U svijetu su već formirane uhodane tehnologije za proizvodnju metala i čelika, koje danas koriste metalurška preduzeća. Tu spadaju: konverterski način dobijanja metala, valjanje, izvlačenje, livenje, štancanje, kovanje, presovanje itd. Međutim, najčešće je u savremenim uslovima pretapanje metala i čelika u konvektorima, ložištima i električnim pećima. Svaka od ovih tehnologija ima niz nedostataka i prednosti. Međutim, najnaprednija i najnovija tehnologija danas je proizvodnja čelika u električnim pećima. Glavne prednosti potonjeg u odnosu na druge tehnologije su visoka produktivnost i ekološka prihvatljivost. Razmislite kako sastaviti uređaj u kojem će se metal topiti kod kuće vlastitim rukama.

Mala indukcijska električna peć za topljenje metala kod kuće

Topljenje metala kod kuće moguće je ako imate električnu peć koju možete sami napraviti. Razmotrimo stvaranje induktivne male električne peći za proizvodnju homogenih legura (OS). U odnosu na analogne, kreirana instalacija će se razlikovati u sljedećim karakteristikama:

• niska cijena (do 10.000 rubalja), dok je cijena analoga od 150.000 rubalja;
• sposobnost regulacije temperature;
• mogućnost brzog topljenja metala u malim količinama, što omogućava da se instalacija koristi ne samo u naučnom polju, već i, na primjer, u oblasti nakita, stomatologije itd.
• ujednačenost i brzina zagrijavanja;
• mogućnost postavljanja radnog tijela u peć u vakuumu;
• relativno male dimenzije;
• nizak nivo buke, gotovo potpuni nedostatak dima, što će povećati produktivnost rada pri radu s jedinicom;
• mogućnost rada i sa jednofaznih i trofaznih mreža.

Odabir tipa sheme

Najčešće se pri izgradnji indukcijskih grijača koriste tri glavne vrste krugova: polumost, asimetrični most i puni most. Prilikom projektovanja ove instalacije korištena su dva tipa kola - polumost i puni most sa regulacijom frekvencije. Ovaj izbor je potaknut potrebom za kontrolom faktora snage. Problem je nastao u održavanju rezonantnog režima u krugu, jer je uz njegovu pomoć moguće podesiti potrebnu vrijednost snage. Postoje dva načina za kontrolu rezonancije:

• promjenom kapaciteta;
• promjenom frekvencije.

U našem slučaju, rezonanca se održava podešavanjem frekvencije. Upravo je ova karakteristika uzrokovala izbor vrste frekvencijsko kontroliranog kruga.

Analiza komponenti kola

Analizirajući rad indukcijske peći za topljenje metala kod kuće (IP), mogu se razlikovati tri glavna dijela: generator, jedinica za napajanje i jedinica za napajanje. Za obezbeđivanje potrebne frekvencije tokom rada instalacije koristi se generator koji je, kako bi se izbegle smetnje od drugih jedinica instalacije, na njih spojen preko galvanskog rešenja u obliku transformatora. Za osiguranje strujnog naponskog kruga potrebna je jedinica za napajanje koja osigurava siguran i pouzdan rad energetskih elemenata konstrukcije. Zapravo, to je jedinica za napajanje koja generiše potrebne moćne signale za stvaranje željenog faktora snage na izlazu kola.

Slika 1 prikazuje opći shematski dijagram indukcijske jedinice.

Kreiranje šeme

Dijagram ožičenja (dijagram ožičenja) prikazuje veze sastavnih dijelova proizvoda i identifikuje žice, kablove koji čine ove veze, kao i gdje su spojeni.

Za praktičnost dalje instalacije instalacije razvijen je dijagram ožičenja koji odražava glavne kontakte između funkcionalnih blokova peći (slika 2).

Frekventni generator

Najsloženiji IP blok je generator. Obezbeđuje potrebnu frekvenciju rada instalacije i stvara početne uslove za dobijanje rezonantnog kola. Kao izvor oscilacija koristi se specijalizovani elektronski pulsni kontroler tipa KR1211EU1 (slika 3). Ovaj izbor je uzrokovan sposobnošću ovog mikrokola da radi u prilično širokom rasponu frekvencija (do 5 MHz), što omogućava dobivanje visoke vrijednosti snage na izlazu jedinice napajanja kruga.

Na slikama 4.5 prikazan je šematski dijagram generatora frekvencije i električne ploče.

Mikrokrug KR1211EU1 generira signale određene frekvencije, koji se mogu mijenjati pomoću regulacionog otpornika instaliranog izvan mikrokola. Nadalje, signali idu na tranzistori koji rade u ključnom modu. U našem slučaju koriste se silikonski tranzistori s efektom polja s izoliranim vratima tipa KP727. Njihove prednosti su sljedeće: maksimalna dozvoljena impulsna struja koju mogu izdržati je 56 A; maksimalni napon je 50 V. Raspon ovih indikatora nas potpuno zadovoljava. Ali, s tim u vezi, postojao je problem značajnog pregrijavanja. Za rješavanje ovog problema potreban je način rada ključa, koji će smanjiti vrijeme trajanja tranzistori u radnom stanju.

Napajanje

Ova jedinica osigurava napajanje izvršnih jedinica instalacije. Njegova glavna karakteristika je mogućnost rada iz jednofazne i trofazne mreže. Za poboljšanje faktora snage induktora koristi se napajanje od 380 V.

Ulazni napon se dovodi do ispravljačkog mosta, koji pretvara izmjenični napon od 220 V u pulsirajući konstantni napon. Na izlaze mosta su povezani kondenzatori za skladištenje koji održavaju konstantan nivo napona nakon uklanjanja opterećenja sa instalacije. Da bi se osigurala pouzdanost instalacije, jedinica je opremljena prekidačem.

Power block

Ovaj blok omogućava direktno pojačanje signala i stvaranje rezonantnog kola promjenom kapacitivnosti kruga. Signali iz generatora idu do tranzistora koji rade u načinu pojačanja. Stoga, otvarajući se u različito vrijeme, pobuđuju odgovarajuća električna kola koja prolaze kroz transformator za pojačanje i propuštaju struju struje kroz njega u različitim smjerovima. Kao rezultat toga, na izlazu transformatora (Tr1) dobivamo povećani signal zadane frekvencije. Ovaj signal se dovodi do instalacije pomoću induktora. Instalacija sa induktorom (Tr2 na dijagramu) sastoji se od induktora i skupa kondenzatora (C13 - Cn). Kondenzatori imaju posebno odabranu kapacitivnost i stvaraju oscilirajući krug koji vam omogućava da prilagodite razinu induktivnosti. Ovaj krug mora raditi u rezonantnom režimu, što uzrokuje brzo povećanje frekvencije signala u induktoru i povećanje indukcijskih struja, zbog čega zapravo dolazi do zagrijavanja. Na slici 7 prikazan je električni dijagram pogonske jedinice indukcijske peći.

Induktor i karakteristike njegovog rada

Induktor je poseban uređaj za prijenos energije iz izvora napajanja na proizvod, zagrijava se. Induktori se obično izrađuju od bakrenih cijevi. Tokom rada se hladi tekućom vodom.

Topljenje obojenih metala kod kuće pomoću indukcijske peći sastoji se od prodiranja indukcijskih struja u sredinu metala, koje nastaju zbog visoke frekvencije promjena napona primijenjenih na terminale induktora. Snaga instalacije zavisi od veličine primenjenog napona i njegove frekvencije. Frekvencija utječe na intenzitet indukcijskih struja i, shodno tome, na temperaturu u sredini induktora. Što je veća frekvencija i vrijeme rada instalacije, to su metali bolje miješani. Sama induktorica i pravci indukcijskih struja prikazani su na slici 8.

Za homogeno miješanje i izbjegavanje kontaminacije legure stranim elementima, kao što su elektrode iz rezervoara legure, koristite induktor obrnute zavojnice kao što je prikazano na slici 9. Ovaj kalem stvara elektromagnetno polje koje drži metal u zraku, nadmašujući Zemljinu gravitaciju .

Završna montaža instalacije

Svaki od blokova je pričvršćen na tijelo indukcijske peći pomoću posebnih nosača. Ovo se radi kako bi se izbjegao neželjeni kontakt između dijelova pod naponom i metalne prevlake samog kućišta (Sl. 10).

Za siguran rad sa instalacijom, ona je potpuno zatvorena čvrstim kućištem (Sl. 11), kako bi se stvorila barijera između opasnih konstrukcijskih elemenata i tijela osobe koja s njom radi.

Radi lakšeg postavljanja indukcijske instalacije u cjelini, napravljena je indikacija za smještaj metroloških uređaja, uz pomoć kojih se prate svi parametri instalacije. Takvi metrološki uređaji uključuju: ampermetar koji pokazuje struju u induktoru, voltmetar spojen na izlaz induktora, indikator temperaturnog režima i frekvencijski regulator generiranja signala. Svi gore navedeni parametri omogućavaju regulaciju načina rada indukcijske instalacije. Takođe, konstrukcija je opremljena sistemom za ručno aktiviranje i sistemom za indikaciju procesa grijanja. Uz pomoć displeja na uređajima vrši se kontrola nad radom instalacije u cjelini.

Dizajn male indukcijske jedinice prilično je složen tehnološki proces, jer mora osigurati usklađenost s velikim brojem kriterija, kao što su: praktičnost dizajna, mala veličina, prenosivost itd. Ova instalacija radi na principu beskontaktnog prenosa energije u objekat, zagrijava se. Kao rezultat namjernog kretanja indukcijskih struja u induktoru, odvija se sam proces topljenja, koji traje nekoliko minuta.

Stvaranje ove instalacije je prilično isplativo, jer je opseg njegove primjene neograničen, od upotrebe za obične laboratorijske radove do proizvodnje složenih homogenih legura od vatrostalnih metala.

Indukcijska peć se može koristiti za topljenje male količine metala, odvajanje i rafiniranje plemenitih metala i zagrijavanje metalnih proizvoda za kaljenje ili kaljenje.

Osim toga, takve peći se predlažu da se koriste za grijanje kuće. Indukcijske pećnice su komercijalno dostupne, ali je zanimljivije i jeftinije napraviti takvu pećnicu vlastitim rukama.

Princip rada indukcijske peći temelji se na zagrijavanju materijala pomoću vrtložnih struja.

Za dobivanje takvih struja koristi se takozvani induktor, koji je induktor koji sadrži samo nekoliko zavoja debele žice.

Induktor se napaja izmjeničnom strujom od 50 Hz (ponekad preko transformatora za smanjenje) ili iz generatora visoke frekvencije.

Naizmjenična struja koja teče kroz induktor stvara naizmjenično magnetsko polje koje prožima prostor. Ako se u ovom prostoru nalazi bilo kakav materijal, tada će se u njemu inducirati struje koje će početi zagrijavati ovaj materijal. Ako je ovaj materijal voda, tada će njegova temperatura porasti, a ako je metal, onda će se nakon nekog vremena početi topiti.

Indukcijske peći su dvije vrste:

• peći s magnetnim jezgrom;
• peći bez magnetnog kola.

Osnovna razlika između ove dvije vrste peći je u tome što se u prvom slučaju induktor nalazi unutar metala za topljenje, au drugom - izvana. Prisutnost magnetnog kola povećava gustoću magnetnog polja koje prodire u metal smješten u lončiću, što olakšava njegovo zagrijavanje.

Primjer indukcijske peći s magnetnim jezgrom je kanalna indukcijska peć. Shema takve peći uključuje zatvoreni magnetski krug od transformatorskog čelika, na kojem se nalazi primarni namot - induktor i prstenasti lončić u kojem se nalazi materijal za taljenje. Lončić je napravljen od dielektrika otpornog na toplinu. Napajanje takve instalacije vrši se iz mreže naizmjenične struje frekvencije 50 Hz ili generatora povećane frekvencije od 400 Hz.

Takve peći se koriste za topljenje duraluminija, obojenih metala ili za proizvodnju visokokvalitetnog lijevanog željeza.

Raširene su peći sa loncem koje nemaju magnetno kolo. Odsustvo magnetnog kruga u peći dovodi do činjenice da se magnetsko polje koje stvaraju struje industrijske frekvencije snažno raspršuju u okolnom prostoru. A da bi se povećala gustoća magnetskog polja u dielektričnom lončiću s talinim materijalom, potrebno je koristiti veće frekvencije. Vjeruje se da ako je krug induktora podešen na rezonanciju s frekvencijom napona napajanja, a promjer lončića je srazmjeran rezonantnoj valnoj dužini, tada se do 75% energije elektromagnetskog polja može koncentrirati u području lončića.

Shema proizvodnje indukcijske peći

Istraživanja su pokazala da je poželjno da frekvencija napona koji napaja induktor bude veća od rezonantne frekvencije za 2-3 puta kako bi se osiguralo efikasno topljenje metala u lončanoj peći. Odnosno, takva peć radi na drugom ili trećem frekvencijskom harmoniku. Osim toga, pri radu na tako višim frekvencijama dolazi do boljeg miješanja legure, što poboljšava njen kvalitet. Režim sa upotrebom još viših frekvencija (peti ili šesti harmonik) može se koristiti za površinsko karburiziranje ili očvršćavanje metala, što je povezano s pojavom skin efekta, odnosno pomicanjem visokofrekventnog elektromagnetnog polja na površine radnog komada.

Zaključci za sekciju:

1. Postoje dvije opcije za indukcijsku peć - s magnetnom jezgrom i bez magnetne jezgre.
2. Kanalska peć, koja pripada prvoj verziji peći, je složenijeg dizajna, ali se može napajati direktno iz mreže od 50 Hz ili iz mreže visoke frekvencije od 400 Hz.
3. Peć s loncem, koja pripada pećima drugog tipa, jednostavnije je u dizajnu, ali zahtijeva visokofrekventni generator za napajanje induktora.

Ako je peć uređaj za grijanje za praktične potrebe, onda je kamin potreban za dekoraciju i udobnost. , kao i primjer naručivanja kamina sa lukom.

Pročitajte o tome kako pravilno odabrati električni kotao za grijanje.

I ovdje ćete naučiti kako funkcionira automatizacija plinskih kotlova za grijanje. Kotlovi po načinu ugradnje i vrstama hlapljivih sistema.

Konstrukcije i parametri indukcijskih peći

Kanal

Jedna od opcija za izradu indukcijske peći vlastitim rukama je kanalska.

Za njegovu proizvodnju možete koristiti konvencionalni transformator za zavarivanje koji radi na frekvenciji od 50 Hz.

U tom slučaju, sekundarni namotaj transformatora mora se zamijeniti prstenastim loncem.

U takvoj peći moguće je rastopiti do 300-400 g obojenih metala, a trošit će 2-3 kW snage. Takva peć će imati visoku efikasnost i omogućit će topljenje visokokvalitetnog metala.

Glavna poteškoća u izradi kanalne indukcijske peći vlastitim rukama je nabavka odgovarajućeg lonca.

Za proizvodnju lončića mora se koristiti materijal s visokim dielektričnim svojstvima i visokom čvrstoćom. Kao što je električni porculan. Ali takav materijal nije lako pronaći, a još je teže obraditi kod kuće.

Crucible

Najvažniji elementi indukcijske peći sa loncem su:

• induktor;
• generator napona napajanja.

Kao induktor za lončaste peći do 3 kW može se koristiti bakrena cijev ili žica promjera 10 mm ili bakrena sabirnica poprečnog presjeka od 10 mm². Prečnik induktora može biti oko 100 mm. Broj okreta je od 8 do 10.

Štoviše, postoje mnoge modifikacije induktora. Na primjer, može se napraviti u obliku osmice, trolista ili drugog oblika.

Tokom rada, induktor se obično jako zagrije. U industrijskom dizajnu induktora koristi se vodeno hlađenje zavojnica.

Kod kuće je korištenje ove metode teško, ali induktor može normalno raditi 20-30 minuta, što je sasvim dovoljno za kućne poslove.

Međutim, ovaj način rada induktora uzrokuje pojavu kamenca na njegovoj površini, što naglo smanjuje učinkovitost peći. Stoga, s vremena na vrijeme, induktor se mora zamijeniti novim. Neki stručnjaci predlažu da se induktor pokrije materijalom otpornim na toplinu kako bi se zaštitio od pregrijavanja.

Alternator visoke frekvencije je još jedan bitan element indukcijske peći sa loncem. Može se razmotriti nekoliko vrsta takvih generatora:

• tranzistor generator;
• tiristorski generator;
• generator na MOS tranzistorima.

Najjednostavniji alternator za napajanje induktora je samopobuđeni generator, čiji krug ima jedan tranzistor tipa KT825, dva otpornika i povratnu zavojnicu. Takav generator može proizvesti snagu do 300 W, a snaga generatora se reguliše promjenom konstantnog napona izvora napajanja. Napajanje mora osigurati do 25 A.

Predloženi tiristorski generator za lončastu peć uključuje tiristor T122-10-12, dinistor KN102E, niz dioda i impulsni transformator. Tiristor radi u impulsnom režimu.

DIY indukciona peć

Takvo mikrovalno zračenje može negativno utjecati na zdravlje ljudi. U skladu s ruskim sigurnosnim standardima s visokofrekventnim vibracijama, dozvoljeno je raditi s gustoćom toka elektromagnetne energije ne većom od 1-30 mW / m². Za ovaj generator, kako pokazuju proračuni, ovo zračenje na udaljenosti od 2,5 m od izvora dostiže 1,5 W/m2. Ova vrijednost je neprihvatljiva.

Kolo MOSFET generatora uključuje četiri MOSFET-a tipa IRF520 i IRFP450 i predstavlja push-pull generator sa nezavisnom pobudom i induktorom uključenim u premosni krug. Kao glavni oscilator koristi se mikrokolo IR2153. Za hlađenje tranzistora potreban je radijator od najmanje 400 cm² i puhanje zraka.
Ovaj generator može osigurati napajanje do 1 kW i mijenjati frekvenciju oscilovanja u rasponu od 10 kHz do 10 MHz. Kao rezultat toga, peć koja koristi ovaj tip generatora može raditi u načinu topljenja i površinskog grijanja.

Peć dugog gorenja može raditi na jednoj ploči 10 do 20 sati. Prilikom proizvodnje potrebno je uzeti u obzir karakteristike dizajna tako da daje maksimalnu toplinu uz minimalnu potrošnju energije. O tome kako pravilno sastaviti peć pročitajte na našoj web stranici.

Možda će vas zanimati saznanje o garažnim plinskim grijačima. Šta bi to trebalo biti da bi se osigurala toplina i sigurnost, pročitajte u materijalu.

Koristi se za grijanje

Za grijanje stana ova vrsta peći se obično koristi u kombinaciji s kotlom za toplu vodu.

Jedna od opcija za domaći indukcijski kotao za toplu vodu je konstrukcija koja zagrijava cijev s tekućom vodom pomoću induktora, koji se napaja iz mreže pomoću HF invertera za zavarivanje.

Međutim, kako pokazuje analiza ovakvih sistema, zbog velikih gubitaka energije elektromagnetnog polja u dielektričnoj cevi, efikasnost ovakvih sistema je izuzetno niska. Osim toga, za grijanje stana potrebna je vrlo velika količina električne energije, što takvo grijanje čini ekonomski neisplativim.

Iz ovog odjeljka možemo izvući zaključke:

1. Najprihvatljivija opcija za indukcijsku peć "uradi sam" je verzija lonca s MOSFET generatorom energije.
2. Upotreba indukcijske pećnice uradi sam za grijanje doma nije ekonomski isplativa. U ovom slučaju, bolje je kupiti fabrički sistem.

Karakteristike rada

Važno pitanje u korištenju indukcijske peći je sigurnost.

Kao što je gore spomenuto, visokofrekventni izvori napajanja koriste se u pećima tipa lončića.

Stoga, kada se radi s indukcijskom peći, induktor mora biti postavljen okomito; prije uključivanja peći, mora se staviti uzemljeni štit na induktor. Kada je peć uključena, potrebno je iz daljine promatrati procese koji se odvijaju u lončiću i odmah ga isključiti nakon završetka rada.

Prilikom rada s indukcijskom peći koja je napravljena samostalno, morate:

1. Poduzeti mjere za zaštitu korisnika pećnice od mogućeg visokofrekventnog zračenja.
2. Uzmite u obzir mogućnost opekotina sa induktorom.

Prilikom rada sa pećnicom potrebno je uzeti u obzir i toplotne opasnosti. Dodirivanje vrućeg induktora kože može uzrokovati teške opekotine.

Indukcijsko grijanje je nemoguće bez upotrebe tri glavna elementa:

• induktor;
• generator;
• grijaći element.

Induktor je zavojnica, obično napravljena od bakrene žice, koja stvara magnetsko polje. Alternator se koristi za generiranje visokofrekventnog toka iz standardnog toka od 50 Hz u kućnoj električnoj mreži. Metalni predmet se koristi kao grijaći element koji može apsorbirati toplinsku energiju pod utjecajem magnetskog polja.

Ako pravilno povežete ove elemente, možete dobiti uređaj visokih performansi koji je savršen za grijanje tekućine za prijenos topline i grijanje kuće. Uz pomoć generatora na induktor se dovodi električna struja sa potrebnim karakteristikama, tj. na bakarnoj zavojnici. Prilikom prolaska kroz njega, struja nabijenih čestica formira magnetsko polje.

Princip rada indukcijskih grijača temelji se na nastanku električnih struja unutar vodiča koje nastaju pod utjecajem magnetskih polja.

Posebnost polja je u tome što ima sposobnost promjene smjera elektromagnetnih valova na visokim frekvencijama. Ako se u ovo polje stavi bilo koji metalni predmet, on će se pod utjecajem stvorenih vrtložnih struja zagrijati bez direktnog kontakta sa induktorom.

Električna struja visoke frekvencije od pretvarača do indukcione zavojnice stvara magnetsko polje sa konstantno promjenjivim magnetskim valnim vektorom. Metal postavljen u ovo polje brzo se zagreva

Odsustvo kontakta omogućava da se gubici energije pri prelasku s jednog tipa na drugi učine zanemarljivim, što objašnjava povećanu efikasnost indukcijskih kotlova.

Za zagrijavanje vode za krug grijanja dovoljno je osigurati njegov kontakt s metalnim grijačem. Često se metalna cijev koristi kao grijaći element, kroz koji se jednostavno prolazi mlaz vode. Voda istovremeno hladi grijač, što značajno produžava njegov vijek trajanja.

Elektromagnet indukcionog uređaja proizvodi se namotavanjem žice oko feromagnetnog jezgra. Rezultirajuća indukcijska zavojnica se zagrijava i prenosi toplinu na zagrijano tijelo ili nosač topline koji teče u blizini kroz izmjenjivač topline

Književnost

• Babat G.I., Svenchansky A.D. Električne industrijske peći. - M.: Gosenergoizdat, 1948.-- 332 str.
• Burak Ya.I., Ogirko I.V. Optimalno zagrijavanje cilindričnog omotača s temperaturno ovisnim karakteristikama materijala // Mat. metode i fizičko-krzno. polja. - 1977. - Br. 5 . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Cijevni generatori za visokofrekventno grijanje. - L.: Mašinstvo, 1990.-- 80 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 15). - 5300 primjeraka. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Kurs radiotehnike. - M.: Gosenergoizdat, 1962.-- 928 str.
• Izjumov N.M., Linde D.P. Osnove radiotehnike. - M.: Gosenergoizdat, 1959.-- 512 str.
• Lozinsky M.G. Industrijska primjena indukcijskog grijanja. - M.: Izdavačka kuća Akademije nauka SSSR-a, 1948.-- 471 str.
• Primjena visokofrekventnih struja u elektrotermiji / Ed. A. E. Slukhotskiy. - L.: Mašinstvo, 1968.-- 340 str.
• A. E. Slukhotskiy Induktori. - L.: Mašinstvo, 1989.-- 69 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 12). - 10.000 primeraka. - ISBN 5-217-00571-8.
• Fogel A.A. Indukcijska metoda držanja tečnih metala u suspenziji / Ed. A. N. Šamova. - 2. izd., Rev. - L.: Mašinstvo, 1989.-- 79 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 11). - 2950 primjeraka. -.

Princip rada

Posljednja opcija, koja se najčešće koristi u kotlovima za grijanje, postala je tražena zbog svoje lakoće implementacije. Princip rada instalacije indukcijskog grijanja temelji se na prijenosu energije magnetskog polja na rashladno sredstvo (vodu). Magnetno polje se stvara u induktoru. Naizmjenična struja koja prolazi kroz zavojnicu stvara vrtložne struje koje pretvaraju energiju u toplinu.

Princip rada instalacije indukcijskog grijanja

Voda koja se dovodi kroz donju cijev u kotao zagrijava se zbog prijenosa energije i izlazi kroz gornju cijev, ulazeći dalje u sistem grijanja. Za stvaranje pritiska koristi se ugrađena pumpa. Voda koja stalno cirkuliše u kotlu ne dozvoljava elementima da se pregreju. Osim toga, tokom rada, nosač topline vibrira (na niskom nivou buke) zbog čega su naslage kamenca na unutrašnjim zidovima kotla nemoguće.

Indukcijski grijači mogu se implementirati na različite načine.

Proračun snage

Budući da je indukcijska metoda topljenja čelika jeftinija od sličnih metoda zasnovanih na korištenju lož ulja, uglja i drugih izvora energije, proračun indukcijske peći počinje proračunom kapaciteta jedinice.

Snaga indukcijske peći podijeljena je na aktivnu i korisnu, od kojih svaka ima svoju formulu.

Kao početne podatke, morate znati:

• kapacitet peći, u slučaju razmatranom za primjer, jednak je 8 tona;
• snaga jedinice (uzima se njena maksimalna vrijednost) - 1300 kW;
• frekvencija struje - 50 Hz;
• Produktivnost peći - 6 tona na sat.

Također je potrebno uzeti u obzir metal ili leguru koja se topi: prema stanju, to je cink. Ovo je važna točka, toplinska ravnoteža topljenog lijevanog željeza u indukcijskoj peći, kao i njegovih drugih legura.

Neto snaga koja se prenosi na tečni metal:

• Ppol = Wtheor × t × P,
• Wtheor - specifična potrošnja energije, teoretska je i pokazuje pregrijavanje metala za 10C;
• P je produktivnost postrojenja peći, t/h;
• t je temperatura pregrijavanja legure ili metalne gredice u kadi peći, 0C
• Ppol = 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Aktivna snaga:

• P = Rpol / Yuterm,
• Rpol - uzeto iz prethodne formule, kW;
• Yutherm - efikasnost peći za livenje, njene granice su od 0,7 do 0,85, u prosjeku uzimaju 0,76.
• P = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 kW, vrijednost je zaokružena na 1900 kW.

U završnoj fazi izračunava se snaga induktora:

• kora = P / N,
• P je aktivna snaga instalacije peći, kW;
• N je broj induktora koji se nalaze na peći.
• Kora = 1900/2 = 950 kW.

Potrošnja energije indukcijske peći pri topljenju čelika ovisi o njegovim performansama i vrsti induktora.

Komponente peći

Dakle, ako ste zainteresirani za mini indukcijsku pećnicu uradi sam, onda je važno znati da je njen glavni element grijač. U slučaju domaće verzije, dovoljno je koristiti induktor od gole bakrene cijevi, čiji je promjer 10 mm

Za induktor se koristi unutrašnji prečnik od 80-150 mm, a broj zavoja je 8-10. Važno je da se zavoji ne dodiruju, a razmak između njih je 5-7 mm. Dijelovi induktora ne bi trebali doći u dodir sa njegovim štitom, minimalni razmak treba biti 50 mm.

Ako ćete vlastitim rukama napraviti indukcijsku pećnicu, onda biste trebali znati da u industrijskoj skali voda ili antifriz sudjeluju u hlađenju induktora. U slučaju male snage i kratkotrajnog rada stvorenog uređaja, možete bez hlađenja. Ali tijekom rada, induktor se jako zagrijava, a kamenac na bakru ne samo da može drastično smanjiti efikasnost uređaja, već i dovesti do potpunog gubitka njegovih performansi. Nemoguće je samostalno napraviti induktor sa hlađenjem, pa će ga trebati redovno mijenjati. Prisilno hlađenje zrakom se ne smije koristiti, jer će kućište ventilatora smješteno blizu zavojnice "privući" EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i pada efikasnosti peći.

Problem indukcijskog zagrevanja obradaka od magnetnih materijala

Ako inverter za indukcijsko grijanje nije autogenerator, nema automatsku regulaciju frekvencije (PLL) i radi od vanjskog glavnog oscilatora (na frekvenciji bliskoj rezonantnoj frekvenciji oscilatornog kruga "induktor - kompenzacijska kondenzatorska banka"). U trenutku uvođenja obratka iz magnetskog materijala u induktor (ako je veličina izratka dovoljno velika i srazmjerna veličini induktora), induktivnost induktora naglo raste, što dovodi do naglog smanjenja frekvencija prirodne rezonancije oscilacionog kola i njeno odstupanje od frekvencije glavnog oscilatora. Krug izlazi iz rezonancije s glavnim oscilatorom, što dovodi do povećanja njegovog otpora i naglog smanjenja snage koja se prenosi na radni komad. Ako je snaga instalacije regulirana vanjskim napajanjem, tada je prirodna reakcija operatera povećanje napona napajanja instalacijom. Kada se radni komad zagrije do Curie točke, njegova magnetska svojstva nestaju, prirodna frekvencija oscilatornog kruga se vraća na frekvenciju glavnog oscilatora. Otpor kruga naglo se smanjuje, potrošena struja naglo raste. Ako operater nema vremena da ukloni povećani napon napajanja, instalacija se pregrijava i otkazuje.
Ako je instalacija opremljena automatskim upravljačkim sistemom, tada upravljački sistem mora pratiti prijelaz kroz Curiejevu tačku i automatski smanjiti frekvenciju glavnog oscilatora, prilagođavajući je rezonanciji s oscilatornim krugom (ili smanjiti dovedenu snagu ako je frekvencija promjena je neprihvatljiva).

Ako se nemagnetni materijali zagrijavaju, gore navedeno nije važno. Uvođenje radnog komada od nemagnetnog materijala u induktor praktički ne mijenja induktivnost induktora i ne pomjera rezonantnu frekvenciju radnog oscilatornog kruga, a nema potrebe za upravljačkim sistemom.

Ako su dimenzije radnog komada mnogo manje od dimenzija induktora, onda to također ne pomiče uvelike rezonanciju radnog kruga.

Indukcijski štednjaci

Glavni članak: Indukcijski štednjak

Indukcijski štednjak- kuhinjski električni štednjak koji zagrijava metalno posuđe induciranim vrtložnim strujama koje stvara visokofrekventno magnetsko polje, frekvencije 20-100 kHz.

Takav štednjak ima visoku efikasnost u odnosu na grijaće elemente sa električnim pećima, jer se manje topline troši na zagrijavanje kućišta, a osim toga nema ubrzanja i perioda hlađenja (kada se energija koja se stvara, ali je posuđe ne apsorbira, gubi uzalud).

Indukcijske peći za topljenje

Glavni članak: Indukcijska lončasta peć

Indukcijske (beskontaktne) peći za topljenje - električne peći za topljenje i pregrijavanje metala, kod kojih do zagrijavanja dolazi zbog vrtložnih struja koje nastaju u metalnom lončiću (i metalu), ili samo u metalu (ako lončić nije od metala; ovo način grijanja je efikasniji ako je lončić loše izoliran).

Koristi se u livnicama fabrika, kao iu radionicama za precizno livenje i popravkama u mašinogradnji za dobijanje visokokvalitetnih čeličnih odlivaka. U grafitnom lončiću moguće je topiti obojene metale (bronza, mesing, aluminijum) i njihove legure. Indukcijska peć radi na principu transformatora, u kojem je primarni namotaj vodeno hlađeni induktor, a sekundarni i istovremeno opterećenje je metal u lončiću. Zagrijavanje i taljenje metala nastaje zbog struja koje teku u njemu, a koje nastaju pod utjecajem elektromagnetnog polja koje stvara induktor.

Povijest indukcijskog grijanja

Otkriće elektromagnetne indukcije 1831. pripada Michaelu Faradayu. Kada se provodnik kreće u polju magneta, u njemu se indukuje EMF, baš kao kada se kreće magnet, čije linije sile sijeku provodni krug. Struja u kolu naziva se induktivna. Zakon elektromagnetne indukcije je osnova za pronalaske mnogih uređaja, uključujući i one određujuće - generatore i transformatore koji proizvode i distribuiraju električnu energiju, što je temelj cjelokupne elektroindustrije.

Godine 1841. James Joule (i neovisno o njemu Emil Lenz) formulirao je kvantitativnu procjenu toplotnog efekta električne struje: „Snaga toplote koja se oslobađa po jedinici zapremine medija tokom strujanja električne struje proporcionalna je proizvodu gustine električne struje po veličini električnog polja" (Jouleov zakon - Lenz). Toplotni učinak inducirane struje doveo je do traženja uređaja za beskontaktno zagrijavanje metala. Prve eksperimente o zagrijavanju čelika indukcijskom strujom napravio je E. Colby u SAD-u.

Prvi uspješno radeći tzv. Indukcijska peć od čelika sa kanalima izgrađena je 1900. godine u Benedicks Bultfabrik u Gysingu, Švedska. U uglednom časopisu tog vremena "INŽENJER" 8. jula 1904. godine pojavio se onaj čuveni, gde švedski pronalazač, inženjer F. A. Kjellin, govori o svom razvoju. Peć je napajala jednofazni transformator. Topljenje je vršeno u lončiću u obliku prstena, metal u njemu je predstavljao sekundarni namotaj transformatora koji se napaja strujom od 50-60 Hz.

Prva peć od 78 kW puštena je u rad 18. marta 1900. godine i pokazala se vrlo neekonomičnom, jer je kapacitet topljenja bio samo 270 kg čelika dnevno. Sljedeća peć je proizvedena u novembru iste godine snage 58 kW i kapaciteta 100 kg za čelik. Peć je pokazala visoku efikasnost, kapacitet topljenja je bio od 600 do 700 kg čelika dnevno. Međutim, pokazalo se da je habanje od termičkih vibracija na neprihvatljivom nivou, a česte promjene obloge smanjile su ukupnu efikasnost.

Izumitelj je došao do zaključka da je za maksimalne performanse topljenja potrebno ostaviti značajan dio taline prilikom cijeđenja, čime se izbjegavaju mnogi problemi, uključujući habanje obloge. Ovaj način topljenja čelika sa ostatkom, koji je dobio naziv "močvara", opstao je do danas u nekim industrijama gdje se koriste peći velikog kapaciteta.

U svibnju 1902. puštena je u rad znatno poboljšana peć kapaciteta 1800 kg, protok je bio 1000-1100 kg, ostatak je bio 700-800 kg, snaga je bila 165 kW, kapacitet topljenja čelika mogao je doseći 4100 kg po dan! Ovaj rezultat u potrošnji energije od 970 kWh/t impresionira svojom efikasnošću, što ne zaostaje mnogo za sadašnjom produktivnošću od oko 650 kWh/t. Prema proračunu pronalazača, izgubljeno je 87,5 kW od potrošnje energije od 165 kW, korisna toplotna snaga je bila 77,5 kW, a postignuta je vrlo visoka ukupna efikasnost od 47%. Efikasnost se objašnjava prstenastim dizajnom lončića, koji je omogućio izradu induktora s više okreta sa niskom strujom i visokim naponom - 3000 V. Moderne peći s cilindričnim loncem su mnogo kompaktnije, zahtijevaju manje kapitalnih ulaganja, lakši su za rukovanje, opremljeni su mnogim poboljšanjima tokom sto godina razvoja, ali je efikasnost povećana nevažno. Istina, izumitelj je u svojoj publikaciji zanemario činjenicu da se plaćanje električne energije ne vrši za aktivnu snagu, već za punu snagu, koja je na frekvenciji od 50-60 Hz otprilike dvostruko veća od aktivne snage. A u modernim pećima, reaktivna snaga kompenzira se kondenzatorskom bankom.

Inženjer F. A. Kjellin je svojim izumom pokrenuo razvoj industrijskih kanalskih peći za topljenje obojenih metala i čelika u industrijskim zemljama Evrope i Amerike. Prijelaz sa kanalskih peći 50-60 Hz na moderne visokofrekventne lončaste peći trajao je od 1900. do 1940. godine.

Sistem grijanja

Da bi napravili indukcijski grijač, vješti majstori koriste jednostavan inverter za zavarivanje koji pretvara istosmjerni napon u izmjenični napon. Za takve slučajeve koristi se kabel poprečnog presjeka od 6-8 mm, ali nije standardan za aparate za zavarivanje od 2,5 mm.

Takvi sistemi grijanja moraju nužno biti zatvorenog tipa, a regulacija je automatska. Za drugu sigurnost potrebna vam je pumpa koja će cirkulirati kroz sistem, kao i ventil za odzračivanje. Takav grijač mora biti zaštićen od drvenog namještaja, kao i od poda i stropa najmanje 1 metar.

Domaća implementacija

Indukcijsko grijanje još nije dovoljno osvojilo tržište zbog visoke cijene samog sustava grijanja. Tako će, na primjer, za industrijska preduzeća takav sistem koštati 100.000 rubalja, za kućnu upotrebu - od 25.000 rubalja. i više. Stoga je interes za krugove koji vam omogućuju da vlastitim rukama napravite domaći indukcijski grijač sasvim razumljiv.

indukcijski kotao za grijanje

Na bazi transformatora

Glavni element indukcijskog sustava grijanja s transformatorom bit će sam uređaj, koji ima primarni i sekundarni namot. Vrtložne struje će se formirati u primarnom namotu i stvoriti polje elektromagnetne indukcije. Ovo polje će uticati na sekundar, koji je, u stvari, indukcijski grijač, fizički izveden u obliku tijela kotla za grijanje. To je sekundarni kratkospojni namotaj koji prenosi energiju rashladnoj tečnosti.

Sekundarni kratkospojni namotaj transformatora

Glavni elementi instalacije indukcijskog grijanja su:

• jezgro;
• namotavanje;
• dvije vrste izolacije - toplinska i električna izolacija.

Jezgro se sastoji od dvije ferimagnetne cijevi različitih promjera s debljinom stijenke od najmanje 10 mm, zavarene jedna u drugu. Toroidalni namotaj bakrene žice je napravljen kroz vanjsku cijev. Potrebno je postaviti od 85 do 100 zavoja s jednakom udaljenosti između zavoja. Naizmjenična struja, mijenjajući se u vremenu, stvara vrtložne struje u zatvorenoj petlji, koja zagrijava jezgro, a time i rashladnu tekućinu, vršeći indukcijsko grijanje.

Korištenje invertera za zavarivanje visoke frekvencije

Indukcijski grijač se može napraviti pomoću invertera za zavarivanje, gdje su glavne komponente kola alternator, induktor i grijaći element.

Generator se koristi za pretvaranje standardne frekvencije mrežnog napajanja od 50 Hz u struju više frekvencije. Ova modulirana struja se primjenjuje na cilindrični namotaj-induktor, gdje se kao namotaj koristi bakarna žica.

Bakarna žica za namotavanje

Zavojnica stvara naizmjenično magnetsko polje čiji se vektor mijenja s frekvencijom koju postavlja generator. Generirane vrtložne struje, inducirane magnetnim poljem, zagrijavaju metalni element, koji prenosi energiju na rashladno sredstvo. Tako se implementira još jedna shema indukcijskog grijanja koju je sama izradila.

Grijaći element može se izraditi i vlastitim rukama od izrezane metalne žice dužine oko 5 mm i komada polimerne cijevi u koju se postavlja metal. Prilikom postavljanja ventila na vrhu i na dnu cijevi, provjerite nepropusnost punjenja - ne bi trebalo biti slobodnog prostora. Prema dijagramu, oko 100 zavoja bakrenog ožičenja postavljeno je na vrhu cijevi, koja je induktor spojen na terminale generatora. Indukcijsko zagrijavanje bakrene žice nastaje zbog vrtložnih struja koje stvara naizmjenično magnetsko polje.

Napomena: Indukcijski grijači vlastitim rukama mogu se napraviti prema bilo kojoj shemi, glavna stvar koju treba zapamtiti je da je važno provesti pouzdanu toplinsku izolaciju, inače će efikasnost sustava grijanja značajno pasti. ...

Prednosti i mane uređaja

Vrtložni indukcijski grijač ima veliki izbor "pluseva". Ovo je jednostavno kolo za samoproizvodnju, povećana pouzdanost, visoka efikasnost, relativno niski troškovi energije, dug vijek trajanja, mala vjerovatnoća kvarova itd.

Produktivnost uređaja može biti značajna; jedinice ovog tipa se uspješno koriste u metalurškoj industriji. U pogledu brzine zagrijavanja rashladne tekućine, uređaji ovog tipa pouzdano se natječu s tradicionalnim električnim kotlovima, temperatura vode u sistemu brzo dostiže potrebnu razinu.

Tokom rada indukcijskog kotla, grijač lagano vibrira. Ova vibracija otresa kamenac i druge moguće zagađivače sa zidova metalne cijevi, tako da je takvom uređaju rijetko potrebno čišćenje. Naravno, sistem grijanja mora biti zaštićen od ovih zagađivača mehaničkim filterom.

Indukcijska zavojnica zagrijava metal (cijev ili komade žice) koji se nalazi unutar njega pomoću visokofrekventnih vrtložnih struja, kontakt nije potreban

Stalni kontakt s vodom smanjuje vjerojatnost izgaranja grijača, što je prilično čest problem za tradicionalne kotlove s grijaćim elementima. Unatoč vibracijama, kotao radi izuzetno tiho, nije potrebna dodatna zvučna izolacija na mjestu ugradnje uređaja.

Indukcijski kotlovi su također dobri po tome što gotovo nikada ne propuštaju, samo ako je instalacija sistema izvedena ispravno. Nedostatak curenja je posljedica beskontaktne metode prijenosa toplinske energije na grijač. Koristeći gore opisanu tehnologiju, nosač topline može se zagrijati gotovo do parnog stanja.

Ovo obezbeđuje dovoljnu toplotnu konvekciju da stimuliše efikasno kretanje medija za grejanje kroz cevi. U većini slučajeva sistem grijanja ne mora biti opremljen cirkulacijskom pumpom, iako sve ovisi o karakteristikama i rasporedu određenog sustava grijanja.

Ponekad je potrebna cirkulaciona pumpa. Instalacija uređaja je relativno jednostavna. Iako će to zahtijevati neke vještine u postavljanju električnih uređaja i cijevi za grijanje.

Ali ovaj zgodan i pouzdan uređaj ima niz nedostataka koje također treba uzeti u obzir. Na primjer, kotao zagrijava ne samo rashladnu tekućinu, već i cijeli radni prostor koji ga okružuje. Za takvu jedinicu potrebno je izdvojiti posebnu prostoriju i ukloniti sve strane predmete iz nje. Za osobu, dug boravak u neposrednoj blizini radnog kotla također može biti nesiguran.

Indukcijski grijači zahtijevaju električnu struju za rad. Na kućnu utičnicu za naizmjeničnu struju priključena je i oprema domaće i tvorničke izrade

Uređaju je potrebna električna energija za rad. U područjima gdje nema slobodnog pristupa ovoj dobrobiti civilizacije, indukcijski kotao će biti beskorisni. Čak i tamo gdje su česti nestanci struje, pokazat će nisku efikasnost.

Može doći do eksplozije ako se uređajem rukuje nepažljivo.

Ako se rashladno sredstvo pregrije, pretvorit će se u paru. Kao rezultat toga, pritisak u sistemu će se naglo povećati, što cijevi jednostavno neće izdržati, već će puknuti. Stoga, za normalan rad sistema, uređaj bi trebao biti opremljen najmanje manometrom, a još bolje - uređajem za isključivanje u nuždi, termostatom itd.

Sve to može značajno povećati cijenu domaćeg indukcijskog kotla. Iako se smatra da je uređaj gotovo nečujan, to nije uvijek slučaj. Neki modeli i dalje mogu emitovati neke zvukove iz različitih razloga. Za uređaj koji je napravio sam, povećava se vjerojatnost takvog ishoda.

U dizajnu fabričkih i domaćih indukcijskih grijača praktički nema habajućih dijelova. Dugo služe i rade besprekorno

Domaći indukcijski kotlovi

Najjednostavnija shema uređaja koji se sastavlja sastoji se od komada plastične cijevi, u čiju se šupljinu polažu razni metalni elementi kako bi se stvorila jezgra. To može biti tanka nehrđajuća žica, umotana u kuglice, isjeckana na male komadiće žice - žičana šipka promjera 6-8 mm, ili čak bušilica promjera koji odgovara unutarnjoj veličini cijevi. Izvana su na njega zalijepljeni štapići od stakloplastike, a na njih je u staklenoj izolaciji namotana žica debljine 1,5-1,7 mm. Dužina žice je oko 11 m. Tehnologiju proizvodnje možete proučiti gledanjem videa:

Zatim je domaći indukcijski grijač testiran tako što se napuni vodom i spoji na tvornički napravljenu ORION indukcijsku ploču za kuhanje od 2 kW umjesto standardnog induktora. Rezultati testa su prikazani u sljedećem videu:

Drugi majstori preporučuju uzimanje pretvarača za zavarivanje male snage kao izvora spajanjem terminala sekundarnog namota na terminale zavojnice. Ako pažljivo proučite rad autora, onda se zaključci sami po sebi nameću:

• Autor je uradio dobar posao i njegov proizvod nesumnjivo radi.
• Nisu rađeni proračuni za debljinu žice, broj i prečnik zavoja zavojnice. Parametri namotaja usvojeni su po analogiji s pločom za kuhanje, odnosno indukcijski bojler neće biti veći od 2 kW.
• U najboljem slučaju, domaća jedinica moći će zagrijati vodu za dva radijatora za grijanje, po 1 kW, što je dovoljno za grijanje jedne prostorije. U najgorem slučaju, grijanje će biti slabo ili čak potpuno nestati, jer su testovi obavljeni bez protoka rashladne tekućine.

Tačnije zaključke je teško izvući zbog nedostatka informacija o daljem testiranju uređaja. Drugi način za samostalno organiziranje indukcijskog grijanja vode za grijanje prikazan je u sljedećem videu:

Radijator zavaren od nekoliko metalnih cijevi djeluje kao vanjsko jezgro za vrtložne struje koje stvara zavojnica iste indukcijske ploče. Zaključci su sljedeći:

• Toplinska snaga rezultirajućeg grijača ne prelazi električnu snagu ploče.
• Broj i veličina cijevi odabrani su nasumično, ali su osigurali dovoljnu površinu za prijenos topline generirane vrtložnim strujama.
• Ovaj krug indukcijskog grijača pokazao se uspješnim za specifičan slučaj gdje je stan okružen prostorima drugih grijanih stanova. Osim toga, autor nije prikazao rad instalacije u hladnoj sezoni s fiksiranjem temperature zraka u prostorijama.

U prilog izvedenim zaključcima predlaže se pogledati video u kojem je autor pokušao koristiti sličan grijač u samostojećoj izoliranoj zgradi:

Princip rada

Indukcijsko grijanje je zagrijavanje materijala električnim strujama koje se induciraju izmjeničnim magnetskim poljem. Posljedično, ovo je zagrijavanje proizvoda od provodljivih materijala (provodnika) magnetskim poljem induktora (izvora naizmjeničnog magnetskog polja).

Indukcijsko grijanje se izvodi na sljedeći način. Električno vodljivi (metalni, grafitni) radni komad se postavlja u takozvani induktor, koji je jedan ili više navoja žice (najčešće bakrene). U induktoru se uz pomoć posebnog generatora induciraju snažne struje različitih frekvencija (od deset Hz do nekoliko MHz), zbog čega nastaje elektromagnetno polje oko induktora. Elektromagnetno polje indukuje vrtložne struje u radnom komadu. Vrtložne struje zagrijavaju radni predmet pod utjecajem Joule topline.

Sistem induktora radnog komada je transformator bez jezgra u kojem je induktor primarni namotaj. Radni komad je poput kratkog spoja sekundarnog namotaja. Magnetni tok između namotaja je zatvoren u zraku.

Na visokoj frekvenciji, vrtložne struje pomiču se magnetskim poljem koje ih formiraju u tanke površinske slojeve obratka Δ (efekt kože), zbog čega se njihova gustoća naglo povećava i radni komad se zagrijava. Metalni slojevi ispod se zagrijavaju zbog toplinske provodljivosti. Nije važna struja, već velika gustina struje. U sloju kože Δ, gustina struje se povećava za e puta u odnosu na gustoću struje u obratku, dok se 86,4% topline od ukupnog oslobađanja topline oslobađa u sloju kože. Dubina sloja kože ovisi o frekvenciji zračenja: što je frekvencija viša, to je sloj kože tanji. Takođe zavisi od relativne magnetne permeabilnosti μ materijala radnog komada.

Za gvožđe, kobalt, nikl i magnetne legure na temperaturama ispod Kirijeve tačke μ ima vrednost od nekoliko stotina do desetina hiljada. Za ostale materijale (taline, obojeni metali, tečni eutektici niskog taljenja, grafit, električno vodljiva keramika, itd.) μ je približno jednak jedinici.

Formula za izračunavanje dubine kože u mm:

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

gdje ρ - električna otpornost materijala obratka na temperaturi obrade, Ohm m, f- frekvencija elektromagnetnog polja koje stvara induktor, Hz.

Na primjer, na frekvenciji od 2 MHz, dubina kože za bakar je oko 0,047 mm, a za željezo ≈ 0,0001 mm.

Induktor se veoma zagreva tokom rada, jer apsorbuje sopstveno zračenje. Osim toga, apsorbira toplinsko zračenje iz vrućeg radnog predmeta. Induktori su napravljeni od bakarnih cijevi hlađenih vodom. Voda se dovodi usisnim putem - to osigurava sigurnost u slučaju izgaranja ili drugog smanjenja tlaka induktora.

Princip rada

Jedinica za topljenje indukcijske peći koristi se za zagrijavanje širokog spektra metala i legura. Klasični dizajn sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Drain pump.
2. Induktor sa vodenim hlađenjem.
3. Okvir od nerđajućeg čelika ili aluminijuma.
4. Kontaktno područje.
5. Betonsko ognjište otporno na toplinu.
6. Nosač sa hidrauličnim cilindrom i sklopom ležaja.

Princip rada zasniva se na stvaranju Foucaultovih vrtložnih indukcijskih struja. U pravilu, tokom rada kućanskih aparata, takve struje uzrokuju kvarove, ali u ovom slučaju se koriste za zagrijavanje punjenja na potrebnu temperaturu. Gotovo sva elektronika počinje da se zagrijava tokom rada. Ovaj negativni faktor u korištenju električne energije koristi se punim kapacitetom.

Prednosti uređaja

Indukcijska peć za topljenje počela se koristiti relativno nedavno. Na proizvodnim lokacijama instalirane su poznate ložišta, visoke peći i druge vrste opreme. Takva peć za topljenje metala ima sljedeće prednosti:

1. Upotreba principa indukcije čini opremu kompaktnom. Zbog toga nema problema sa njihovim postavljanjem u male prostorije. Primjer su visoke peći, koje se mogu ugraditi isključivo u pripremljene prostorije.
2. Rezultati sprovedenih studija pokazuju da je efikasnost skoro 100%.
3. Velika brzina topljenja. Visok faktor efikasnosti određuje da je potrebno mnogo manje vremena za zagrijavanje metala u poređenju sa drugim pećima.
4. Neke peći, kada se tope, mogu promijeniti hemijski sastav metala. Indukcija zauzima prvo mjesto u čistoći taline. Stvorene Foucaultove struje zagrijavaju radni predmet iznutra, čime se eliminira mogućnost ulaska raznih nečistoća u sastav.

To je posljednja prednost koja određuje širenje indukcijske peći u nakitu, jer čak i mala koncentracija stranih nečistoća može negativno utjecati na rezultat.

Zbog činjenice da je M. Faraday daleke 1831. godine otkrio fenomen elektromagnetne indukcije, svijet je vidio veliki broj uređaja koji zagrijavaju vodu i druge sredine.

Pošto je ovo otkriće ostvareno, ljudi ga svakodnevno koriste u svakodnevnom životu.:

• Kuhalo za vodu s disk grijačem za grijanje vode;
• Multicooker pećnica;
• Indukcijska ploča za kuhanje;
• Mikrovalne pećnice (štednjak);
• Heater;
• Stub za grijanje.

Također se otvor primjenjuje na ekstruder (ne mehanički). Ranije se široko koristio u metalurgiji i drugim industrijama vezanim za obradu metala. Fabrički induktivni kotao radi na principu vrtložnih struja koje djeluju na posebno jezgro smješteno u unutrašnjem dijelu zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površne, pa je za jezgro bolje uzeti šuplju metalnu cijev kroz koju prolazi rashladni element.

Do pojave električnih struja dolazi zbog dovoda izmjeničnog električnog napona na namotaj, što uzrokuje pojavu naizmjeničnog električnog magnetskog polja, koje mijenja potencijale 50 puta u sekundi. na standardnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz.

U ovom slučaju, Rumkorf indukcijska zavojnica je dizajnirana tako da se može spojiti direktno na AC mrežu. U proizvodnji se za takvo grijanje koriste visokofrekventne električne struje - do 1 MHz, stoga je prilično teško postići rad uređaja na 50 Hz. Debljina žice i broj namotaja koje koristi uređaj izračunavaju se zasebno za svaku jedinicu prema posebnoj metodi za potrebnu toplinsku snagu. Domaća, moćna jedinica mora djelovati efikasno, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i istovremeno se ne zagrijavati.

Stoga organizacije ulažu velika sredstva u razvoj i implementaciju takvih proizvoda:

• Svi problemi su uspješno riješeni;
• Efikasnost uređaja za grijanje je 98%;
• Funkcioniše bez prekida.

Pored najveće efikasnosti, ne može ne privući brzinu kojom se medij koji prolazi kroz jezgro zagrijava. Na sl. predlaže se shema rada indukcijskog bojlera stvorenog u postrojenju. Takvu šemu ima jedinica marke "VIN", koju proizvodi tvornica u Iževsku.

Koliko dugo će jedinica raditi ovisi isključivo o tome koliko je kućište zategnuto i izolacija zavoja žice nije oštećena, a ovo je prilično značajan period, prema proizvođaču, do 30 godina.

Za sve ove prednosti, koje uređaj ima 100%, potrebno je izdvojiti dosta novca, induktor, magnetni bojler je najskuplji od svih vrsta instalacija za grijanje. Stoga mnogi majstori radije sami sastavljaju superekonomičnu jedinicu za grijanje.

Pravila za izradu opreme sami

Da bi instalacija indukcijskog grijanja ispravno radila, struja za takav proizvod mora odgovarati snazi ​​(mora biti najmanje 15 ampera, ako je potrebno, onda više).

• Žicu treba rezati na komade ne veće od pet centimetara. Ovo je neophodno za efikasno grijanje u visokofrekventnom polju.
• Tijelo ne smije biti manjeg promjera od pripremljene žice i imati debele zidove.
• Za pričvršćivanje na mrežu grijanja, poseban adapter je pričvršćen na jednu stranu konstrukcije.
• Na dnu cijevi treba postaviti mrežicu kako bi se spriječilo ispadanje žice.
• Potonji je potreban u tolikoj količini da ispunjava cijeli unutrašnji prostor.
• Konstrukcija je zatvorena, ugrađen je adapter.
• Zatim se od ove cijevi konstruira zavojnica. Da bi to učinili, omotaju ga već ubranom žicom. Mora se poštovati broj okreta: minimalno 80, maksimalno 90.
• Nakon spajanja na sistem grijanja, voda se ulijeva u uređaj. Zavojnica je spojena na pripremljeni inverter.
• Postavljena je pumpa za dovod vode.
• Montiran je regulator temperature.

Dakle, proračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: dužini, promjeru, temperaturi i vremenu obrade

Obratite pažnju na induktivnost sabirnica koje napajaju induktor, koja može biti mnogo veća od indikatora samog induktora.

Visoko precizno indukcijsko grijanje

Takvo grijanje ima najjednostavniji princip, jer je beskontaktno. Impulsno visokofrekventno zagrevanje omogućava postizanje najviših temperaturnih uslova, pri kojima je moguće obraditi najteže metale u topljenju. Za izvođenje indukcijskog grijanja potrebno je stvoriti potreban napon od 12V (volti) i frekvenciju induktivnosti u elektromagnetnim poljima.

To se može učiniti u posebnom uređaju - induktoru. Napaja se električnom energijom iz industrijske električne mreže na 50 Hz.

Za to je moguće koristiti pojedinačna napajanja - pretvarače / generatore. Najjednostavniji uređaj niskofrekventnog uređaja je spirala (izolirani vodič), koja se može postaviti u unutrašnji dio metalne cijevi ili namotati oko nje. Protočne struje zagrijavaju cijev, koja u budućnosti daje toplinu dnevnoj sobi.

Upotreba indukcijskog grijanja na minimalnim frekvencijama nije uobičajena. Najčešća obrada metala je na višoj ili srednjoj frekvenciji. Takvi uređaji odlikuju se činjenicom da magnetski val putuje do površine, gdje je prigušen. Energija se pretvara u toplinu. Da bi efekat bio bolji, obe komponente moraju imati sličan oblik. Gdje se primjenjuje grijanje?

Danas je široko rasprostranjena upotreba visokofrekventnog grijanja:

• Za topljenje metala i njihovo lemljenje beskontaktnom metodom;
• Industrija mašinstva;
• Izrada nakita;
• Izrada malih elemenata (daščica) koji se mogu oštetiti upotrebom drugih tehnika;
• Stvrdnjavanje površina dijelova različite konfiguracije;
• Toplinska obrada dijelova;
• Medicinska praksa (dezinfekcija uređaja/instrumenata).

Grijanje može riješiti mnoge probleme.

Šta je indukcijsko grijanje

Princip po kojem radi indukcijski bojler.

Indukcijski uređaj radi na energiji koju stvara elektromagnetno polje... Apsorbira ga nosilac topline, a zatim ga daje u prostorije:

1. Induktor stvara elektromagnetno polje u takvom bojleru. Radi se o cilindričnom žičanom kolutu s više okretaja.
2. Prolazeći kroz njega, naizmjenična električna struja oko zavojnice stvara magnetsko polje.
3. Njegove linije su postavljene okomito na vektor elektromagnetnog fluksa. Kada se pomjere, ponovo stvaraju zatvoreni krug.
4. Vrtložne struje nastale izmjeničnom strujom pretvaraju električnu energiju u toplinu.

Toplotna energija pri indukcijskom grijanju troši se štedljivo i malom brzinom zagrijavanja. Zahvaljujući tome, indukcioni uređaj dovodi vodu za sistem grejanja do visoke temperature u kratkom vremenskom periodu.

Karakteristike uređaja

Električna struja je spojena na primarni namotaj.

Indukcijsko grijanje se izvodi pomoću transformatora. Sastoji se od para namotaja:

• eksterni (primarni);
• interni kratki spoj (sekundarni).

Vrtložne struje nastaju u dubokom dijelu transformatora. Oni preusmjeravaju nastajuće elektromagnetno polje u sekundarni krug. On istovremeno služi kao tijelo i djeluje kao grijač za vodu.

S povećanjem gustoće vrtložnih strujanja usmjerenih na jezgro, prvo se zagrijava, a zatim cijeli toplinski element.

Za dovod hladne vode i ispuštanje pripremljenog nosača toplote u sistem grijanja, indukcijski grijač je opremljen parom cijevi:

1. Donji se postavlja na ulaz u vodovodni sistem.
2. Gornja grana - do dovodnog dijela sistema grijanja.

Od kojih elemenata se sastoji uređaj i kako radi?

Indukcijski bojler sastoji se od sljedećih strukturnih elemenata:

Fotografija	Konstruktivna jedinica
	Induktor. Sastoji se od mnogo zavoja bakrene žice. U njima se stvara elektromagnetno polje.
	Grejni element. Ovo je cijev napravljena od metalnih ili čeličnih žica postavljenih unutar induktora.
	Generator. Pretvara električnu energiju iz domaćinstva u električnu struju visoke frekvencije. Ulogu generatora može igrati inverter iz aparata za zavarivanje.

Šema rada sistema grijanja s indukcijskim bojlerom.

Uz interakciju svih komponenti uređaja, toplinska energija se stvara i prenosi u vodu. Shema rada jedinice je sljedeća:

1. Generator proizvodi električnu struju visoke frekvencije. Zatim ga prenosi na indukcijsku zavojnicu.
2. To, nakon što percipira struju, pretvara je u električno magnetsko polje.
3. Grijač, smješten unutar zavojnice, zagrijava se djelovanjem vrtložnih struja koje nastaju zbog promjene vektora magnetskog polja.
4. Voda koja cirkulira unutar elementa se zagrijava. Zatim ulazi u sistem grijanja.

Prednosti i nedostaci metode indukcijskog grijanja

Jedinica je kompaktna i zauzima malo prostora.

Indukcijski grijači su obdareni takvim prednostima:

• visok nivo efikasnosti;
• ne trebaju često održavanje;
• zauzimaju malo slobodnog prostora;
• zbog vibracija magnetskog polja kamenac se ne taloži unutar njih;
• uređaji su tihi;
• sigurni su;
• zbog nepropusnosti kućišta, nema curenja;
• rad grijača je potpuno automatiziran;
• jedinica je ekološki prihvatljiva, ne emituje čađ, ugljični monoksid itd.

Na fotografiji - fabrički indukcijski bojler za grijanje vode.

Glavni nedostatak uređaja je visoka cijena njegovih fabričkih modela..

Međutim, ovaj nedostatak se može izravnati montažom indukcijskog grijača vlastitim rukama. Jedinica je montirana od lako dostupnih elemenata, njihova cijena je niska.

Prednosti korištenja svih vrsta indukcijskih grijača

Indukcijski grijač ima neosporne prednosti i vodeći je među svim vrstama uređaja. Ova prednost je sažeta u sljedećem:

• Koristi manje energije i ne zagađuje okolni prostor.
• Pogodan za rad, pruža visok kvalitet rada i omogućava vam kontrolu procesa.
• Zagrevanjem kroz zidove komore obezbeđuje se posebna čistoća i mogućnost dobijanja ultračistih legura, dok se topljenje može vršiti u različitim atmosferama, uključujući inertne gasove i u vakuumu.
• Uz njegovu pomoć moguće je ravnomjerno zagrijavanje dijelova bilo kojeg oblika ili selektivno zagrijavanje.
• Konačno, indukcijski grijači su svestrani, što im omogućava univerzalnu upotrebu, zamjenjujući zastarjele energetski intenzivne i neefikasne instalacije.

Kada pravite indukcijski grijač vlastitim rukama, morate brinuti o sigurnosti uređaja. Da biste to učinili, potrebno je voditi se sljedećim pravilima koja povećavaju nivo pouzdanosti cjelokupnog sistema:

1. Sigurnosni ventil bi trebao biti umetnut u gornju trojnicu kako bi se oslobodio višak tlaka. U suprotnom, ako cirkulacijska pumpa pokvari, jezgro će jednostavno puknuti pod utjecajem pare. U pravilu, shema jednostavnog indukcijskog grijača predviđa takve trenutke.
2. Pretvarač je povezan na mrežu samo preko RCD-a. Ovaj uređaj radi u kritičnim situacijama i pomaže u izbjegavanju kratkih spojeva.
3. Inverter za zavarivanje mora biti uzemljen tako što se kabel vodi do posebnog metalnog kruga postavljenog u zemlju iza zidova konstrukcije.
4. Tijelo indukcijskog grijača mora biti postavljeno 80 cm iznad poda. Štoviše, udaljenost do stropa treba biti najmanje 70 cm, a do ostalih komada namještaja - više od 30 cm.
5. Indukcijski grijač je izvor jakog elektromagnetnog polja, stoga ga držite podalje od stambenih prostorija i nastambi za kućne ljubimce.

Krug indukcijskog grijača

Zahvaljujući otkriću M. Faradayja 1831. godine o fenomenu elektromagnetne indukcije, u našem modernom životu pojavile su se mnoge naprave koje zagrijavaju vodu i druge medije. Svakodnevno koristimo kuhalo za vodu sa grijačem na disku, multivarku, indukcijsku ploču, jer je ovo otkriće za svakodnevni život ostvareno tek u naše vrijeme. Ranije se koristio u metalurškoj i drugim granama metaloprerađivačke industrije.

Fabrički indukcijski kotao u svom radu koristi princip djelovanja vrtložnih struja na metalno jezgro smješteno unutar zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površinske prirode, pa je logično koristiti šuplju metalnu cijev kao jezgro kroz koje teče zagrijana rashladna tekućina.

Princip rada indukcijskog grijača

Pojava struja je posljedica primjene naizmjeničnog električnog napona na namotaj, što uzrokuje pojavu naizmjeničnog elektromagnetnog polja koje mijenja potencijale 50 puta u sekundi pri normalnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz. U ovom slučaju, indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti direktno na AC mrežu. U industriji se za takvo grijanje koriste struje visoke frekvencije - do 1 MHz, tako da je prilično teško postići rad uređaja na frekvenciji od 50 Hz.

Debljina bakrene žice i broj zavoja koje koriste indukcijski bojleri izračunavaju se posebno za svaku jedinicu prema posebnoj metodi za potrebnu toplinsku snagu. Proizvod mora djelovati efikasno, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i istovremeno se ne pregrijati. Preduzeća ulažu značajna sredstva u razvoj i implementaciju ovakvih proizvoda, tako da su svi zadaci uspješno riješeni, a efikasnost grijača je 98%.

Pored visoke efikasnosti, posebno je atraktivna i brzina kojom se medij koji teče kroz jezgro zagrijava. Na slici je prikazan dijagram rada tvornički proizvedenog indukcijskog grijača. Ova shema se primjenjuje u jedinicama poznate robne marke "VIN", koje proizvodi tvornica u Iževsku.

Dijagram rada grijača

Trajnost generatora topline ovisi samo o nepropusnosti kućišta i integritetu izolacije zavoja žice, a to se ispostavilo kao prilično dug period, tvrde proizvođači - do 30 godina. Za sve ove prednosti koje ovi uređaji zapravo imaju, morate platiti dosta novca, indukcijski bojler je najskuplji od svih vrsta grijaćih električnih instalacija. Iz tog razloga neki su se majstori zauzeli za proizvodnju domaćeg uređaja kako bi ga koristili u grijanju kuće.

DIY proces izrade

Za rad su korisni sljedeći alati:

• inverter za zavarivanje;
• struja za zavarivanje snage 15 ampera.

Trebat će vam i bakarna žica, koja je namotana oko tijela jezgre. Uređaj će djelovati kao induktor. Žičani kontakti su spojeni na terminale pretvarača tako da se ne stvaraju uvijanja. Komad materijala potreban za sastavljanje jezgra mora biti odgovarajuće dužine. U prosjeku, broj zavoja je 50, promjer žice je 3 milimetra.

Bakarna žica različitih prečnika za namotavanje

Sada idemo na srž. U njegovoj ulozi bit će polimerna cijev od polietilena. Ova vrsta plastike može izdržati prilično visoke temperature. Prečnik jezgre je 50 milimetara, debljina zida je najmanje 3 mm. Ovaj dio se koristi kao mjerač na koji je namotana bakrena žica koja formira induktor. Gotovo svako može sastaviti jednostavan indukcijski bojler.

U videu ćete vidjeti način - kako samostalno organizirati indukcijsko grijanje vode za grijanje:

Prva opcija

Žica se reže na komade od 50 mm, a njome se puni plastična cijev. Da biste spriječili da se prolije iz cijevi, trebali biste začepiti krajeve žičanom mrežom. Na krajevima se postavljaju adapteri iz cijevi, na mjesto gdje je grijač priključen.

Namotaj je namotan na tijelo potonjeg bakarnom žicom. Za tu svrhu potrebno vam je oko 17 metara žice: potrebno je napraviti 90 zavoja, promjer cijevi je 60 milimetara. 3,14 × 60 × 90 = 17 m.

Važno je znati! Prilikom provjere rada uređaja, pažljivo provjerite ima li u njemu vode (nosač topline). U suprotnom, tijelo uređaja će se brzo istopiti.
... Cijev se urezuje u cjevovod

Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Cijev se urezuje u cjevovod. Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Druga opcija

Ova opcija je mnogo jednostavnija. Na okomitom dijelu cijevi odabire se ravan metarski dio. Treba ga temeljito očistiti od boje pomoću brusnog papira. Nadalje, ovaj dio cijevi je prekriven sa tri sloja električne tkanine. Indukcijska zavojnica je namotana bakrenom žicom. Ceo sistem priključka je dobro izolovan. Inverter za zavarivanje se sada može spojiti i proces montaže je završen.

Indukcijska zavojnica namotana od bakrene žice

Prije nego što počnete izrađivati ​​bojler vlastitim rukama, preporučljivo je upoznati se s karakteristikama tvorničkih proizvoda i proučiti njihove crteže. To će vam pomoći da shvatite početne podatke domaće opreme i izbjegnete moguće greške.

Treća opcija

Da biste grijač napravili na ovaj složeniji način, morate koristiti zavarivanje. Za rad vam je i dalje potreban trofazni transformator. Dvije cijevi moraju biti zavarene jedna u drugu, koje će služiti kao grijač i jezgro. Namotaj je namotan na tijelo induktora. Tako se povećavaju performanse uređaja, koji ima kompaktnu veličinu, što je vrlo zgodno kada se koristi kod kuće.

Namotaj na tijelu induktora

Za dovod i odvod vode, 2 ogranke cijevi su zavarene u tijelo indukcijskog svitka. Kako ne bi gubili toplinu i spriječili moguće curenje struje, potrebno je napraviti izolaciju. To će ukloniti gore opisane probleme i potpuno eliminirati pojavu buke tokom rada kotla.

Ovisno o karakteristikama dizajna, razlikuju se podne i stolne indukcijske peći. Bez obzira koja je opcija odabrana, postoji nekoliko osnovnih pravila instalacije:

1. Kada oprema radi, električna mreža je pod velikim opterećenjem. Kako bi se eliminirala mogućnost kratkog spoja zbog propadanja izolacije, prilikom ugradnje potrebno je izvršiti kvalitetno uzemljenje.
2. Dizajn ima krug vodenog hlađenja, koji eliminira mogućnost pregrijavanja glavnih elemenata. Zbog toga treba osigurati pouzdano podizanje vode.
3. Ako se ugrađuje stona pećnica, treba obratiti pažnju na stabilnost baze koja se koristi.
4. Peć za topljenje metala predstavlja složeni električni uređaj, pri čijoj ugradnji se moraju poštovati sve preporuke proizvođača. Posebna pažnja se posvećuje parametrima izvora napajanja, koji moraju odgovarati modelu uređaja.
5. Ne zaboravite da oko peći treba biti dosta slobodnog prostora. Tokom rada, čak i male zapremine i mase, talina može slučajno prskati iz kalupa. Na temperaturama većim od 1000 stepeni Celzijusa nanijet će nepopravljivu štetu raznim materijalima, a može izazvati i požar.

Uređaj se može jako zagrijati tokom rada. Zato u blizini ne bi trebalo biti zapaljivih ili eksplozivnih materija. Osim toga, prema mjerama zaštite od požara, zatvoriti postaviti protivpožarni štit.

Sigurnosni propisi

za sisteme grijanja gdje se koristi indukcijsko grijanje, važno je poštovati nekoliko pravila kako bi se izbjeglo curenje, gubitak efikasnosti, potrošnja energije, nezgode. ... Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara pumpe.


Da biste spriječili kvarove u radu električne mreže, preporuča se spojiti samoproizvedeni kotao s indukcijskim grijanjem prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2.

Konvencionalno ožičenje možda neće moći podnijeti potrebnu potrošnju energije.

1. Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara pumpe.
2. Manometar i RCD su obavezni za siguran rad sistema grijanja koji se samostalno montira.
3. Prisutnost uzemljenja i električne izolacije cijelog sistema indukcijskog grijanja spriječit će strujni udar.
4. Kako bi se izbjeglo štetno djelovanje elektromagnetnog polja na ljudsko tijelo, bolje je takve sisteme ukloniti izvan stambenog prostora, gdje se treba pridržavati pravila ugradnje prema kojima uređaj za indukcijsko grijanje treba biti smješten na udaljenosti od 80 cm od horizontalnih (pod i plafon) i 30 cm od vertikalnih površina.
5. Prije uključivanja sistema, neophodno je provjeriti prisustvo medija za grijanje.
6. Kako bi se spriječili kvarovi u radu električne mreže, preporuča se spojiti samoproizvedeni indukcijski kotao za grijanje prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2. Konvencionalno ožičenje možda neće moći podnijeti potrebnu potrošnju energije.

Kreiranje sofisticiranih uređaja

Teže je napraviti HDTV instalaciju grijanja vlastitim rukama, ali to podliježe radio-amaterima, jer će vam za prikupljanje trebati multivibratorski krug. Princip rada je sličan - vrtložne struje koje proizlaze iz interakcije metalnog punila u središtu zavojnice i vlastitog visokog magnetnog polja, zagrijavaju površinu.

Izgradnja HDTV instalacija

Budući da čak i male zavojnice stvaraju struju od oko 100 A, rezonantni kondenzator će morati biti povezan s njima kako bi se uravnotežio indukcijski nacrt. Postoje 2 vrste radnih krugova za grijanje HDTV-a na 12V:

• priključen na mrežno napajanje.

• ciljani električni;
• priključen na mrežno napajanje.

U prvom slučaju, mini HDTV instalacija se može sastaviti za sat vremena. Čak i u nedostatku mreže od 220 V, takav generator se može koristiti bilo gdje, ali u prisustvu akumulatora automobila kao izvora napajanja. Naravno, nije dovoljno moćan da topi metal, ali se može zagrijati do visokih temperatura potrebnih za manje radove, na primjer, zagrijavanje noževa i odvijača do plave boje. Da biste ga kreirali, morate kupiti:

• tranzistori sa efektom polja BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• akumulator automobila od 70 A/h;
• visokonaponski kondenzatori.

Struja napajanja od 11 A tokom grijanja je smanjena na 6 A zbog otpornosti metala, ali je i dalje potrebna potreba za debelim žicama koje mogu izdržati struju od 11-12 A kako bi se izbjeglo pregrijavanje.

Drugi krug za instalaciju indukcijskog grijanja u plastičnom kućištu je složeniji, baziran na drajveru IR2153, ali je pogodnije izgraditi rezonanciju sa 100k regulatorom pomoću njega. Potrebno je kontrolisati kolo preko mrežnog adaptera napona od 12 V. Naponski dio se može spojiti direktno na glavnu mrežu od 220 V pomoću diodnog mosta. Rezonantna frekvencija je 30 kHz. Sljedeće stavke su potrebne:

• feritno jezgro 10 mm i prigušnica 20 zavoja;
• bakrena cijev kao HDTV zavojnica sa 25 zavoja po trnu 5-8 cm;
• kondenzatori 250 V.

Vrtložni grijači

Snažnija instalacija, sposobna zagrijati vijke do žute boje, može se sastaviti pomoću jednostavne sheme. Ali tokom rada, proizvodnja topline će biti prilično velika, pa se preporučuje ugradnja radijatora na tranzistore. Trebat će vam i prigušnica, koja se može posuditi iz napajanja bilo kojeg računala, te sljedeći pomoćni materijali:

• čelična feromagnetna žica;
• bakrena žica 1,5 mm;
• tranzistori sa efektom polja i diode za reverzni napon od 500 V;
• Zener diode snage 2-3 W s proračunom od 15 V;
• jednostavni otpornici.

Ovisno o željenom rezultatu, namotavanje žice na bakrenu podlogu iznosi 10 do 30 zavoja. Zatim slijedi montaža kruga i priprema osnovnog namotaja grijača od oko 7 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Spaja se na strujni krug, a zatim na struju.

Majstori upoznati sa zavarivanjem i upravljanjem trofaznog transformatora mogu dodatno povećati efikasnost uređaja uz smanjenje težine i veličine. Da biste to učinili, morate zavariti osnove dvije cijevi, koje će služiti i kao jezgro i kao grijač, a nakon namotavanja zavariti dvije mlaznice u tijelo kako biste izvršili dovod i uklanjanje rashladne tekućine.

Prednosti i nedostaci

Nakon što smo se pozabavili principom rada indukcijskog grijača, možete razmotriti njegove pozitivne i negativne strane. S obzirom na veliku popularnost generatora topline ove vrste, može se pretpostaviti da ima mnogo više prednosti nego nedostataka. Među najznačajnijim prednostima su:

• Jednostavnost dizajna.
• Visok faktor efikasnosti.
• Dug radni vek.
• Manji rizici od oštećenja uređaja.
• Značajne uštede energije.

Budući da je pokazatelj performansi indukcijskog kotla u širokom rasponu, moguće je bez problema odabrati jedinicu za određeni sustav grijanja zgrade. Ovi uređaji su sposobni brzo zagrijati rashladnu tekućinu na unaprijed određenu temperaturu, što ih je učinilo dostojnim konkurentom tradicionalnim kotlovima.

Tokom rada indukcijskog grijača uočava se lagana vibracija, zbog čega se kamenac otrese s cijevi. Kao rezultat toga, jedinica se može čistiti rjeđe. Budući da je rashladna tekućina u stalnom kontaktu s grijaćim elementom, rizici od njegovog kvara su relativno mali.

Dio 1. INDUKCIJSKI KOTAO vlastitim rukama - lako je. Nastavak za indukcijsku ploču.

Ako prilikom ugradnje indukcijskog kotla nije bilo grešaka, curenja su praktički isključena. To je zbog beskontaktnog prijenosa toplinske energije na grijač. Korištenje tehnologije indukcijskog grijanja vode omogućava vam da ga dovedete skoro u gasovito stanje... Tako se postiže efikasno kretanje vode kroz cijevi, au nekim situacijama čak je moguće i bez upotrebe cirkulacijskih pumpnih jedinica.

Nažalost, danas ne postoje idealni uređaji. Uz mnoge prednosti, indukcijski grijači imaju niz nedostataka. S obzirom da je jedinica za rad potrebna električna energija, neće moći raditi s maksimalnom efikasnošću u regijama s čestim nestancima struje. Kada se rashladno sredstvo pregrije, pritisak u sistemu naglo raste i cijevi mogu puknuti. Da bi se to izbjeglo, indukcijski grijač mora biti opremljen uređajem za isključivanje u nuždi.

DIY indukcijski grijač

Kako funkcionira indukcijsko grijanje

U radu indukcijskog grijača koristi se energija elektromagnetnog polja koju zagrijani predmet apsorbira i pretvara u toplinu. Induktor se koristi za generiranje magnetnog polja, odnosno cilindrični kalem s više okreta. Prolazeći kroz ovaj induktor, naizmjenična električna struja stvara naizmjenično magnetsko polje oko zavojnice.

Domaći inverterski grijač omogućava brzo grijanje na vrlo visoke temperature. Uz pomoć takvih uređaja ne možete samo zagrijati vodu, već čak i topiti razne metale.

Ako se zagrijani predmet stavi unutar induktora ili blizu njega, on će biti prožet fluksom vektora magnetske indukcije koji se stalno mijenja u vremenu. U tom slučaju nastaje električno polje čije se linije nalaze okomito na smjer magnetskog toka i kreću se u zatvorenom krugu. Zahvaljujući ovim vrtložnim tokovima, električna energija se pretvara u toplotnu i predmet se zagrijava.

Tako se električna energija induktora prenosi na objekat bez upotrebe kontakata, kao što se to dešava u otpornim pećima. Kao rezultat, toplinska energija se troši efikasnije, a brzina grijanja se značajno povećava. Ovaj princip ima široku primenu u oblasti obrade metala: njegovo topljenje, kovanje, lemljenje, navarivanje itd. Sa ništa manjim uspehom, za zagrevanje vode može se koristiti vorteksni indukcijski grejač.

Visokofrekventni indukcijski grijači

Najširi raspon primjene je za visokofrekventne indukcijske grijače. Grijače karakterizira visoka frekvencija od 30-100 kHz i širok raspon snage od 15-160 kW. Visokofrekventni tip omogućava plitko zagrijavanje, ali to je dovoljno za poboljšanje kemijskih svojstava metala.

Visokofrekventni indukcijski grijači su jednostavni za rukovanje i ekonomični, a njihova učinkovitost može doseći 95%. Svi tipovi rade kontinuirano dugo vremena, a verzija sa dvije jedinice (kada je visokofrekventni transformator smješten u posebnu jedinicu) omogućava rad 24 sata dnevno. Grijač ima 28 vrsta zaštite, od kojih je svaka odgovorna za svoju funkciju. Primer: praćenje pritiska vode u sistemu za hlađenje.

• Indukcijski grijač 60 kW Perm
• Indukcijski grijač 65 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 60 kW Krasnojarsk
• Indukcijski grijač 60 kW Kaluga
• Indukcijski grijač 100 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 120 kW Jekaterinburg
• Indukcijski grijač 160 kW Samara

primjena:

• oprema za površinsko učvršćivanje
• stvrdnjavanje osovine
• otvrdnjavanje kranskih točkova
• zagrijavanje dijelova prije savijanja
• rezači za lemljenje, sekači, burgije
• zagrijavanje obratka tokom vrućeg štancanja
• naslov zavrtnja
• zavarivanje i navarivanje metala
• restauracija delova.

Topljenje metala u malim razmerama ponekad zahteva neku vrstu uređaja. Ovo je posebno izraženo u radionici ili u maloj proizvodnji. Najefikasnija u ovom trenutku je peć za topljenje metala s električnim grijačem, odnosno indukcijskim. Zbog svoje posebnosti strukture, može se efikasno koristiti u kovačkom zanatu i postati nezamjenjiv alat u kovačnici.

Uređaj za indukcionu peć

Pećnica se sastoji od 3 elementa:

1. 1. Elektronski i električni dio.
2. 2. Induktor i lončić.
3. 3. sistem hlađenja induktora.

Da biste sastavili radnu peć za topljenje metala, dovoljno je sastaviti radni električni krug i sistem za hlađenje induktora. Najjednostavniji način topljenja metala prikazan je u videu ispod. Topljenje se vrši u nadolazećem elektromagnetnom polju induktora, koje stupa u interakciju sa indukovanim električnim vrtložnim strujama u metalu, što drži komad aluminijuma u prostoru induktora.

Da bi se metal efikasno topio, potrebne su struje velike veličine i visoke frekvencije reda 400-600 Hz. Napon iz obične kućne utičnice od 220 V ima dovoljno podataka za topljenje metala. Potrebno je samo 50 Hz pretvoriti u 400-600 Hz.
Za to je prikladna bilo koja shema za stvaranje Tesline zavojnice. Najviše su mi se svidjele sljedeće 2 sheme na lampi GU 80, GU 81 (M). I napajanje lampe pomoću ILO transformatora iz mikrovalne pećnice.

Ovi krugovi su dizajnirani za Teslinu zavojnicu, ali se indukcijska peć od njih ispostavlja odličnom, dovoljno je staviti komad željeza u unutrašnji prostor primarnog namota L1 umjesto sekundarne zavojnice L2.

Primarni namotaj L1 ili induktor sastoji se od bakarne cijevi namotane u 5-6 zavoja, na čijim krajevima je urezan navoj za povezivanje rashladnog sistema. Za levitacijsko topljenje, posljednji okret treba obaviti u suprotnom smjeru.
Kondenzator C2 u prvom krugu i identičan njemu u drugom postavlja frekvenciju generatora. Sa vrijednošću od 1000 pikoFarad, frekvencija je oko 400 kHz. Ovaj kondenzator mora nužno biti visokofrekventni keramički i predviđen za visoki napon od oko 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1), drugi tipovi nisu prikladni! Bolje staviti K15U. Kondenzatori se mogu spojiti paralelno. Također je vrijedno razmotriti snagu za koju su kondenzatori dizajnirani (ovo je napisano na kućištu za njih), uzmite s marginom. druga dva kondenzatora KVI-3 i KVI-2 se zagrijavaju tokom dugotrajnog rada. Svi ostali kondenzatori su također preuzeti iz serije KVI-2, KVI-3, K15U-1, samo se kapacitivnost mijenja u karakteristikama kondenzatora.
Na kraju, evo šematski dijagram onoga što bi se trebalo dogoditi. Zaokružio sam 3 bloka u okvirima.

Sistem za hlađenje je napravljen od pumpe sa protokom od 60 l/min, radijatora iz bilo kojeg VAZ automobila, a ja sam stavio ventilator za hlađenje ispred normalnog kućnog radijatora.

Zagrijavanje i taljenje metala u indukcijskim pećima nastaje zbog unutrašnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnom ...

Kako sastaviti indukcijsku peć za topljenje metala kod kuće vlastitim rukama

Topljenje metala indukcijom ima široku primenu u raznim industrijama: metalurgiji, mašinstvu, nakitu. Jednostavna indukcijska peć za topljenje metala kod kuće može se sastaviti ručno.

Princip rada

Zagrijavanje i topljenje metala u indukcijskim pećima nastaje zbog unutrašnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnoj rešetki metala kada kroz njih prolaze visokofrekventne vrtložne struje. Ovaj proces se zasniva na fenomenu rezonancije, u kojoj vrtložne struje imaju maksimalnu vrijednost.

Da bi se izazvalo strujanje vrtložnih struja kroz rastopljeni metal, postavlja se u zonu djelovanja elektromagnetnog polja induktora - zavojnice. Može biti u obliku spirale, osmice ili trolista. Oblik induktora ovisi o veličini i obliku obratka koji se zagrijava.

Zavojnica induktora je spojena na izvor izmjenične struje. U industrijskim pećima za topljenje koriste se struje industrijske frekvencije od 50 Hz, a za topljenje malih količina metala u nakitu koriste se visokofrekventni generatori, jer su efikasniji.

Pregledi

Vrtložne struje su zatvorene u krugu ograničenom magnetskim poljem induktora. Stoga je zagrijavanje strujnih elemenata moguće i unutar zavojnice i izvana.

Dakle, indukcijske peći su dvije vrste:
• kanalski kanali, u kojima su kapaciteti za topljenje metala kanali koji se nalaze oko induktora, a unutar njega je jezgro;
• lonac, koriste poseban spremnik - lončić od materijala otpornog na toplinu, obično se može ukloniti.

Kanalska peć preveliki i dizajnirani za industrijske količine topljenja metala. Koristi se za topljenje livenog gvožđa, aluminijuma i drugih obojenih metala.

Peć za lonce prilično kompaktan, koriste ga zlatari, radio-amateri, takav štednjak se može sastaviti vlastitim rukama i koristiti kod kuće.

Uređaj

Domaća peć za topljenje metala ima prilično jednostavan dizajn i sastoji se od tri glavna bloka smještena u zajedničkom kućištu:
• generator naizmjenične struje visoke frekvencije;
• induktor - spiralni namotaj od bakrene žice ili cijevi, izrađen ručno;
• crucible.

Lončić je postavljen u induktor, krajevi namota su spojeni na izvor struje. Kada struja teče kroz namotaj, oko njega nastaje elektromagnetno polje s promjenjivim vektorom. Vrtložne struje nastaju u magnetskom polju, usmjerenom okomito na njegov vektor i prolazeći duž zatvorene petlje unutar namota. Oni prolaze kroz metal postavljen u lončić, dok ga zagrijavaju do tačke topljenja.

Prednosti indukcijske peći:

• brzo i ravnomjerno zagrijavanje metala odmah nakon uključivanja jedinice;
• smjer grijanja - grije se samo metal, a ne cijela instalacija;
• visoka stopa topljenja i homogenost taline;
• nema isparavanja komponenti legiranog metala;
• instalacija je ekološki prihvatljiva i sigurna.

Inverter za zavarivanje može se koristiti kao generator indukcijske peći za topljenje metala. Također možete vlastitim rukama sastaviti generator prema dijagramima u nastavku.

Peć za topljenje metala na inverteru za zavarivanje

Ovaj dizajn je jednostavan i siguran jer su svi pretvarači opremljeni internom zaštitom od preopterećenja. U ovom slučaju, cijela montaža peći svodi se na izradu induktora vlastitim rukama.

Obično se izvodi u obliku spirale od bakrene cijevi tankog zida promjera 8-10 mm. Savija se prema predlošku potrebnog promjera, postavljajući zavoje na udaljenosti od 5-8 mm. Broj zavoja je od 7 do 12, ovisno o promjeru i karakteristikama pretvarača. Ukupni otpor induktora mora biti takav da ne uzrokuje prekomjernu struju u pretvaraču, inače će se isključiti unutarnjom zaštitom.

Induktor se može učvrstiti u grafitno ili PCB kućište i instalirati unutar lončića. Možete jednostavno postaviti induktor na površinu otpornu na toplinu. Kućište ne smije provoditi struju, inače će strujni krug proći kroz njega, a snaga instalacije će se smanjiti. Iz istog razloga se ne preporučuje postavljanje stranih predmeta u zonu topljenja.

Prilikom rada sa pretvarača za zavarivanje, njegovo kućište mora biti uzemljeno! Utičnica i ožičenje moraju biti ocijenjeni za struju pretvarača.

Sustav grijanja privatne kuće temelji se na radu peći ili kotla, visokih performansi i dugog neprekidnog vijeka trajanja koji ovisi kako o marki i ugradnji samih uređaja za grijanje, tako i o pravilnoj ugradnji dimnjaka.

Tranzistorska indukcijska peć: krug

Postoji mnogo različitih načina da sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama. Prilično jednostavna i dokazana shema peći za topljenje metala prikazana je na slici:

Da biste sami sastavili instalaciju, trebat će vam sljedeći dijelovi i materijali:
• dva tranzistora sa efektom polja tipa IRFZ44V;
• dvije UF4007 diode (može se koristiti i UF4001);
• otpornik 470 Ohm, 1 W (možete uzeti dva 0,5 W spojena u seriju);
• filmski kondenzatori za 250 V: 3 komada kapaciteta 1 μF; 4 komada - 220 nF; 1 komad - 470 nF; 1 komad - 330 nF;
• bakarna žica za namotaje u emajl izolaciji Ø1,2 mm;
• bakarna žica za namotaje u emajl izolaciji Ø2 mm;
• dva prstena sa prigušnica uklonjena iz napajanja računara.

DIY redoslijed montaže:

• Tranzistori sa efektom polja su ugrađeni na radijatore. Budući da se strujni krug jako zagrije tokom rada, radijator mora biti dovoljno velik. Možete ih instalirati na jedan radijator, ali tada trebate izolirati tranzistore od metala pomoću brtvi i podložaka od gume i plastike. Pinout tranzistora sa efektom polja prikazan je na slici.

• Potrebno je napraviti dva čoka. Za njihovu proizvodnju, bakrena žica promjera 1,2 mm namotana je na prstenove uklonjene iz jedinice za napajanje bilo kojeg računala. Ovi prstenovi se sastoje od feromagnetnog gvožđa u prahu. Na njih je potrebno namotati od 7 do 15 zavoja žice, pokušavajući održati udaljenost između zavoja.

• Gore navedene kondenzatore sakupite u bateriju ukupnog kapaciteta 4,7 μF. Kondenzatori su spojeni paralelno.

• Namotaj induktora je izrađen od bakarne žice prečnika 2 mm. 7-8 zavoja namotaja namotani su na cilindrični predmet prikladan za promjer lončića, ostavljajući dovoljno duge krajeve za spajanje na krug.
• Spojite elemente na ploči u skladu sa dijagramom. Kao izvor napajanja koristi se baterija od 12 V, 7,2 A / h. Trenutna potrošnja u režimu rada je oko 10 A, kapacitet baterije u ovom slučaju će biti dovoljan za oko 40 minuta. Ako je potrebno, tijelo peći je izrađeno od materijala otpornog na toplinu, na primjer PCB. Snaga uređaja može se promijeniti promjenom broja zavoja namotaja induktora i njihovog promjera.

Tokom kontinuiranog rada, grijaći elementi se mogu pregrijati! Za njihovo hlađenje može se koristiti ventilator.

Indukcijski grijač za topljenje metala: video

Indukcijska pećnica sa lampom

Snažnija indukcijska peć za topljenje metala može se sastaviti vlastitim rukama na elektronskim cijevima. Dijagram uređaja je prikazan na slici.

Za generiranje visokofrekventne struje koriste se 4 paralelno spojene žarulje. Kao induktor koristi se bakrena cijev prečnika 10 mm. Jedinica je opremljena trimer kondenzatorom za regulaciju snage. Izdana frekvencija je 27,12 MHz.

Za sastavljanje kola vam je potrebno:

• 4 elektronske cijevi - tetrode, možete koristiti 6L6, 6P3 ili G807;
• 4 prigušnice za 100 ... 1000 μH;
• 4 kondenzatora na 0,01 μF;
• neonska indikatorska lampa;
• trimer kondenzator.

DIY montaža uređaja:

1. Induktor je napravljen od bakrene cijevi, savijajući je u obliku spirale. Promjer petlji je 8-15 cm, razmak između petlji je najmanje 5 mm. Krajevi su kalajisani za lemljenje na strujno kolo. Prečnik induktora treba da bude 10 mm veći od prečnika lončića postavljenog unutra.
2. Postavite induktor u kućište. Može biti napravljen od materijala otpornog na toplotu, neprovodnog materijala ili od metala, koji obezbeđuje toplotnu i električnu izolaciju od elemenata kola.
3. Kaskade svjetiljki sastavljene su prema shemi s kondenzatorima i prigušnicama. Kaskade su povezane paralelno.
4. Priključena je neonska indikatorska lampica - signalizirat će da je krug spreman za rad. Lampa se iznosi na tijelo instalacije.
5. Krug uključuje kondenzator za podešavanje promjenjivog kapaciteta, njegova ručka je također izvučena u kućište.

Za sve ljubitelje hladno dimljenih delicija predlažemo da ovdje naučite kako brzo i jednostavno napraviti pušnicu vlastitim rukama, a ovdje se možete upoznati sa foto i video uputama za izradu generatora dima za hladno dimljenje.

Krug za hlađenje

Industrijske topionice opremljene su sistemom prisilnog hlađenja na bazi vode ili antifriza. Izvođenje vodenog hlađenja kod kuće zahtijevat će dodatne troškove, uporedive po cijeni sa cijenom same topionice metala.

Zračno hlađenje pomoću ventilatora je moguće ako je ventilator dovoljno udaljen. Inače će metalni namotaj i drugi elementi ventilatora poslužiti kao dodatni krug za zatvaranje vrtložnih struja, što će smanjiti efikasnost jedinice.

Elementi elektronskih krugova i krugova lampe također su sposobni za aktivno zagrijavanje. Za njihovo hlađenje predviđeni su hladnjaci.

Mere zaštite na radu

• Glavna opasnost pri radu s samoizrađenom instalacijom je opasnost od opekotina od zagrijanih elemenata instalacije i rastopljenog metala.
• Krug svjetiljke uključuje visokonaponske elemente, tako da se mora staviti u zatvoreno kućište, isključujući slučajno dodirivanje elemenata.
• Elektromagnetno polje je sposobno da utiče na objekte izvan kućišta uređaja. Stoga je prije rada bolje obući odjeću bez metalnih elemenata, ukloniti složene uređaje iz područja pokrivenosti: telefone, digitalne fotoaparate.

Kućna peć za topljenje može se koristiti i za brzo zagrijavanje metalnih elemenata, na primjer, kada se kalaju ili kalupuju. Karakteristike predstavljenih instalacija mogu se prilagoditi specifičnom zadatku promjenom parametara induktora i izlaznog signala agregata - na taj način možete postići njihovu maksimalnu efikasnost.

Indukcijske peći se koriste za topljenje metala i razlikuju se po tome što se zagrijavaju pomoću električne struje. Pobuđivanje struje javlja se u induktoru, odnosno u nenaizmjeničnom polju.

U takvim konstrukcijama energija se pretvara nekoliko puta (u ovom nizu):

• u elektromagnetno;
• električni;
• toplota.

Takve pećnice omogućavaju korištenje topline s maksimalnom efikasnošću, što nije iznenađujuće, jer su najnapredniji od svih postojećih modela koji rade na struju.

Bilješka! Indukcijske strukture su dvije vrste - sa ili bez jezgra. U prvom slučaju, metal se postavlja u cijevni žlijeb, koji se nalazi oko induktora. Jezgro se nalazi u samom induktoru. Druga opcija se zove lončić, jer se u njoj metal s loncem već nalazi unutar indikatora. Naravno, u ovom slučaju ne može biti govora ni o kakvoj jezgri.

Današnji članak će govoriti o tome kakoDIY indukcijska peć.

Prednosti i nedostaci indukcijskih dizajna

Među brojnim prednostima vrijedi istaknuti sljedeće:

• ekološka čistoća i sigurnost;
• povećana homogenost taline zbog aktivnog kretanja metala;
• brz odgovor - pećnica se može koristiti gotovo odmah nakon uključivanja;
• zona i usmjereni smjer energije;
• visoka stopa topljenja;
• nema otpada od legirajućih supstanci;
• mogućnost podešavanja temperature;
• brojne tehničke mogućnosti.

Ali postoje i nedostaci.

1. Zgura se zagrijava od metala, zbog čega ima nisku temperaturu.
2. Ako je šljaka hladna, tada je vrlo teško ukloniti fosfor i sumpor iz metala.
3. Magnetno polje se raspršuje između zavojnice i rastaljenog metala, stoga će biti potrebno smanjenje debljine obloge. To će uskoro dovesti do činjenice da će sama obloga propasti.

Video - Indukcijska pećnica

Industrijska primjena

Oba dizajna se koriste za topljenje željeza, aluminija, čelika, magnezija, bakra i plemenitih metala. Korisna zapremina takvih konstrukcija može biti od nekoliko kilograma ili nekoliko stotina tona.

Industrijske peći se dijele na nekoliko tipova.

1. Srednjefrekventni dizajni se obično koriste u mašinstvu i metalurgiji. Uz njihovu pomoć, čelik se topi, a pri korištenju grafitnih lonaca i obojenih metala.
2. Konstrukcije frekvencije snage se koriste u topljenju željeza.
3. Otporne konstrukcije su namenjene za topljenje aluminijuma, legura aluminijuma, cinka.

Bilješka! Upravo je indukcijska tehnologija bila osnova popularnijih uređaja - mikrovalnih pećnica.

Kućna upotreba

Iz očiglednih razloga, indukcijske peći za topljenje se ne koriste obično u kući. Ali tehnologija opisana u članku nalazi se u gotovo svim modernim kućama i stanovima. To su gore spomenute mikrovalne pećnice, indukcijske pećnice i električne pećnice.

Razmotrite, na primjer, ploče. Oni zagrijavaju posuđe pomoću indukcijskih vrtložnih struja, zbog čega se zagrijavanje događa gotovo trenutno. Karakteristično je da je nemoguće upaliti ringlu bez posuđa.

Efikasnost indukcijskih štednjaka dostiže 90%. Za poređenje: za električne peći to je oko 55-65%, a za plin - ne više od 30-50%. Ali pošteno, treba napomenuti da su za rad opisanih peći potrebna posebna jela.

Domaća indukcijska peć

Ne tako davno, domaći radio-amateri jasno su pokazali da indukcijsku peć možete napraviti sami. Danas postoji mnogo različitih shema i proizvodnih tehnologija, ali mi smo dali samo najpopularnije od njih, što znači da su najefikasnije i jednostavne za implementaciju.

Indukcijska peć visokofrekventnog generatora

Ispod je električni dijagram za izradu domaćeg uređaja od visokofrekventnog (27,22 megaherca) generatora.

Pored generatora, za montažu će biti potrebne četiri sijalice velike snage i jedna sijalica teške spremnosti.

Bilješka! Glavna razlika između peći napravljene prema ovoj shemi je ručka kondenzatora - u ovom slučaju se nalazi izvana.

Osim toga, metal u zavojnici (induktoru) će se rastopiti u uređaju najmanje snage.

Prilikom proizvodnje potrebno je zapamtiti neke važne točke koje utječu na brzinu vladanja metala. To:

• snaga;
• frekvencija;
• vrtložni gubici;
• intenzitet prenosa toplote;
• gubitak histereze.

Uređaj će se napajati iz standardne mreže od 220 V, ali sa unaprijed instaliranim ispravljačem. Ako je peć namijenjena za grijanje prostorije, onda se preporučuje upotreba nihromske spirale, a ako je za topljenje, onda grafitne četke. Upoznajmo se sa svakim od dizajna detaljnije.

Video - Konstrukcija iz invertera za zavarivanje

Suština dizajna je sljedeća: ugrađuje se par grafitnih četkica, a između njih se ulijeva granit u prahu, nakon čega se vrši spajanje na silazni transformator. Karakteristično je da se prilikom topljenja ne možete bojati strujnog udara, jer nema potrebe za korištenjem 220 V.

Tehnologija montaže

Korak 1. Sastavlja se osnova - kutija od šamotne cigle dimenzija 10x10x18 cm, položena na vatrostalne pločice.

Korak 2. Kutija je završena azbestnom pločom. Nakon vlaženja vodom, materijal omekšava, što vam omogućava da mu date bilo koji oblik. Po želji, konstrukcija se može omotati čeličnom žicom.

Bilješka! Dimenzije kutije mogu varirati ovisno o snazi ​​transformatora.

Korak 3. Najbolja opcija za grafitnu peć je transformator iz aparata za zavarivanje snage 0,63 kW. Ako je transformator ocijenjen na 380 V, onda se može premotati, iako mnogi iskusni električari tvrde da ga možete ostaviti kakav je

Korak 4. Transformator je umotan u tanki aluminij - tako da se struktura neće jako zagrijati tokom rada.

Korak 5. Postavljaju se grafitne četke, na dno kutije postavlja se glinena podloga - tako da se rastopljeni metal neće širiti.

Glavna prednost takve peći je visoka temperatura, koja je pogodna čak i za topljenje platine ili paladija. Ali među minusima je brzo zagrijavanje transformatora, mala zapremina (ne više od 10 g može se rastopiti odjednom). Iz tog razloga će biti potreban drugačiji dizajn za topljenje velikih količina.

Dakle, za topljenje velikih količina metala bit će potrebna peć s nihromskom žicom. Princip rada konstrukcije je prilično jednostavan: električna struja se dovodi u nihromsku spiralu, koja se zagrijava i topi metal. Na webu postoji mnogo različitih formula za izračunavanje dužine žice, ali sve su, u principu, iste.

Korak 1. Za spiralu se koristi nihrom ø0,3 mm dužine oko 11 m.

Korak 2. Žica mora biti namotana. Da biste to učinili, potrebna vam je ravna bakrena cijev ø5 mm - spirala je namotana na nju.

Korak 3. Kao lončić koristi se mala keramička cijev ø1,6 cm i dužine 15 cm. Jedan kraj cijevi je začepljen azbestnim navojem - tako da rastopljeni metal neće istjecati.

Korak 4. Nakon provjere funkcionalnosti i spirala se polaže oko cijevi. U ovom slučaju, isti azbestni navoj postavlja se između zavoja - to će spriječiti kratke spojeve i ograničiti pristup kisiku.

Korak 5. Gotova zavojnica se stavlja u grlo za lampu velike snage. Ovi kertridži su obično keramički i veličine da odgovaraju.

Prednosti ovog dizajna:

• visoka produktivnost (do 30 g u jednoj vožnji);
• brzo zagrevanje (oko pet minuta) i dugo hlađenje;
• jednostavnost upotrebe - pogodno je sipati metal u kalupe;
• hitna zamena zavojnice u slučaju pregorevanja.

Ali, naravno, postoje i nedostaci:

• nihrom izgara, posebno ako je spirala slabo izolirana;
• nesigurnost - uređaj je priključen na napajanje od 220 V.

Bilješka! Ne možete dodati metal u peć ako je prethodni dio već otopljen. Inače će sav materijal letjeti po prostoriji, štoviše, može ozlijediti oči.

Kao zaključak

Kao što vidite, indukcijska peć se još uvijek može napraviti samostalno. Ali da budemo iskreni, opisani dizajn (kao i sve na internetu) zapravo nije pećnica, već laboratorijski pretvarač Kukhtetsky. Jednostavno je nemoguće sastaviti punopravnu indukcijsku strukturu kod kuće.

Glavni urednik

Kako napraviti DIY indukcijski grijač?

Električni grijači

Indukcijski grijači rade na principu “generiranja struje iz magnetizma”. U posebnoj zavojnici se stvara naizmjenično magnetsko polje velike snage koje stvara vrtložne struje u zatvorenom vodiču.

Zatvoreni provodnik u indukcijskim štednjacima je metalno posuđe koje se zagrijava vrtložnim električnim strujama. Općenito, princip rada takvih uređaja nije kompliciran, a ako imate malo znanja iz fizike i elektrike, sastavljanje indukcijskog grijača vlastitim rukama neće biti teško.

Sljedeći uređaji mogu se izraditi samostalno:

1. Uređaji za zagrevanje rashladne tečnosti u kotlu za grejanje.
2. Mini pećnice za topljenje metala.
3. Ploče za kuvanje hrane.

Indukcijski štednjak vlastitim rukama mora biti izrađen u skladu sa svim pravilima i propisima za rad ovih uređaja. Ako se elektromagnetno zračenje opasno za ljude emituje izvan tijela u bočnim smjerovima, tada je strogo zabranjeno koristiti takav uređaj.

Osim toga, velika poteškoća u dizajniranju peći je odabir materijala za podnožje ploče za kuhanje, koji mora zadovoljiti sljedeće zahtjeve:

1. Idealan za provođenje elektromagnetnog zračenja.
2. Nije provodno.
3. Izdržati visoko temperaturno opterećenje.

U kućanskim indukcijskim pločama za kuhanje koristi se skupa keramika, a kada se indukcijski štednjak pravi kod kuće, prilično je teško pronaći dostojnu alternativu takvom materijalu. Stoga, za početak, trebali biste dizajnirati nešto jednostavnije, na primjer, indukcijsku peć za otvrdnjavanje metala.

Uputstvo za proizvodnju

Slika 1. Električna shema indukcijskog grijača
Slika 2. Uređaj.
Slika 3. Šematski dijagram jednostavnog indukcijskog grijača

Da biste napravili peć, trebat će vam sljedeći materijali i alati:

• lemilica;
• lemljenje;
• tekstolitna ploča.
• mini bušilica.
• radioelementi.
• termalna pasta.
• hemijski reagensi za jetkanje ploče.

Dodatni materijali i njihove karakteristike:

1. Za izradu zavojnice, koji će emitovati naizmjenično magnetsko polje potrebno za grijanje, potrebno je pripremiti komad bakarne cijevi prečnika 8 mm i dužine 800 mm.
2. Snažni tranzistori snage su najskuplji dio domaće indukcione mašine. Da biste instalirali krug generatora frekvencije, morate pripremiti 2 takva elementa. Za ove svrhe prikladni su tranzistori sljedećih marki: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. U proizvodnji kola koriste se 2 identična od navedenih tranzistora sa efektom polja.
3. Za proizvodnju oscilatornog kola trebat će vam keramički kondenzatori kapaciteta 0,1 mF i radnog napona od 1600 V. Da bi se u zavojnici stvorila izmjenična struja velike snage potrebno je 7 takvih kondenzatora.
4. Prilikom rada s takvim indukcijskim uređajem, tranzistori sa efektom polja će se jako zagrijati i ako se na njih ne povežu radijatori od aluminijske legure, nakon nekoliko sekundi rada na maksimalnoj snazi ​​ovi elementi će otkazati. Tranzistore treba postaviti na hladnjake kroz tanak sloj termalne paste, inače će efikasnost takvog hlađenja biti minimalna.
5. Diode koji se koriste u indukcijskom grijaču moraju biti ultra brzi. Najprikladnije za ovo kolo, diode: MUR-460; UF-4007; ONA - 307.
6. Otpornici koji se koriste u krugu 3: 10 kOhm snage 0,25 W - 2 kom. i 440 oma sa snagom od 2 vata. Zener diode: 2 kom. sa radnim naponom od 15 V. Snaga zener dioda mora biti najmanje 2 W. Prigušnica za povezivanje sa energetskim terminalima zavojnice koristi se sa indukcijom.
7. Za napajanje cijelog uređaja trebat će vam jedinica za napajanje kapaciteta do 500 vati. i napon 12 - 40 V. Ovaj uređaj možete napajati iz akumulatora automobila, ali nećete moći dobiti najveća očitanja snage na ovom naponu.

Proces proizvodnje elektronskog generatora i samog zavojnice traje malo vremena i izvodi se u sljedećem redoslijedu:

1. Bakarna cijev izrađuje se spirala prečnika 4 cm. Da bi se napravila spirala, bakarnu cijev treba zašrafiti na šipku sa ravnom površinom promjera 4 cm. Spirala treba imati 7 zavoja, koji se ne smiju dodirivati. Montažni prstenovi su zalemljeni na 2 kraja cijevi za spajanje na radijatore tranzistora.
2. Štampana ploča je proizvedena prema šemi. Ako je moguće isporučiti polipropilenske kondenzatore, onda će zbog činjenice da takvi elementi imaju minimalne gubitke i stabilan rad pri velikim amplitudama fluktuacija napona, uređaj raditi mnogo stabilnije. Kondenzatori u kolu su instalirani paralelno, formirajući oscilatorni krug sa bakrenim zavojnicama.
3. Metalno grijanje javlja se unutar zavojnice nakon što je krug spojen na napajanje ili bateriju. Prilikom zagrijavanja metala potrebno je osigurati da nema kratkog spoja namotaja opruge. Ako zagrijani metal dodirne 2 zavoja zavojnice u isto vrijeme, tada tranzistori odmah pokvare.

1. Prilikom provođenja eksperimenata na zagrijavanju i gašenju metala, unutar indukcione zavojnice, temperatura može biti značajna i iznosi 100 stepeni Celzijusa. Ovaj efekat grijanja može se koristiti za zagrijavanje vode za domaćinstvo ili za grijanje doma.
2. Krug grijača o kojem je gore raspravljano (slika 3), pri maksimalnom opterećenju, sposoban je osigurati zračenje magnetske energije unutar zavojnice od 500 W. Ova snaga nije dovoljna za zagrijavanje velike količine vode, a izgradnja indukcijskog svitka velike snage zahtijevat će izradu kruga u kojem će biti potrebno koristiti vrlo skupe radioelemente.
3. Proračunsko rješenje za organizaciju indukcijskog grijanja tekućine, je korištenje nekoliko gore opisanih uređaja, raspoređenih u seriju. U isto vrijeme, spirale bi trebale biti na istoj liniji i nemaju zajednički metalni provodnik.
4. Kao izmjenjivač toplinekoristi se cijev od nehrđajućeg čelika promjera 20 mm. Na cijev je "nanizano" nekoliko indukcijskih namotaja, tako da se izmjenjivač topline nalazi u sredini zavojnice i ne dolazi u dodir s njegovim zavojnicama. Uz istovremeno uključivanje 4 takva uređaja, snaga grijanja će biti oko 2 kW, što je već dovoljno za trenutno zagrijavanje tekućine uz malu cirkulaciju vode, do vrijednosti koje omogućavaju korištenje ove strukture u dovod tople vode u malu kuću.
5. Ako spojite takav grijaći element s dobro izoliranim spremnikom, koji će se nalaziti iznad grijača, rezultat će biti kotlovski sistem u kojem će se tečnost zagrijati unutar nehrđajuće cijevi, zagrijana voda će se podići, a njeno mjesto će zauzeti hladnija tečnost.
6. Ako je površina kuće značajna, tada se broj indukcijskih zavojnica može povećati na 10 komada.
7. Snaga takvog kotla može se lako podesiti. onemogućavanjem ili omogućavanjem spirala. Što je više sekcija koje se istovremeno uključuju, to će biti veća snaga uređaja za grijanje koji radi na ovaj način.
8. Za napajanje takvog modula trebat će vam snažno napajanje. Ako je dostupan DC inverter aparat za zavarivanje, onda se od njega može napraviti pretvarač napona potrebne snage.
9. Zbog činjenice da sistem radi na konstantnoj električnoj struji, koji ne prelazi 40 V, rad takvog uređaja je relativno siguran, glavna stvar je osigurati kutiju s osiguračima u strujnom krugu generatora, koji će u slučaju kratkog spoja isključiti sistem, čime se isključuje mogućnost požara.
10. Tako možete organizirati "besplatno" grijanje kuće., uz ugradnju punjivih baterija za napajanje indukcijskih uređaja, čije će se punjenje vršiti energijom sunca i vjetra.
11. Baterije treba kombinovati u sekcije od 2, povezane u seriju. Kao rezultat toga, napon napajanja s takvim priključkom bit će najmanje 24 V., što će osigurati rad kotla pri velikoj snazi. Osim toga, serijska veza će smanjiti struju u krugu i produžiti vijek trajanja baterije.

1. Rad kućnih uređaja za indukcijsko grijanje, ne dopušta uvijek da se isključi širenje elektromagnetnog zračenja štetnog za ljude, stoga indukcijski kotao treba instalirati u nestambenom prostoru i zaštititi ga pocinčanim čelikom.
2. Obavezno pri radu sa strujom moraju se poštovati sigurnosni propisi a posebno se to odnosi na mreže naizmjenične struje napona od 220 V.
3. Kao eksperiment možete napraviti ploču za kuvanje prema shemi navedenoj u članku, ali se ne preporučuje uvijek rukovanje ovim uređajem zbog nesavršenosti samostalne izrade oklopa ovog uređaja, zbog toga ljudsko tijelo može biti izloženo štetnom elektromagnetskom zračenju koje može negativno utiču na zdravlje.