudnite, že okolo sporáka by malo byť dosť voľného miesta. Počas prevádzky môže aj malá tavenina z hľadiska objemu a hmotnosti náhodne vystreknúť z formy. Pri teplotách nad 1000 stupňov Celzia spôsobí nenapraviteľné škody na rôznych materiáloch a môže spôsobiť aj požiar.

Zariadenie sa môže počas prevádzky veľmi zohriať. Preto by sa v blízkosti nemali nachádzať žiadne horľavé alebo výbušné látky. Okrem toho by podľa predpisov požiarnej bezpečnosti mala byť v blízkosti byť inštalovaný protipožiarny štít.

Bezpečnostné predpisy

pri vykurovacích systémoch, ktoré využívajú indukčný ohrev, je dôležité dodržiavať niekoľko pravidiel, aby sa predišlo únikom, strate účinnosti, spotrebe energie, nehodám. . Indukčné vykurovacie systémy vyžadujú bezpečnostný ventil na uvoľnenie vody a pary v prípade zlyhania čerpadla.


Aby sa predišlo poruchám v prevádzke elektrickej siete, odporúča sa pripojiť svojpomocný kotol s indukčným ohrevom podľa navrhnutých schém na samostatné prívodné vedenie, ktorého prierez kábla bude minimálne 5 mm2.

Bežná kabeláž nemusí vydržať požadovanú spotrebu energie.

1. Indukčné vykurovacie systémy vyžadujú bezpečnostný ventil na uvoľnenie vody a pary v prípade zlyhania čerpadla.
2. Pre bezpečnú prevádzku vykurovacieho systému s vlastnými rukami je potrebný manometer a RCD.
3. Prítomnosť uzemnenia a elektrickej izolácie celého indukčného vykurovacieho systému zabráni úrazu elektrickým prúdom.
4. Aby sa predišlo škodlivým účinkom elektromagnetického poľa na ľudské telo, je lepšie vziať takéto systémy mimo obytnej zóny, kde by sa mali dodržiavať pravidlá inštalácie, podľa ktorých by malo byť indukčné zariadenie umiestnené vo vzdialenosti 80 cm od vodorovných (podlaha a strop) a 30 cm od zvislých plôch.
5. Pred zapnutím systému nezabudnite skontrolovať prítomnosť chladiacej kvapaliny.
6. Aby sa predišlo poruchám v elektrickej sieti, odporúča sa pripojiť indukčný vykurovací kotol pre domácich majstrov podľa navrhnutých schém k ​​samostatnému prívodnému vedeniu, ktorého prierez kábla bude najmenej 5 mm2. Bežná kabeláž nemusí vydržať požadovanú spotrebu energie.

Vytváranie sofistikovaných zariadení

Je ťažšie vytvoriť inštaláciu vykurovania HDTV vlastnými rukami, ale podlieha rádioamatérom, pretože na jeho zber je potrebný multivibračný obvod. Princíp činnosti je podobný - vírivé prúdy vznikajúce pri interakcii kovovej výplne v strede cievky a jej vlastného vysoko magnetického poľa ohrievajú povrch.

Návrh HDTV inštalácií

Keďže aj malé cievky produkujú prúd okolo 100 A, bude potrebné ich pripojiť pomocou rezonančnej kapacity, aby sa vyrovnal indukčný ťah. Existujú 2 typy pracovných okruhov na ohrev HDTV pri 12 V:

• pripojený k elektrickej sieti.

• cielené elektrické;
• pripojený k elektrickej sieti.

V prvom prípade sa mini HDTV inštalácia dá zmontovať za hodinu. Aj pri absencii 220 V siete môžete takýto generátor použiť kdekoľvek, ale ak máte ako zdroje energie autobatérie. Samozrejme, nie je dostatočne výkonný na roztavenie kovu, ale je schopný zahriať sa na vysoké teploty potrebné pre jemnú prácu, ako je ohrev nožov a skrutkovačov do modra. Ak ho chcete vytvoriť, musíte si zakúpiť:

• tranzistory s efektom poľa BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• autobatéria od 70 A / h;
• vysokonapäťové kondenzátory.

Prúd napájacieho zdroja 11 A je počas procesu zahrievania znížený na 6 A kvôli odporu kovu, ale zostáva potreba hrubých drôtov, ktoré vydržia prúd 11-12 A, aby sa zabránilo prehriatiu.

Druhý okruh pre inštaláciu indukčného ohrevu v plastovom puzdre je zložitejší, založený na budiči IR2153, ale je pohodlnejšie vybudovať nad regulátorom 100k rezonanciu. Okruh je potrebné ovládať cez sieťový adaptér s napätím 12 V a viac.. Napájaciu jednotku je možné pripojiť priamo do hlavnej siete 220 V pomocou diódového mostíka. Rezonančná frekvencia je 30 kHz. Budú sa vyžadovať tieto položky:

• feritové jadro 10 mm a tlmivka 20 otáčok;
• medená rúrka ako HDTV cievka s 25 otáčkami na tŕň 5–8 cm;
• kondenzátory 250V.

Vírivé ohrievače

Výkonnejšiu inštaláciu, schopnú zahriať skrutky na žltú, je možné zostaviť podľa jednoduchej schémy. Ale počas prevádzky bude tvorba tepla dosť veľká, preto sa odporúča inštalovať radiátory na tranzistory. Budete tiež potrebovať tlmivku, ktorú si môžete požičať z napájacieho zdroja akéhokoľvek počítača, a nasledujúce pomocné materiály:

• oceľový feromagnetický drôt;
• medený drôt 1,5 mm;
• tranzistory a diódy s efektom poľa pre spätné napätie od 500 V;
• zenerove diódy s výkonom 2-3 W s výpočtom 15 V;
• jednoduché odpory.

V závislosti od požadovaného výsledku je navíjanie drôtu na medenej základni od 10 do 30 otáčok. Nasleduje montáž obvodu a príprava základnej cievky ohrievača z cca 7 závitov medeného drôtu 1,5 mm. Pripája sa k okruhu a potom k elektrine.

Remeselníci, ktorí sú oboznámení so zváraním a prevádzkou trojfázového transformátora, môžu ďalej zvýšiť účinnosť zariadenia a zároveň znížiť hmotnosť a veľkosť. Aby ste to urobili, musíte zvárať základne dvoch rúrok, ktoré budú slúžiť ako jadro aj ohrievač, a po navinutí privariť dve rúry do tela na prívod a odvod chladiacej kvapaliny.

Výhody a nevýhody

Keď sa zaoberáme princípom fungovania indukčného ohrievača, môžete zvážiť jeho pozitívne a negatívne stránky. Vzhľadom na vysokú popularitu tohto typu generátorov tepla možno predpokladať, že má oveľa viac výhod ako nevýhod. Medzi najvýznamnejšie výhody patria:

• Jednoduchosť dizajnu.
• Vysoká miera účinnosti.
• Dlhá životnosť.
• Malé riziko poškodenia zariadenia.
• Výrazná úspora energie.

Keďže ukazovateľ výkonu indukčného kotla je v širokom rozmedzí, je možné bez problémov vybrať jednotku pre konkrétny vykurovací systém budovy. Tieto zariadenia sú schopné rýchlo zohriať chladiacu kvapalinu na vopred stanovenú teplotu, čo z nich robí dôstojného konkurenta tradičných kotlov.

Počas prevádzky indukčného ohrievača sa pozorujú mierne vibrácie, v dôsledku ktorých sa vodný kameň otriasa z rúrok. V dôsledku toho je možné jednotku čistiť menej často. Keďže chladiaca kvapalina je v neustálom kontakte s vykurovacím telesom, riziká jeho zlyhania sú relatívne malé.

Časť 1. DIY INDUKČNÝ KOTOL - je to jednoduché. Nástavec na indukčnú varnú dosku.

Ak počas inštalácie indukčného kotla nedošlo k žiadnym chybám, potom je únik prakticky vylúčený. Je to spôsobené bezkontaktným prenosom tepelnej energie do ohrievača. Použitie technológie indukčného ohrevu vody umožňuje priviesť ho takmer do plynného stavu. Tým sa dosiahne efektívny pohyb vody potrubím a v niektorých situáciách je dokonca možné upustiť od použitia obehových čerpacích jednotiek.

Bohužiaľ, ideálne zariadenia dnes neexistujú. Spolu s veľkým množstvom výhod majú indukčné ohrievače aj množstvo nevýhod. Keďže jednotka potrebuje na svoju prevádzku elektrickú energiu, nebude schopná fungovať s maximálnou účinnosťou v regiónoch s častými výpadkami elektriny. Keď sa chladiaca kvapalina prehreje, tlak v systéme sa prudko zvýši a potrubia sa môžu zlomiť. Aby sa tomu zabránilo, musí byť indukčný ohrievač vybavený zariadením na núdzové vypnutie.

DIY indukčný ohrievač

Princíp činnosti indukčného ohrevu

Prevádzka indukčného ohrievača využíva energiu elektromagnetického poľa, ktoré ohrievaný predmet absorbuje a premieňa na teplo. Na generovanie magnetického poľa sa používa induktor, to znamená viacotáčková valcová cievka. Prechádzajúc týmto induktorom vytvára striedavý elektrický prúd okolo cievky striedavé magnetické pole.

Podomácky vyrobený invertorový ohrievač vám umožní zahriať sa rýchlo a na veľmi vysoké teploty. Pomocou takýchto zariadení môžete nielen ohriať vodu, ale dokonca aj roztaviť rôzne kovy.

Ak je vyhrievaný predmet umiestnený vo vnútri alebo v blízkosti induktora, bude prerazený tokom vektora magnetickej indukcie, ktorý sa neustále mení v čase. V tomto prípade vzniká elektrické pole, ktorého čiary sú umiestnené kolmo na smer magnetického toku a pohybujú sa v začarovanom kruhu. Vďaka týmto vírovým prúdom sa elektrická energia premieňa na tepelnú energiu a objekt sa zahrieva.

Elektrická energia induktora sa teda prenáša na objekt bez použitia kontaktov, ako sa to deje v odporových peciach. V dôsledku toho sa tepelná energia vynakladá efektívnejšie a rýchlosť ohrevu sa výrazne zvyšuje. Tento princíp je široko používaný v oblasti spracovania kovov: jeho tavenie, kovanie, tvrdé spájkovanie atď. S nemenej úspechom možno na ohrev vody použiť vírivý indukčný ohrievač.

Vysokofrekvenčné indukčné ohrievače

Najširší rozsah použitia je pre vysokofrekvenčné indukčné ohrievače. Ohrievače sa vyznačujú vysokou frekvenciou 30-100 kHz a širokým rozsahom výkonu 15-160 kW. Vysokofrekvenčný typ poskytuje malú hĺbku ohrevu, ale to stačí na zlepšenie chemických vlastností kovu.

Vysokofrekvenčné indukčné ohrievače sa ľahko obsluhujú a sú ekonomické, pričom ich účinnosť môže dosiahnuť 95 %. Všetky typy pracujú nepretržite po dlhú dobu a dvojbloková verzia (pri umiestnení vysokofrekvenčného transformátora v samostatnom bloku) umožňuje nepretržitú prevádzku. Ohrievač má 28 druhov ochrán, z ktorých každý zodpovedá za svoju funkciu. Príklad: kontrola tlaku vody v chladiacom systéme.

• Indukčný ohrievač 60 kW Dovol
• Indukčný ohrievač 65 kW Novosibirsk
• Indukčný ohrievač 60 kW Krasnojarsk
• Indukčný ohrievač 60 kW Kaluga
• Indukčný ohrievač 100 kW Novosibirsk
• Indukčný ohrievač 120 kW Jekaterinburg
• Indukčný ohrievač 160 kW Samara

Aplikácia:

• povrchovo tvrdené ozubenie
• kalenie hriadeľa
• kalenie žeriavového kolesa
• zahrievanie častí pred ohýbaním
• spájkovanie fréz, fréz, vrtákov
• zahrievanie obrobku počas lisovania za tepla
• pristátie skrutky
• zváranie a naváranie kovov
• obnovenie detailov.

Indukčná pec sa používa na tavenie neželezných a železných kovov. Jednotky tohto princípu fungovania sa používajú v nasledujúcich oblastiach: od najkvalitnejších šperkov až po priemyselné tavenie kovov vo veľkých rozmeroch. Tento článok bude diskutovať o vlastnostiach rôznych indukčných pecí.

Indukčné pece na tavenie kovov

Princíp činnosti

Indukčný ohrev je základom pre prevádzku pece. Inými slovami, elektrický prúd vytvára elektromagnetické pole a získava sa teplo, ktoré sa využíva v priemyselnom meradle. Tento fyzikálny zákon sa študuje v posledných ročníkoch základnej školy. Ale koncept elektrickej jednotky a elektromagnetických indukčných kotlov by sa nemal zamieňať. Aj keď základom práce tu a tam je elektrina.

Ako sa to stane

Generátor je pripojený k zdroju striedavého prúdu, ktorý do neho vstupuje cez induktor umiestnenú vo vnútri. Kondenzátor slúži na vytvorenie oscilačného obvodu, ktorý je založený na konštantnej pracovnej frekvencii, na ktorú je systém naladený. Keď napätie v generátore stúpne na hranicu 200 V, induktor vytvorí striedavé magnetické pole.

Obvod sa uzatvára najčastejšie pomocou jadra z feromagnetickej zliatiny. Striedavé magnetické pole začne interagovať s materiálom obrobku a vytvorí silný tok elektrónov. Po vstupe do indukčného pôsobenia elektricky vodivého prvku v systéme, výskyt zvyškového napätia, ktorý v kondenzátore prispieva k výskytu vírivých prúdov. Energia vírivého prúdu sa premieňa na tepelnú energiu induktora a zahrieva sa na vysoké teploty topenia požadovaného kovu.

Teplo produkované induktorom sa využíva:

• na tavenie mäkkých a tvrdých kovov;
• na vytvrdzovanie povrchu kovových častí (napríklad nástrojov);
• na tepelné spracovanie už vyrobených dielov;
• potreby domácnosti (kúrenie a varenie).

Stručný popis rôznych pecí

Odrody zariadení

Indukčné téglikové pece

Je to najbežnejší typ indukčného ohrevu pece. Charakteristickým znakom, ktorý sa líši od iných typov, je to, že v ňom sa v neprítomnosti štandardného jadra objavuje striedavé magnetické pole. Valcový téglik umiestnené vo vnútri dutiny induktora. Pec alebo téglik je vyrobený z materiálu, ktorý dokonale odoláva ohňu a je napojený na striedavý elektrický prúd.

Pozitívne aspekty

Agregáty téglikov zahŕňajú na ekologické zdroje tepla, životné prostredie nie je znečistené tavením kovov.

Pri prevádzke téglikových pecí sú nevýhody:

• pri technologickom spracovaní sa používajú nízkoteplotné trosky;
• vyrobená výstelka téglikových pecí má nízku odolnosť proti deštrukcii, predovšetkým je to badateľné pri prudkých teplotných výkyvoch.

Existujúce nevýhody nie sú obzvlášť ťažké, výhody indukčnej jednotky téglika na tavenie kovu sú zrejmé a urobili tento typ zariadenia populárnym a žiadaným medzi širokou škálou spotrebiteľov.

Kanálové pece na indukčné tavenie

Tento typ našiel široké uplatnenie pri tavení neželezných kovov. Účinne sa používa na meď a zliatiny medi na báze mosadze, kupronicklu, bronzu. Hliník, zinok a zliatiny v zložení týchto kovov sa aktívne tavia v kanálových jednotkách. Široké použitie pecí tohto typu je obmedzené z dôvodu nemožnosti zhotovenia lomuvzdorného obloženia na vnútorných stenách komory.

Roztavený kov v kanálových peciach indukčného typu tepelný a elektrodynamický pohyb, ktorý zabezpečuje konštantnú rovnomernosť miešania zložiek zliatiny v peci. Použitie kanálových pecí indukčného princípu je opodstatnené v prípadoch, keď sú na roztavený kov a vyrobené ingoty kladené špeciálne požiadavky. Zliatiny sú vysoko kvalitné z hľadiska koeficientu nasýtenia plynu, prítomnosti organických a syntetických nečistôt v kove.

Indukčné kanálové pece fungujú ako mixér a sú navrhnuté tak, aby vyrovnávali kompozíciu, udržiavali konštantnú teplotu procesu a volili rýchlosť liatia do foriem alebo foriem. Pre každú zliatinu a zloženie odliatku existujú parametre špeciálnej náplne.

Výhody

• zahrievanie zliatiny nastáva v spodnej časti, do ktorej nie je prístup vzduchu, čo znižuje odparovanie z horného povrchu, zahriateho na minimálnu teplotu;
• kanálové pece sú klasifikované ako ekonomické indukčné pece, pretože prebiehajúce tavenie je zabezpečené malou spotrebou elektrickej energie;
• pec má vysokú účinnosť vďaka použitiu uzavretého okruhu magnetického drôtu;
• neustála cirkulácia roztaveného kovu v peci urýchľuje proces tavenia a prispieva k homogenite miešania zložiek zliatiny.

nevýhody

• trvanlivosť kamenného vnútorného obloženia sa znižuje pri použití vysokých teplôt;
• výstelka sa ničí pri tavení chemicky agresívnych zliatin bronzu, cínu a olova.
• pri tavení kontaminovanej nízkokvalitnej vsádzky dochádza k upchávaniu kanálov;
• povrchová troska v kúpeli sa nezohrieva na vysokú teplotu, čo neumožňuje vykonávanie operácií medzi kovom a krytom a tavenie triesok a šrotu;
• kanálové jednotky netolerujú prerušenia prevádzky, čo si vyžaduje neustále skladovanie značného množstva tekutej zliatiny v ústí pece.

Úplné odstránenie roztaveného kovu z pece vedie k jeho rýchlemu praskaniu. Z rovnakého dôvodu nie je možné vykonať rýchlo konverzia z jednej zliatiny na druhú, musíte urobiť niekoľko medzikúrení, nazývaných balast.

Vákuové indukčné pece

Tento typ je široko používaný na tavenie vysoko kvalitných ocelí a zliatin niklu, kobaltu a železa žiaruvzdornej kvality. Jednotka sa úspešne vyrovná s tavením neželezných kovov. Sklo sa taví vo vákuových jednotkách, diely sa upravujú vysokou teplotou, produkovať monokryštály.

Pec sa označuje ako vysokofrekvenčný generátor umiestnený v tlmivke izolovanej od vonkajšieho prostredia, prechádzajúcej vysokofrekvenčným prúdom. Na vytvorenie vákua sa z neho pumpami odčerpávajú vzduchové hmoty. Všetky operácie na zavádzanie prísad, nabíjanie náboja, vydávanie kovu sa vykonávajú automatickými mechanizmami s elektrickým alebo hydraulickým ovládaním. Vákuové pece vyrábajú zliatiny s malými nečistotami kyslíka, vodíka, dusíka a organických látok. Výsledok je oveľa lepší ako pri otvorených indukčných rúrach.

Žiaruvzdorná oceľ z vákuových pecí používané pri výrobe nástrojov a zbraní. Niektoré zliatiny niklu obsahujúce nikel a titán sú reaktívne a ťažko sa získavajú v iných typoch pecí. Vákuové pece vykonávajú liatie kovu otáčaním téglika vo vnútornom priestore plášťa alebo otáčaním komory s pevnou pecou. Niektoré modely majú v spodnej časti otvor na odtok kovu do inštalovanej nádoby.

Kelímkové pece s tranzistorovým meničom

Aplikuje sa na obmedzenú hmotnosť neželezných kovov. Sú mobilné, ľahké a ľahko sa presúvajú z miesta na miesto. Rúra je dodávaná s vysokonapäťovým tranzistorom univerzálny akčný prevodník. Umožňuje vybrať výkon odporúčaný na pripojenie k sieti a podľa toho aj typ meniča, ktorý je v tomto prípade potrebný pri zmene parametrov hmotnosti zliatiny.

Tranzistorová indukčná pecširoko používané na metalurgické spracovanie. S jeho pomocou sa ohrievajú diely v kováčstve, kalia sa kovové predmety. Tégliky v tranzistorových peciach sú vyrobené z keramiky alebo grafitu, pričom prvý je určený na tavenie feromagnetických kovov, ako je liatina alebo oceľ. Grafit je určený na tavenie mosadze, medi, striebra, bronzu a zlata. Je na nich roztavené sklo a kremík. Hliník sa dobre taví s liatinovými alebo oceľovými téglikmi.

Aké je obloženie indukčných pecí

Jeho účelom je chrániť plášť pece pred škodlivými účinkami vysokých teplôt. Vedľajším účinkom je uchovanie tepla, preto zvyšuje efektivitu procesu.

Téglik v dizajne indukčnej pece je vyrobený jedným z nasledujúcich spôsobov:

• extrakčná metóda v malých peciach;
• ubíjaným spôsobom zo žiaruvzdorného materiálu vo forme muriva;
• kombinovaná, kombinujúca keramiku a obklad vyrovnávacej vrstvy medzi murivom a indikátorom.

Výstelka je vyrobená z kremenca, korundu, grafitu, šamotového grafitu, magnezitu. Všetky tieto materiály sú zmiešané s aditívami, ktoré zlepšujú vlastnosti obloženia, znižujú objemové zmeny, zlepšujú spekanie a zvyšujú odolnosť vrstvy voči agresívnym materiálom.

Na výber jedného alebo druhého materiálu podšívky vziať do úvahy množstvo súvisiacich podmienok, menovite druh kovu, cena a žiaruvzdorné vlastnosti téglika, životnosť kompozície. Správne zvolené zloženie obloženia by malo poskytnúť technické požiadavky na proces:

• získavanie vysoko kvalitných ingotov;
• najväčší počet plnohodnotných tavieb bez opráv;
• bezpečná práca špecialistov;
• stabilita a kontinuita procesu tavenia;
• získanie vysokokvalitného materiálu s použitím ekonomického množstva zdrojov;
• aplikácia na obloženie bežných materiálov za nízku cenu;
• minimálny dopad na životné prostredie.

Použitie indukčných pecí vám umožňuje získať zliatiny a kovy vynikajúcej kvality s minimálnym obsahom rôznych nečistôt a kyslíka, čo zvyšuje ich využitie v zložitých oblastiach výroby.