Poceni indukcijska talilna peč naredi sam. Kako sestaviti indukcijsko peč - diagrami in navodila

Indukcijska peč ni več novost - ta izum obstaja že od 19. stoletja, vendar šele v našem času, z razvojem tehnologije in elementne baze, končno začne vstopati v vsakdanje življenje povsod. Prej je bilo veliko vprašanj v zapletenosti delovanja indukcijskih peči, vsi fizični procesi niso bili popolnoma razumljeni, same enote pa so imele veliko pomanjkljivosti in so se uporabljale le v industriji, predvsem za taljenje kovin.

Sedaj, s prihodom zmogljivih visokofrekvenčnih tranzistorjev in poceni mikrokontrolerjev, ki so naredili preboj na vseh področjih znanosti in tehnologije, so se pojavile resnično učinkovite indukcijske peči, ki jih lahko poljubno uporabljate za domače potrebe (kuhanje, ogrevanje vode, ogrevanje) in celo sestavite roke.

Fizične osnove in princip delovanja peči

Slika 1. Shema indukcijske peči

Preden izberete ali naredite induktorski grelec, morate razumeti, kaj je. V zadnjem času je prišlo do izbruha zanimanja za to temo, vendar le malo ljudi popolnoma razume fiziko magnetnih valov. To je povzročilo številne napačne predstave, mite in veliko neučinkovitih ali nevarnih domačih izdelkov. Indukcijsko peč lahko naredite z lastnimi rokami, vendar morate pred tem pridobiti vsaj osnovno znanje.

Indukcijski štedilnik deluje na principu elektromagnetne indukcije. Ključni element pri tem je induktor, ki je visokokakovosten induktor. Indukcijske peči se pogosto uporabljajo za segrevanje ali taljenje elektroprevodnih materialov, najpogosteje kovin, zaradi toplotnega učinka indukcije vrtinčnega električnega toka v njih. Zgornji diagram ponazarja zasnovo te peči (slika 1).

Generator G proizvaja napetost s spremenljivo frekvenco. Pod delovanjem svoje elektromotorne sile teče izmenični tok I 1 v induktorski tuljavi L. Induktor L skupaj s kondenzatorjem C je nihajno vezje, uglašeno na resonanco s frekvenco vira G, zaradi česar se učinkovitost peči bistveno poveča.

V skladu s fizikalnimi zakoni se v prostoru okoli induktorja L pojavi izmenično magnetno polje H. To polje lahko obstaja tudi v zraku, vendar se za izboljšanje delovanja včasih uporabljajo posebna feromagnetna jedra, ki imajo boljšo magnetno prevodnost v primerjavi z zrakom.

Silnice magnetnega polja prehajajo skozi predmet W, nameščen znotraj induktorja, in v njem inducirajo magnetni tok F. Če je material, iz katerega je izdelan obdelovanec W, električno prevoden, se v njem pojavi induciran tok I 2 , ki se zapirajo v notranjost in tvorijo vrtinčne indukcijske tokove. V skladu z zakonom o toplotnem učinku električne energije vrtinčni tokovi segrejejo predmet W.

Izdelava induktivnega grelnika

Indukcijska peč je sestavljena iz dveh glavnih funkcionalnih blokov: induktorja (grelna indukcijska tuljava) in generatorja (izmenični vir napetosti). Induktor je gola bakrena cev, zvita v spiralo (slika 2).

Za izdelavo peči z močjo, ki ne presega 3 kW, je treba induktor izdelati z naslednjimi parametri:

• premer cevi - 10 mm;
• premer spirale - 8-15 cm;
• število obratov tuljave - 8-10;
• razdalja med zavoji je 5-7 mm;
• najmanjša razdalja v zaslonu je 5 cm.

Sosednji zavoji tuljave se ne smejo dotikati, upoštevajte določeno razdaljo. Induktor ne sme nikakor priti v stik z zaščitnim zaslonom peči, razmak med njima ne sme biti manjši od predpisanega.

Izdelava generatorjev

Slika 3. Shema na svetilkah

Omeniti velja, da indukcijska peč za svojo izdelavo zahteva vsaj povprečne radiotehnične veščine in sposobnosti. Še posebej pomembno jih je imeti za ustvarjanje drugega ključnega elementa - generatorja visokofrekvenčnega toka. Brez tega znanja niti sestavljanje niti uporaba pečice "naredi sam" ne bo šlo. Poleg tega je lahko smrtno nevaren.

Za tiste, ki se tega posla lotijo ​​z znanjem in razumevanjem procesa, obstajajo različni načini in sheme, po katerih je mogoče sestaviti indukcijsko peč. Pri izbiri ustreznega generatorskega vezja je priporočljivo opustiti možnosti s trdim emisijskim spektrom. Ti vključujejo razširjeno vezje s tiristorskim ključem. Visokofrekvenčno sevanje iz takega generatorja lahko ustvari močne motnje za vse okoliške radijske naprave.

Od sredine 20. stoletja je indukcijska peč, sestavljena na 4 svetilke, uživala velik uspeh med radijskimi amaterji. Njegova kakovost in učinkovitost še zdaleč nista najboljši, radijske cevi pa so danes težko dostopne, vendar mnogi še naprej sestavljajo generatorje po tej shemi, saj ima veliko prednost: mehak, ozkopasovni spekter generiranega toka, zaradi česar takšna peč oddaja minimalne motnje in čim bolj varna (slika 3).

Način delovanja tega generatorja je nastavljen s spremenljivim kondenzatorjem C. Kondenzator mora biti z zračnim dielektrikom, reža med njegovimi ploščami mora biti najmanj 3 mm. Na diagramu je tudi neonska svetilka L, ki služi kot indikator.

Shema univerzalnega generatorja

Sodobne indukcijske peči delujejo na naprednejših elementih - mikrovezjih in tranzistorjih. Univerzalna shema generatorja push-pull, ki razvije moč do 1 kW, uživa velik uspeh. Načelo delovanja temelji na neodvisnem generatorju vzbujanja, medtem ko je induktor vklopljen v mostnem načinu (slika 4).

Prednosti generatorja push-pull, sestavljenega po tej shemi:

1. Sposobnost dela na 2. in 3. načinu poleg glavnega.
2. Obstaja način površinskega ogrevanja.
3. Nadzorno območje 10-10000 kHz.
4. Mehki spekter sevanja v celotnem območju.
5. Ne potrebuje dodatne zaščite.

Nastavitev frekvence se izvaja s spremenljivim uporom R 2. Delovno frekvenčno območje določata kondenzatorja C 1 in C 2 . Medstopenjski prilagodilni transformator mora biti z obročastim feritnim jedrom s presekom najmanj 2 cm2. Navitje transformatorja je izdelano iz emajlirane žice s presekom 0,8-1,2 mm. Tranzistorji morajo biti nameščeni na skupnem radiatorju s površino 400 kvadratnih centimetrov.

Zaključek na temo

Elektromagnetno polje (EMF), ki ga oddaja indukcijska peč, vpliva na vse vodnike okoli. Vpliva tudi na človeško telo. Notranji organi pod vplivom EMF se enakomerno segrejejo, splošna telesna temperatura se dvigne po celotnem volumnu.

Zato je pri delu s pečico pomembno upoštevati nekatere varnostne ukrepe, da se izognete negativnim posledicam.

Najprej je treba ohišje generatorja zaščititi z ohišjem iz pocinkane pločevine ali fine mreže. To bo zmanjšalo intenzivnost sevanja za 30-50-krat.

Upoštevati je treba tudi, da bo v neposredni bližini induktorja gostota energijskega toka večja, zlasti vzdolž osi navitja. Zato mora biti indukcijska tuljava postavljena navpično, segrevanje pa je bolje opazovati od daleč.

V članku so obravnavane sheme industrijskih indukcijskih talilnih peči (kanalnih in lončkov) in indukcijskih kalilnih naprav, ki jih poganjajo strojni in statični frekvenčni pretvorniki.

Shema indukcijske kanalske peči

Skoraj vse izvedbe industrijskih indukcijskih kanalskih peči so izdelane s snemljivimi indukcijskimi enotami. Indukcijska enota je transformator električne peči z obloženim kanalom za sprejem staljene kovine. Indukcijsko enoto sestavljajo naslednji elementi, ohišje, magnetno vezje, obloga, induktor.

Indukcijske enote so izdelane tako enofazne kot dvofazne (dvojne) z enim ali dvema kanaloma na induktor. Indukcijska enota je povezana s sekundarno stranjo (NN stran) transformatorja električne peči s pomočjo kontaktorjev, opremljenih z napravami za gašenje obloka. Včasih sta vklopljena dva kontaktorja z močnostnimi kontakti, ki delujejo vzporedno v glavnem tokokrogu.

Na sl. 1 prikazuje napajalni tokokrog enofazne indukcijske enote kanalske peči. Nadtokovna releja RM1 in RM2 se uporabljata za krmiljenje in izklop peči v primeru preobremenitev in kratkih stikov.

Trifazni transformatorji se uporabljajo za napajanje trifaznih ali dvofaznih peči, ki imajo bodisi skupno trifazno magnetno vezje bodisi dva ali tri ločena paličasta magnetna vezja.

Za napajanje peči v obdobju rafiniranja kovine in za vzdrževanje načina prostega teka se uporabljajo avtotransformatorji za natančnejši nadzor moči v obdobju dodelave kovine do želene kemične sestave (z mirnim, brez mehurčkov, načinom taljenja), kot tudi za začetne zagone peči med prvimi taljenji, ki se izvajajo z majhno prostornino kovine v kopeli, da se zagotovi postopno sušenje in sintranje obloge. Moč avtotransformatorja je izbrana v 25-30% moči glavnega transformatorja.

Za nadzor temperature vode in zraka, ki hladijo induktor in ohišje indukcijske enote, so nameščeni električni kontaktni termometri, ki dajejo signal, ko temperatura preseže dovoljeno. Napajanje peči se samodejno izklopi, ko se peč obrne, da izprazni kovino. Za nadzor položaja peči se uporabljajo končna stikala, ki so povezana s pogonom električne peči. V pečeh in mešalnikih neprekinjenega delovanja se indukcijske enote pri odvajanju kovine in nalaganju novih delov polnjenja ne izklopijo.

riž. 1. Shematski diagram napajanja indukcijske enote kanalske peči: BM - stikalo za napajanje, KL - kontaktor, Tr - transformator, C - kondenzatorska banka, I - induktor, TN1, TN2 - napetostni transformatorji, 777, TT2 - tokovni transformatorji, P - ločilnik, PR - varovalke, RM1, RM2 - maksimalni tokovni rele.

Za zagotovitev zanesljivega napajanja med delovanjem in v nujnih primerih se pogonski motorji nagibnih mehanizmov indukcijske peči, ventilatorja, pogona nakladalno-razkladalnih naprav in krmilnega sistema napajajo iz ločenega pomožnega transformatorja.

Diagram indukcijske peči z lončkom

Industrijske indukcijske lončne peči z zmogljivostjo več kot 2 toni in močjo nad 1000 kW napajajo trifazni padajoči transformatorji s sekundarno regulacijo napetosti pod obremenitvijo, priključeni na visokonapetostno frekvenčno omrežje.

Peči so enofazne, za zagotavljanje enakomerne obremenitve faz omrežja pa je na sekundarni napetostni tokokrog priključena izravnalna naprava, ki jo sestavljata reaktor L z regulacijo induktivnosti s spreminjanjem zračne reže v magnetnem krogu in kondenzatorska baterija. Cc, povezan z induktorjem v skladu s trikotnim vezjem (glej ARIS na sliki .2). Močnostni transformatorji 1000, 2500 in 6300 kVA imajo 9 - 23 sekundarnih napetostnih korakov z avtomatsko regulacijo moči na želeni ravni.

Peči manjše kapacitete in moči se napajajo iz enofaznih transformatorjev z močjo 400 - 2500 kV-A, s porabo več kot 1000 kW, nameščene so tudi izravnalne naprave, vendar na VN strani močnostnega transformatorja. Pri manjši moči peči in napajanju iz visokonapetostnega omrežja 6 ali 10 kV je mogoče opustiti napravo za uravnoteženje, če so nihanja napetosti pri vklopu in izklopu peči v sprejemljivih mejah.

Na sl. 2 prikazuje napajalni tokokrog indukcijske peči industrijske frekvence. Peči so opremljene z regulatorji električnega načina ARIR, ki v določenih mejah zagotavljajo vzdrževanje napetosti, moči Pp in cosfi s spreminjanjem števila napetostnih korakov močnostnega transformatorja in priključitvijo dodatnih odsekov kondenzatorske banke. Regulatorji in merilna oprema se nahajajo v krmilnih omarah.

riž. Sl. 2. Napajalno vezje indukcijske peči iz lončka iz močnostnega transformatorja z izravnalno napravo in krmilniki načina peči: PSN - stopenjsko napetostno stikalo, C - izravnalna zmogljivost, L - reaktor izravnalne naprave, C-St - kompenzacijska kondenzatorska banka , I - induktor peči, ARIS - regulator izravnalne naprave, ARIR - regulator načina, 1K-NK - kontaktorji za nadzor kapacitete baterije, TT1, TT2 - tokovni transformatorji.

Na sl. 3 prikazuje shematski diagram napajanja indukcijskih peči iz lončka iz srednjefrekvenčnega strojnega pretvornika. Peči so opremljene z avtomatskimi regulatorji električnega načina delovanja, alarmnim sistemom za "izgorevanje" lončka (za visokotemperaturne peči), kot tudi alarmnim sistemom za okvaro hlajenja v vodno hlajenih elementih instalacije.

riž. Sl. 3. Napajalno vezje indukcijske peči iz lončka iz srednjefrekvenčnega strojnega pretvornika s strukturnim diagramom avtomatskega krmiljenja načina taljenja: M - pogonski motor, G - srednjefrekvenčni generator, 1K-NK - magnetni zaganjalniki, TI - napetostni transformator, TT - tokovni transformator, IP - indukcijska peč, C - kondenzatorji, DF - fazni senzor, PU - preklopna naprava, UFR - ojačevalnik-fazni regulator, 1KL, 2KL - linearni kontaktorji, BS - primerjalna enota, BZ - zaščita enota, OV - vzbujevalno navitje, RN - regulator napetosti.

Shema naprave za indukcijsko kaljenje

Na sl. 4 prikazuje shematski diagram napajanja indukcijskega kalilnika iz frekvenčnega pretvornika stroja. Poleg napajanja M-G vezje vključuje močnostni kontaktor K, utrjevalni transformator TrZ, na sekundarno navitje katerega je priključen induktor I, kompenzacijsko kondenzatorsko baterijo Sk, napetostne in tokovne transformatorje TN in 1TT, 2TT, merilne instrumenti (voltmeter V, vatmeter W, fazni meter) in ampermetri generatorskega toka in vzbujalnega toka ter releji največjega toka 1RM, 2RM za zaščito vira energije pred kratkimi stiki in preobremenitvami.

riž. 4. Shema indukcijske kalilne naprave: M - pogonski motor, G - generator, TN, TT - napetostni in tokovni transformatorji, K - kontaktor, 1PM, 2RM, ZRM - tokovni rele, Pk - odvodnik, A, V, W - merilni instrumenti, TRZ - utrjevalni transformator, OVG - vzbujalno navitje generatorja, PP - razelektritveni upor, RV - kontakti vzbujalnega releja, PC - nastavljiv upor.

Za napajanje starih indukcijskih naprav za toplotno obdelavo delov se uporabljajo električni frekvenčni pretvorniki - pogonski motor sinhronega ali asinhronega tipa in srednjefrekvenčni generator induktorskega tipa, v novih indukcijskih napravah - statični frekvenčni pretvorniki.

Diagram industrijskega tiristorskega frekvenčnega pretvornika za napajanje naprave za indukcijsko kaljenje je prikazan na sl. 5. Vezje tiristorskega frekvenčnega pretvornika je sestavljeno iz usmernika, dušilke, pretvornika (inverterja), krmilnih vezij in pomožnih enot (reaktorji, izmenjevalniki toplote itd.). Po načinu vzbujanja so pretvorniki izvedeni z neodvisnim vzbujanjem (iz glavnega oscilatorja) in s samovzbujanjem.

Tiristorski pretvorniki lahko delujejo stabilno tako s širokim razponom sprememb frekvence (s samonastavljivim oscilatornim krogom v skladu s spreminjajočimi se parametri obremenitve) kot pri konstantni frekvenci s širokim razponom sprememb parametrov obremenitve zaradi sprememb aktivnega upora segreto kovino in njene magnetne lastnosti (za feromagnetne dele).

riž. Sl. 5. Shematski diagram napajalnih tokokrogov tiristorskega pretvornika tipa TFC-800-1: L - gladilni reaktor, BP - zagonska enota, VA - avtomatsko stikalo.

Prednosti tiristorskih pretvornikov so odsotnost rotacijskih mas, majhne obremenitve temelja in majhen vpliv faktorja izkoristka moči na zmanjšanje izkoristka, izkoristek je pri polni obremenitvi 92 - 94%, pri 0,25 pa se zmanjša le za 1 - 2 %. Poleg tega, ker je mogoče frekvenco zlahka spremeniti v določenem območju, ni potrebe po prilagajanju kapacitivnosti za kompenzacijo reaktivne moči resonančnega kroga.

Domača indukcijska peč se spopade s taljenjem relativno majhnih kosov kovine. Vendar takšno kurišče ne potrebuje dimnika ali meha, ki črpa zrak v talilno cono. In celotno zasnovo takšne peči lahko postavite na mizo. Zato je ogrevanje z električno indukcijo najboljši način za taljenje kovin doma. In v tem članku bomo razmislili o načrtih in montažnih shemah takšnih peči.

Kako deluje indukcijska peč - generator, induktor in lonček

V tovarniških delavnicah lahko najdete kanalske indukcijske peči za taljenje neželeznih in železnih kovin. Te naprave imajo zelo visoko moč, ki jo določa notranji magnetni krog, ki poveča gostoto elektromagnetnega polja in temperaturo v lončku peči.

Vendar pa kanalske strukture porabijo velike dele energije in zavzamejo veliko prostora, zato se doma in v majhnih delavnicah uporablja naprava brez magnetnega vezja - peč za taljenje neželeznih / železnih kovin. Takšno zasnovo je mogoče sestaviti tudi z lastnimi rokami, saj je namestitev lončka sestavljena iz treh glavnih komponent:

• Generator, ki proizvaja izmenični tok z visokimi frekvencami, ki so potrebne za povečanje gostote elektromagnetnega polja v lončku. Poleg tega, če je premer lončka mogoče primerjati z dolgovalovno frekvenco izmeničnega toka, bo taka zasnova omogočila pretvorbo do 75 odstotkov električne energije, ki jo porabi naprava, v toplotno energijo.
• Induktor je bakrena spirala, ustvarjena na podlagi natančnega izračuna ne le premera in števila obratov, temveč tudi geometrije žice, uporabljene v tem procesu. Induktorsko vezje mora biti nastavljeno tako, da pridobi moč zaradi resonance z generatorjem ali bolje rečeno s frekvenco napajalnega toka.
• Lonček je ognjevarna posoda, v kateri potekajo vsa talilna dela, ki se sprožijo zaradi pojava vrtinčnih tokov v kovinski strukturi. V tem primeru se premer lončka in druge dimenzije te posode določijo strogo glede na značilnosti generatorja in induktorja.

Vsak radioamater lahko sestavi takšno pečico. Za to mora najti pravo shemo in se založiti z materiali in deli. Seznam vsega tega najdete spodaj.

Iz česa so sestavljene peči - izberemo materiale in dele

Zasnova domače lončene peči temelji na najpreprostejšem laboratorijskem pretvorniku Kukhtetsky. Shema te namestitve na tranzistorjih je naslednja:

Na podlagi tega diagrama boste lahko sestavili indukcijsko peč z uporabo naslednjih komponent:

• dva tranzistorja - po možnosti poljski tip in znamka IRFZ44V;
• bakrena žica s premerom 2 mm;
• dve diodi znamke UF4001, še bolje - UF4007;
• dva obroča za plin - ju je mogoče odstraniti iz starega napajalnika z namizja;
• trije kondenzatorji z zmogljivostjo 1 mikrofarad vsak;
• štirje kondenzatorji z zmogljivostjo 220nF vsak;
• en kondenzator s kapacitivnostjo 470 nF;
• en kondenzator s kapacitivnostjo 330 nF;
• en 1-vatni upor (ali 2 upora po 0,5 vata), zasnovan za upor 470 ohmov;
• bakrena žica s premerom 1,2 mm.

Poleg tega boste potrebovali nekaj hladilnikov - jih je mogoče odstraniti iz starih matičnih plošč ali procesorskih hladilnikov in baterijo z zmogljivostjo najmanj 7200 mAh iz starega neprekinjenega napajanja 12 V. No, v tem primeru je lonček rezervoar pravzaprav ni potreben - v peči se bo stopila kovinska palica, ki jo lahko drži hladni konec.

Navodila po korakih za montažo - preproste operacije

Natisnite in obesite risbo Kukhtetskyjevega laboratorijskega pretvornika na namizje. Po tem razporedite vse radijske komponente po razredih in znamkah ter segrejte spajkalnik. Pritrdite dva tranzistorja na hladilnike. In če delate s pečjo več kot 10-15 minut zapored, pritrdite hladilnike iz računalnika na radiatorje, tako da jih priključite na delujoč napajalnik. Diagram pinout za tranzistorje iz serije IRFZ44V je naslednji:

Vzemite 1,2 mm bakreno žico in jo navijte okoli feritnih obročev, tako da naredite 9-10 obratov. Kot rezultat, boste dobili dušilke. Razdalja med zavoji je določena s premerom obroča na podlagi enakomernosti koraka. Načeloma je vse mogoče narediti "na oko" s spreminjanjem števila obratov v razponu od 7 do 15 obratov. Sestavite baterijo kondenzatorjev tako, da vse dele povežete vzporedno. Kot rezultat bi morali dobiti baterijo 4,7 mikrofarada.

Zdaj naredite induktor iz 2 mm bakrene žice. Premer zavojev je v tem primeru lahko enak premeru porcelanskega lončka ali 8-10 centimetrov. Število zavojev ne sme presegati 7-8 kosov. Če se vam med postopkom preskušanja zdi, da je moč peči nezadostna, ponovite zasnovo induktorja s spremembo premera in števila obratov. Zato je v prvem paru bolje, da kontakti induktorja niso spajkani, ampak snemljivi. Nato sestavite vse elemente na tiskano vezje na podlagi risbe laboratorijskega pretvornika Kukhtetskyja. In priključite baterijo 7200 mAh na napajalne kontakte. To je vse.

Indukcijska peč se lahko uporablja za taljenje manjše količine kovin, ločevanje in rafiniranje plemenitih kovin ter segrevanje kovinskih izdelkov za kaljenje ali popuščanje.

Poleg tega se predlaga, da se takšne peči uporabljajo za ogrevanje doma. Indukcijske peči so komercialno dostopne, vendar je bolj zanimivo in ceneje narediti takšno pečico z lastnimi rokami.

Načelo delovanja indukcijske peči temelji na segrevanju materiala z uporabo vrtinčnih tokov.

Za pridobitev takšnih tokov se uporablja tako imenovani induktor, ki je induktor, ki vsebuje le nekaj ovojev debele žice.

Induktor se napaja iz omrežja AC 50 Hz (včasih prek padajočega transformatorja) ali iz visokofrekvenčnega generatorja.

Izmenični tok, ki teče skozi induktor, ustvarja izmenično magnetno polje, ki prežema prostor. Če se v tem prostoru nahaja kakršen koli material, se v njem inducirajo tokovi, ki bodo ta material začeli segrevati. Če je ta material voda, se bo njegova temperatura dvignila, in če je kovina, se bo čez nekaj časa začela topiti.

Indukcijske peči so dveh vrst:

• peči z magnetnim jedrom;
• peči brez magnetnega vezja.

Temeljna razlika med tema dvema vrstama peči je, da se v prvem primeru induktor nahaja znotraj talilne kovine, v drugem pa zunaj. Prisotnost magnetnega vezja poveča gostoto magnetnega polja, ki prodira v kovino, nameščeno v lončku, kar olajša njeno segrevanje.

Primer indukcijske peči z magnetnim jedrom je kanalska indukcijska peč. Shema takšne peči vključuje zaprto magnetno vezje iz transformatorskega jekla, na katerem je primarno navitje - induktor in obročasti lonček, v katerem je material za taljenje. Lonček je izdelan iz toplotno odpornega dielektrika. Napajanje takšne instalacije se izvaja iz omrežja izmeničnega toka s frekvenco 50 Hz ali generatorja s povečano frekvenco 400 Hz.

Takšne peči se uporabljajo za taljenje duraluminija, barvnih kovin ali proizvodnjo visokokakovostnega litega železa.

Pogostejše so lončene peči, ki nimajo magnetnega kroga. Odsotnost magnetnega vezja v peči vodi do dejstva, da se magnetno polje, ki ga ustvarijo tokovi industrijske frekvence, močno razprši v okoliškem prostoru. In da bi povečali gostoto magnetnega polja v dielektričnem lončku s talilnim materialom, je treba uporabiti višje frekvence. Šteje se, da če je induktorsko vezje nastavljeno na resonanco s frekvenco napajalne napetosti in je premer lončka sorazmeren z resonančno valovno dolžino, se lahko do 75% energije elektromagnetnega polja koncentrira v območje lončka.

Shema izdelave indukcijske peči

Študije so pokazale, da je za zagotovitev učinkovitega taljenja kovin v lončni peči zaželeno, da frekvenca napetosti, ki napaja induktor, presega resonančno frekvenco za 2-3 krat. To pomeni, da takšna peč deluje na drugem ali tretjem frekvenčnem harmoniku. Poleg tega pri delovanju na tako višjih frekvencah pride do boljšega mešanja zlitine, kar izboljša njeno kakovost. Način s še višjimi frekvencami (peti ali šesti harmonik) se lahko uporablja za površinsko naogljičenje ali utrjevanje kovine, kar je povezano s pojavom skin efekta, to je premikom visokofrekvenčnega elektromagnetnega polja na površino obdelovanca. .

Zaključki za razdelek:

1. Obstajata dve različici indukcijske peči - z magnetnim krogom in brez magnetnega kroga.
2. Kanalska peč, ki sodi v prvo različico peči, je konstrukcijsko zahtevnejša, vendar se lahko napaja neposredno iz omrežja 50 Hz ali 400 Hz omrežja povečane frekvence.
3. Lončna peč, ki spada med peči drugega tipa, je enostavnejša zasnova, vendar zahteva visokofrekvenčni generator za napajanje induktorja.

Če je peč grelna naprava za praktične potrebe, potem je kamin potreben za dekor in udobje. , kot tudi primer naročanja kamina z lokom.

Preberite, kako izbrati pravi električni grelni kotel.

In tukaj boste izvedeli, kako deluje avtomatizacija plinskih ogrevalnih kotlov. Kotli po načinu namestitve in vrstah hlapnih sistemov.

Konstrukcije in parametri indukcijskih peči

Sušilec

Ena od možnosti za izdelavo indukcijske peči z lastnimi rokami je kanal.

Za njegovo izdelavo lahko uporabite običajen varilni transformator, ki deluje pri frekvenci 50 Hz.

V tem primeru je treba sekundarno navitje transformatorja zamenjati z obročastim lončkom.

V takšni peči se lahko stopi do 300-400 g barvnih kovin, porabi pa 2-3 kW moči. Takšna peč bo imela visoko učinkovitost in bo omogočila taljenje visokokakovostne kovine.

Glavna težava pri izdelavi kanalske indukcijske peči z lastnimi rokami je pridobitev ustreznega lončka.

Za izdelavo lončka je treba uporabiti material z visokimi dielektričnimi lastnostmi in visoko trdnostjo. Kot na primer elektroporcelan. Toda takšnega materiala ni enostavno najti, še težje pa ga je obdelati doma.

lonček

Najpomembnejši elementi indukcijske lončene peči so:

• induktor;
• generator napajalne napetosti.

Kot induktor za lončene peči do 3 kW lahko uporabite bakreno cev ali žico s premerom 10 mm ali bakreno vodilo s presekom 10 mm². Premer induktorja je lahko približno 100 mm. Število obratov je od 8 do 10.

V tem primeru obstaja veliko modifikacij induktorja. Na primer, lahko je izdelan v obliki osmice, deteljice ali druge oblike.

Med delovanjem se induktor običajno zelo segreje. V industrijskih vzorcih za induktor se uporablja vodno hlajenje zavojev.

Doma je uporaba te metode težka, vendar lahko induktor normalno deluje 20-30 minut, kar je povsem dovolj za domačo nalogo.

Vendar pa ta način delovanja induktorja povzroči nastanek lestvice na njegovi površini, kar močno zmanjša učinkovitost peči. Zato je treba induktor občasno zamenjati z novim. Nekateri strokovnjaki predlagajo, da induktor prekrijete s toplotno odpornim materialom za zaščito pred pregrevanjem.

Visokofrekvenčni alternator je še en pomemben element indukcijske peči z lončkom. Upoštevamo lahko več vrst takih generatorjev:

• tranzistorski generator;
• tiristorski generator;
• MOSFET generator.

Najenostavnejši alternator za napajanje induktorja je generator s samovzbujanjem, katerega vezje ima en tranzistor tipa KT825, dva upora in povratno tuljavo. Tak generator lahko ustvari moč do 300 W, moč generatorja pa se prilagaja s spreminjanjem konstantne napetosti vira energije. Napajalnik mora zagotavljati do 25 A.

Generator na osnovi tiristorja, predlagan za peč v lončku, vključuje tiristor tipa T122-10-12, dinistor KN102E, številne diode in impulzni transformator v vezju. Tiristor deluje v impulznem načinu.

DIY indukcijska peč

Takšno mikrovalovno sevanje lahko negativno vpliva na zdravje ljudi. V skladu z ruskimi varnostnimi standardi je dovoljeno delati z visokofrekvenčnimi vibracijami pri gostoti pretoka elektromagnetne energije največ 1-30 mW / m². Za ta generator, kot kažejo izračuni, to sevanje na razdalji 2,5 m od vira doseže 1,5 W / m². Ta vrednost je nesprejemljiva.

Oscilatorsko vezje MOSFET vključuje štiri MOSFET-e tipov IRF520 in IRFP450 in je potisno-vlečni oscilator z neodvisnim vzbujanjem in induktorjem, vključenim v mostično vezje. Kot glavni oscilator se uporablja čip IR2153. Za hlajenje tranzistorjev je potreben radiator velikosti vsaj 400 cm² in pretok zraka.
Ta generator lahko zagotavlja moč do 1 kW in spreminja frekvenco nihanja od 10 kHz do 10 MHz. Zaradi tega lahko peč, ki uporablja generator te vrste, deluje tako v načinu taljenja kot površinskega ogrevanja.

Peč z dolgim ​​gorenjem lahko na enem zavihku deluje od 10 do 20 ur. Pri izdelavi je treba upoštevati konstrukcijske značilnosti, tako da oddaja maksimalno toploto z minimalno porabo energije. Za informacije o tem, kako pravilno sestaviti pečico, preberite na naši spletni strani.

Morda vas bo zanimalo več o plinskih grelnikih za garaže. Kaj bi moralo biti, da bi zagotovili toploto in varnost, preberite gradivo.

Uporaba ogrevanja

Za ogrevanje doma se tovrstne peči običajno uporabljajo v povezavi s toplovodnim kotlom.

Ena od možnosti domačega indukcijskega toplovodnega kotla je zasnova, ki segreva cev s tekočo vodo s pomočjo induktorja, ki se napaja iz omrežja z RF varilnim pretvornikom.

Vendar pa je, kot kaže analiza tovrstnih sistemov, zaradi velikih izgub energije elektromagnetnega polja v dielektrični cevi izkoristek takih sistemov izjemno nizek. Poleg tega je za ogrevanje doma potrebna zelo velika količina električne energije, zaradi česar je takšno ogrevanje ekonomsko nerentabilno.

Iz tega razdelka lahko sklepamo:

1. Najbolj sprejemljiva možnost za indukcijsko peč, ki jo naredite sami, je različica lončka z MOS tranzistorskim generatorjem.
2. Uporaba indukcijske peči, ki jo naredite sami, za ogrevanje doma ni ekonomsko upravičena. V tem primeru je bolje kupiti tovarniški sistem.

Značilnosti delovanja

Kot je navedeno zgoraj, peči v lončku uporabljajo visokofrekvenčne napajalnike.

Zato je treba pri delovanju indukcijske peči induktor postaviti navpično, pred vklopom peči pa na induktor namestiti ozemljen oklop. Ko je peč vklopljena, je potrebno na daljavo opazovati procese, ki se odvijajo v lončku, in jo po končanem delu takoj izklopiti.

Pri upravljanju lastno izdelane indukcijske peči morate:

1. Ukrepajte za zaščito uporabnika pečice pred možnim visokofrekvenčnim sevanjem.
2. Upoštevajte možnost opeklin zaradi induktorja.

Pri delu s pečico je treba upoštevati tudi toplotne nevarnosti. Dotik kože z vročim induktorjem lahko povzroči hude opekline.

Indukcijska peč "naredi sam" je odlična rešitev za ogrevanje različnih prostorov.

Poleg ogrevanja indukcijska pečica lahko opravlja naslednje funkcije:

• taljenje kovine;
• čiščenje plemenitih kovin;
• segrevanje kovinskih izdelkov, nato pa gredo skozi postopek kaljenja ali skozi druge postopke.

Vendar zgoraj opisane funkcije zagotavljajo industrijski obrati, in če morate doma izvajati ogrevanje, potem je običajno nameščena peč za kuhinjo, ki jo lahko kupite že pripravljeno ali jo naredite sami. Domača indukcijska pečica ustvariti ga je precej preprosto in za ta proces vam ni treba porabiti veliko časa. Vendar je pomembno poznati ne le pravila za oblikovanje te zasnove, temveč tudi druge njene značilnosti, tako da lahko po potrebi sami popravite ali zamenjate katerega koli od glavnih delov.

Načelo delovanja opreme

Pomembno je poznati značilnosti delovanja te vrste peči, da bi dobro razumeli njeno delovanje in parametre. Oprema deluje zaradi dejstva, da s pomočjo posebnih vrtinčni tokovi material se segreje. Takšni tokovi so pridobljeni zaradi poseben induktor, ki je induktor. Ima koliko obratov žice, ki ima precej pomembno debelino.

Induktor se lahko segreje zaradi varilni inverter ali drugo opremo. Načelo delovanja indukcijske peči predvideva, da se induktor napaja iz omrežja izmeničnega toka, za to pa se lahko uporablja tudi visokofrekvenčni generator. Tok, ki teče skozi induktor, ustvarja spremenljivo polje prodoren prostor. Če so v njem kakršni koli materiali, se na njih inducirajo tokovi, ki zagotavljajo njihovo učinkovito segrevanje.

Če se za ustvarjanje uporablja peč, potem je običajno material voda, ki se segreva. Če je oprema namenjena industrijskim namenom, se lahko kot material uporabi kovina, ki se pod vplivom toka začne topiti. Torej princip dela indukcijski kuhalnik Velja za preprosto in razumljivo, zato je ustvarjanje samostojno precej preprosto.

Naprava indukcijskih peči je lahko drugačna, saj lahko ločimo dve popolnoma različni vrsti:

• oprema, opremljena z magnetnim vezjem;
• peči brez magnetnega vezja.

V prvem primeru je induktor znotraj posebna kovina, ki se pod vplivom tokov začne topiti. V drugem je induktor nameščen zunaj. Shema vsake možnosti ima svoje posebne razlike.

Glej tudi: peči za rastlinjake

Menijo, da so značilnosti zasnove z magnetnim vezjem učinkovitejše, saj ta element poveča gostoto ustvarjenega magnetno polje, zato je ogrevanje učinkovitejše in kvalitetnejše.

Najbolj priljubljen primer peči, opremljene z magnetnim vezjem, je struktura kanala. Shema te opreme je sestavljena iz zaprt magnetni krog, izdelan iz transformatorskega jekla. Ta element ima induktor, ki je primarno navitje in lonček, ki ima obročasto obliko. V njem se nahaja material, namenjen taljenju. Lonček je izdelan iz posebnega dielektrika z dobro požarno odpornostjo. Ti modeli se uporabljajo za izdelavo visokokakovostnega litega železa ali taljenje neželeznih kovin.

Sorte in značilnosti različnih indukcijskih peči

Obstaja več vrst indukcijskih peči, katerih načelo delovanja ima določene razlike. Nekatere so namenjene le industrijskim delom, druge pa lahko uporabljamo tudi doma, zato so pogosto namenjene kuhinji, kjer zagotavljajo kvalitetno ogrevanje. Najpogosteje so zadnje možnosti oblikovane iz varilnega pretvornika, imajo preprosto zasnovo, zaradi katere so vzdrževanje in popravilo so preprosta dela.

Glavne vrste indukcijskih peči vključujejo:

• Vakuumska indukcijska peč. V njem se taljenje izvaja v vakuumu, kar vam omogoča, da odstranite škodljive in nevarne nečistoče iz različnih mešanic. Rezultat so izdelki, ki popolnoma varen za uporabo, so visoke kakovosti. Treba je opozoriti, da se njihovo popravilo šteje za težko delo, samega procesa ustvarjanja pa praviloma ni mogoče izvesti samostojno brez specializirane opreme in neobičajnih pogojev.
• Gradnja kanala. Izdelan je z uporabo konvencionalni varilni transformator ki deluje pri frekvenci 50 Hz. Tukaj je sekundarno navitje te naprave nadomeščeno z obročastim lončkom. Video o ustvarjanju takšne peči je mogoče najti na internetu, njegova shema pa se ne šteje za zapleteno. Z dobro zasnovano opremo je mogoče taliti velike količine barvnih kovin, poraba energije pa se šteje za majhno. Popravilo velja za specifično in zapleteno.
• lončna peč. Shema te zasnove vključuje namestitev induktorja in generatorja, ki sta najbolj osnovna dela opreme. Za oblikovanje induktorja, standarda bakrena cev. Vendar je treba upoštevati zahtevano število ovojev, ki ne sme biti več kot 8, ampak tudi manj kot 10. Vezje samega induktorja je lahko drugačno, lahko ima osmica ali drugo konfiguracijo. Treba je opozoriti, da popravilo te opreme velja za dokaj preprosto delo.
• Indukcijska pečica za ogrevanje prostorov. Praviloma je namenjen za kuhinjo, ustvarjen na osnovi varilnega pretvornika. Ta nastavitev se običajno uporablja v kombinaciji z bojler za toplo vodo, ki vam omogoča ogrevanje za vsako sobo v stavbi, poleg tega pa bo možno dovajati toplo vodo v strukturo. Načelo delovanja je, da induktor napaja varilni pretvornik. Menijo, da je učinkovitost te opreme nizka, vendar je pogosto edina možna za ustvarjanje ogrevanja v hiši.

Glej tudi: plavž

Postopek oblikovanja peči

Indukcijsko pečico na osnovi inverterja za kuhinjo ali drugo sobo v hiši lahko naredite z lastnimi močmi. Če želite to narediti, je priporočljivo, da ne samo preučite teoretični del tega procesa, ampak tudi gledate videoposnetek o usposabljanju.

Oblikovati elektromagnetno polje, ki bo na voljo zunaj induktorja, je treba uporabiti posebno tuljavo, v kateri bo dovolj veliko število ovojev. Poleg tega boste morali upogniti cev in to delo ima določene težave, zato bi bila bolj racionalna rešitev v tem primeru lokacija ravna cev neposredno znotraj tuljave, zaradi česar bo deloval kot jedro.

Običajno uporabljen kovinska cev, vendar velja za šibko hladilno sredstvo, zato se lahko namesto tega uporabi polimerna cev, znotraj katere bodo majhni kosi kovinske žice. Za generator toka se uporaba standardnega pretvornika šteje za optimalno. Njegovo vzdrževanje in popravilo se štejeta za enostavna in razumljiva dela, zato jih bo mogoče zagotoviti dolga življenjska doba opreme.

Tako boste za ustvarjanje strukture potrebovali:

• polimerna cev;
• jeklena žica;
• bakrena žica;
• žična mreža;
• prisotnost samega pretvornika.

Jeklena palica narežemo na majhne koščke. En konec polimerne cevi je zaprt z mrežico, v drugega pa so naloženi kovinski kosi žice. Drugi konec je prav tako zaprt z mrežico. Na vrhu cevi se ustvari indukcijsko navitje, za kaj se uporablja bakrena žica. Konci tega navitja so dobro izolirani in pripeljani do izhoda pretvornika. Takoj, ko je naprava vklopljena, se iz tuljave ustvari elektromagnetno polje, ki zagotavlja pojav vrtinčnih tokov v jedru. To bo povzročilo, da se segreje, torej voda, ki teče skozi cev, se bo začela segrevati. Tako dobimo idealno zasnovo za kuhinjo ali drugo sobo, njeno vzdrževanje in popravilo pa se štejeta za preprosto.

Najbolje je preveriti pred delom poučni video da ne delamo napak. Po izdelavi opreme jo lahko namestite v želeno sobo. Lahko je namenjen ne le za peč, ampak celo za kuhinjo. Pomembno je izbrati prostor, v katerem bo enostavno skrbeti za peč in izvesti njeno popravilo.