Verden har allerede dannet veletablerede teknologier til produktion af metal og stål, som bruges af metallurgiske virksomheder i dag. Disse omfatter: en konvertermetode til fremstilling af metal, valsning, tegning, støbning, stansning, smedning, presning osv. Den mest almindelige under moderne forhold er dog omsmeltning af metal og stål i konvektorer, ovne med åben ild og elektriske ovne. Hver af disse teknologier har en række ulemper og fordele. Den mest avancerede og nyeste teknologi i dag er dog produktionen af ​​stål i elektriske ovne. De vigtigste fordele ved sidstnævnte i forhold til andre teknologier er høj produktivitet og miljøvenlighed. Overvej, hvordan man samler en enhed, hvor metal smeltes derhjemme med egne hænder.

Lille induktions-elektrisk ovn til smeltning af metaller derhjemme

Det er muligt at smelte metaller derhjemme, hvis du har en elektrisk ovn, som du selv kan lave. Overvej oprettelsen af ​​en induktiv lille elektrisk ovn til produktion af homogene legeringer (OS). Sammenlignet med analoger vil den oprettede installation afvige i følgende funktioner:

• lave omkostninger (op til 10.000 rubler), mens omkostningerne ved analoger er fra 150.000 rubler;
• muligheden for temperaturkontrol;
• muligheden for højhastighedssmeltning af metaller i små mængder, hvilket gør det muligt at anvende installationen ikke kun på det videnskabelige område, men også for eksempel inden for smykker, tandlæger mv.
• ensartethed og opvarmningshastighed;
• muligheden for at placere arbejdslegemet i ovnen i et vakuum;
• relativt små dimensioner;
• lavt støjniveau, næsten fuldstændig fravær af røg, hvilket vil øge arbejdsproduktiviteten, når du arbejder med installationen;
• evnen til at arbejde både fra et enfaset og fra et trefaset netværk.

Skematisk typevalg

Oftest, når man bygger induktionsvarmer, bruges tre hovedtyper af kredsløb: halvbro, asymmetrisk bro og fuld bro. Ved udformningen af ​​denne installation blev der brugt to typer kredsløb - en halvbro og en hel bro med frekvensregulering. Dette valg var drevet af behovet for effektfaktorkontrol. Problemet opstod med at opretholde resonanstilstanden i kredsløbet, da det er med dens hjælp, at den nødvendige effektværdi kan justeres. Der er to måder at kontrollere resonans på:

• ved at ændre kapacitansen;
• ved at ændre frekvensen.

I vores tilfælde opretholdes resonans ved at justere frekvensen. Det var denne funktion, der forårsagede valget af typen af ​​kredsløb med frekvensregulering.

Analyse af komponenterne i kredsløbet

Ved at analysere driften af ​​en induktionsovn til smeltning af metal derhjemme (IP) kan der skelnes mellem tre hoveddele: en generator, en strømforsyningsenhed og en strømenhed. For at give den nødvendige frekvens under driften af ​​installationen bruges en generator, som for at undgå interferens fra andre enheder af installationen er forbundet til dem gennem en galvanisk løsning i form af en transformer. For at levere strømspændingskredsløbet kræves en strømforsyningsenhed, som sikrer sikker og pålidelig drift af strukturens strømelementer. Faktisk er det kraftenheden, der genererer de nødvendige kraftige signaler for at skabe den ønskede effektfaktor ved udgangen af ​​kredsløbet.

Figur 1 viser et generelt skematisk diagram af en induktionsinstallation.

Lav et ledningsdiagram

Tilslutningsdiagrammet (installationen) viser tilslutningerne af produktets komponentdele og bestemmer ledningerne, kablerne, der laver disse forbindelser, samt stederne for deres forbindelse.

For at lette yderligere installation af installationen blev der udviklet et forbindelsesdiagram, der afspejler hovedkontakterne mellem ovnens funktionsblokke (fig. 2).

Frekvensgenerator

Den mest komplekse IP-blok er generatoren. Det giver den ønskede driftsfrekvens for installationen og skaber de indledende betingelser for at opnå et resonanskredsløb. Som en kilde til oscillationer anvendes en specialiseret styreenhed af elektroniske impulser af typen KR1211EU1 (fig. 3). Dette valg skyldtes dette mikrokredsløbs evne til at fungere i et ret bredt frekvensområde (op til 5 MHz), hvilket gør det muligt at opnå en høj effektværdi ved udgangen af ​​kredsløbets effektblok.

Figur 4.5 viser et skematisk diagram af en frekvensgenerator og et diagram over en elektrisk tavle.

KR1211EU1 mikrokredsløbet genererer signaler med en given frekvens, som kan ændres ved hjælp af en kontrolmodstand installeret uden for mikrokredsløbet. Endvidere falder signalerne på transistorer, der arbejder i nøgletilstanden. I vores tilfælde anvendes siliciumfelteffekttransistorer med en isoleret gate type KP727. Deres fordele er som følger: den maksimalt tilladte impulsstrøm, som de kan modstå, er 56 A; den maksimale spænding er 50 V. Udvalget af disse indikatorer passer os fuldstændig. Men i forbindelse med dette var der et problem med betydelig overophedning. Det er for at løse dette problem, at der er behov for en nøgletilstand, som vil reducere den tid, transistorer bruger i driftstilstand.

Strømforsyning

Denne blok giver strømforsyning til installationens udøvende enheder. Dens hovedfunktion er evnen til at arbejde fra et enkeltfaset og trefaset netværk. En 380V strømforsyning bruges til at forbedre effektfaktoren, der spredes i induktoren.

Indgangsspændingen påføres ensretterbroen, som omdanner 220V AC spændingen til en pulserende jævnspænding. Lagerkondensatorer er forbundet til broens udgange, som opretholder et konstant spændingsniveau, efter at belastningen er fjernet fra installationen. For at sikre pålideligheden af ​​installationen er enheden udstyret med en automatisk afbryder.

Power blok

Denne blok giver direkte forstærkning af signalet og skabelsen af ​​et resonanskredsløb ved at ændre cirklens kapacitans. Signalerne fra generatoren går til transistorer, der fungerer i forstærkningstilstand. De, der åbner på forskellige tidspunkter, exciterer således de tilsvarende elektriske kredsløb, der passerer gennem step-up-transformatoren, og sender strømstrømmen gennem den i forskellige retninger. Som et resultat får vi ved udgangen af ​​transformeren (Tr1) et øget signal med en given frekvens. Dette signal påføres installationen med en induktor. En installation med en induktor (Tr2 i diagrammet) består af en induktor og et sæt kondensatorer (C13 - Sp). Kondensatorer har en specielt udvalgt kapacitans og skaber et oscillerende kredsløb, der giver dig mulighed for at justere niveauet af induktans. Dette kredsløb skal fungere i resonanstilstand, hvilket forårsager en hurtig stigning i frekvensen af ​​signalet i induktoren og en stigning i induktionsstrømme, på grund af hvilken den faktiske opvarmning opstår. Figur 7 viser det elektriske kredsløb af induktionsovnens kraftenhed.

Induktor og funktioner i dens arbejde

Induktor - en speciel enhed til at overføre energi fra en strømkilde til et produkt, den opvarmes. Induktorer er normalt lavet af kobberrør. Under drift afkøles den med rindende vand.

Smeltning af ikke-jernholdige metaller hjemme ved hjælp af en induktionsovn består i indtrængning af induktionsstrømme ind i midten af ​​metallerne, som opstår på grund af den høje frekvens af spændingsændringen påført induktorterminalerne. Installationens effekt afhænger af størrelsen af ​​den påførte spænding og af dens frekvens. Frekvensen påvirker intensiteten af ​​induktionsstrømme og følgelig temperaturen i midten af ​​induktoren. Jo større frekvens og driftstid installationen har, jo bedre blandes metallerne. Selve induktoren og retningerne for strømmen af ​​induktionsstrømme er vist i figur 8.

Til homogen blanding og for at undgå forurening af legeringen med fremmedelementer, såsom elektroder fra en legeringstank, anvendes en omvendt spoleinduktor som vist i figur 9. Det er takket være denne spole, at der skabes et elektromagnetisk felt, der holder metallet fast. i luften, der overgår Jordens tyngdekraft.

Slutmontage af anlægget

Hver af blokkene er fastgjort til induktionsovnens krop ved hjælp af specielle stativer. Dette gøres for at undgå uønskede kontakter af strømførende dele med metalbelægningen af ​​selve kabinettet (fig. 10).

For sikkert arbejde med installationen er den fuldstændig lukket af en stærk kasse (fig. 11), for at skabe en barriere mellem farlige strukturelle elementer og kroppen af ​​en person, der arbejder med den.

For at gøre det nemmere at opsætte induktionsinstallationen som helhed blev der lavet et indikationspanel til at rumme metrologiske enheder, ved hjælp af hvilke alle parametre i installationen styres. Sådanne metrologiske enheder omfatter: et amperemeter, der viser strømmen i induktoren, et voltmeter forbundet til induktorens udgang, en temperaturindikator og enor. Alle ovenstående parametre gør det muligt at regulere driftstilstandene for induktionsinstallationen. Designet er også udstyret med et manuel aktiveringssystem og et system til indikering af varmeprocesser. Ved hjælp af aftryk på enheder styres driften af ​​installationen som helhed faktisk.

Designet af en lille induktionsinstallation er en ret kompliceret teknologisk proces, da den skal sikre, at et stort antal kriterier er opfyldt, såsom: bekvemmelighed ved design, lille størrelse, bærbarhed osv. Denne installation fungerer efter princippet om berøringsfri energioverførsel til et objekt, der opvarmes. Som et resultat af den målrettede bevægelse af induktionsstrømme i induktoren foregår selve smelteprocessen direkte, hvis varighed er flere minutter.

Oprettelsen af ​​denne installation er ret rentabel, da dens omfang er ubegrænset, fra brug til rutinemæssigt laboratoriearbejde til produktion af komplekse homogene legeringer fra ildfaste metaller.

Induktionsovnen kan bruges til at smelte en lille mængde metal, adskille og raffinere ædelmetaller og opvarme metalprodukter til bratkøling eller temperering.

Desuden foreslås sådanne komfurer brugt til opvarmning af boligen. Induktionsovne er kommercielt tilgængelige, men det er mere interessant og billigere at lave en sådan ovn med egne hænder.

Princippet for drift af en induktionsovn er baseret på opvarmning af materialet ved hjælp af hvirvelstrømme.

For at opnå sådanne strømme bruges en såkaldt induktor, som er en induktor, der kun indeholder nogle få vindinger tyk ledning.

Induktoren drives af et 50 Hz AC-netværk (nogle gange gennem en step-down transformer) eller fra en højfrekvensgenerator.

Vekselstrømmen, der strømmer gennem induktoren, genererer et vekslende magnetfelt, der gennemsyrer rummet. Hvis der findes noget materiale i dette rum, vil der blive induceret strømme i det, som vil begynde at opvarme dette materiale. Hvis dette materiale er vand, vil dets temperatur stige, og hvis det er et metal, begynder det efter et stykke tid at smelte.

Induktionsovne er af to typer:

• ovne med en magnetisk kerne;
• ovne uden magnetkredsløb.

Den grundlæggende forskel mellem disse to typer ovne er, at i det første tilfælde er induktoren placeret inde i det smeltende metal og i det andet - udenfor. Tilstedeværelsen af ​​et magnetisk kredsløb øger tætheden af ​​det magnetiske felt, der trænger ind i metallet placeret i diglen, hvilket letter dens opvarmning.

Et eksempel på en induktionsovn med en magnetisk kerne er en kanalinduktionsovn. Skemaet for en sådan ovn inkluderer et lukket magnetisk kredsløb lavet af transformerstål, på hvilket den primære vikling er placeret - en induktor og en ringformet digel, hvori materialet til smeltning er placeret. Digelen er lavet af varmebestandigt dielektrikum. Strømforsyningen til en sådan installation udføres fra et vekselstrømsnetværk med en frekvens på 50 Hz eller en generator med en øget frekvens på 400 Hz.

Sådanne ovne bruges til at smelte duralumin, ikke-jernholdige metaller eller til fremstilling af støbejern af høj kvalitet.

Digelovne, der ikke har et magnetisk kredsløb, er mere almindelige. Fraværet af et magnetisk kredsløb i ovnen fører til, at det magnetiske felt, der skabes af industrielle frekvensstrømme, spredes kraftigt i det omgivende rum. Og for at øge magnetfelttætheden i den dielektriske digel med smeltematerialet, er det nødvendigt at bruge højere frekvenser. Det anses for, at hvis induktorkredsløbet er indstillet til resonans med frekvensen af ​​forsyningsspændingen, og digelens diameter svarer til resonansbølgelængden, så kan op til 75% af energien i det elektromagnetiske felt koncentreres i område af diglen.

Ordning for fremstilling af en induktionsovn

Undersøgelser har vist, at for at sikre effektiv smeltning af metaller i en digelovn, er det ønskeligt, at frekvensen af ​​spændingen, der forsyner induktoren, overstiger resonansfrekvensen med 2-3 gange. Det vil sige, at en sådan ovn arbejder på den anden eller tredje frekvensharmoniske. Når der arbejdes ved sådanne højere frekvenser, opstår der desuden en bedre blanding af legeringen, hvilket forbedrer dens kvalitet. Tilstanden, der bruger endnu højere frekvenser (femte eller sjette harmoniske) kan bruges til overfladekarburering eller metalhærdning, hvilket er forbundet med udseendet af en hudeffekt, det vil sige forskydningen af ​​et højfrekvent elektromagnetisk felt til overfladen af arbejdsemne.

Konklusioner for afsnittet:

1. Der er to versioner af induktionsovnen - med et magnetisk kredsløb og uden et magnetisk kredsløb.
2. Kanalovnen, som hører til den første version af ovnene, er mere kompleks i designet, men kan forsynes direkte fra et 50 Hz netværk eller et 400 Hz øget frekvens netværk.
3. Digelovnen, som hører til ovnene af den anden type, er enklere i designet, men kræver en højfrekvensgenerator til at drive induktoren.

Hvis en komfur er en opvarmningsanordning til praktiske behov, så er en pejs nødvendig for indretning og komfort. , samt et eksempel på bestilling af en pejs med bue.

Læs om hvordan du vælger den rigtige elvarmekedel.

Og her vil du lære, hvordan automatisering fungerer for gasvarmekedler. Kedler efter installationsmetode og typer af flygtige systemer.

Design og parametre for induktionsovne

Tørre

En af mulighederne for at lave en induktionsovn med egne hænder er en kanal.

Til fremstillingen kan du bruge en konventionel svejsetransformator, der arbejder med en frekvens på 50 Hz.

I dette tilfælde skal transformatorens sekundære vikling udskiftes med en ringformet digel.

I en sådan ovn kan op til 300-400 g ikke-jernholdige metaller smeltes, og det vil forbruge 2-3 kW strøm. En sådan ovn vil have høj effektivitet og vil gøre det muligt at smelte metal af høj kvalitet.

Den største vanskelighed ved at lave en kanalinduktionsovn med egne hænder er erhvervelsen af ​​en passende digel.

Til fremstilling af diglen skal der anvendes et materiale med høje dielektriske egenskaber og høj styrke. Såsom elektroporcelæn. Men sådant materiale er ikke let at finde, men endnu sværere at behandle derhjemme.

smeltedigel

De vigtigste elementer i en induktionssmeltedigelovn er:

• induktor;
• forsyningsspændingsgenerator.

Som induktor til digelovne op til 3 kW kan du bruge et kobberrør eller ledning med en diameter på 10 mm eller en kobberbus med et tværsnit på 10 mm². Induktorens diameter kan være omkring 100 mm. Antallet af omdrejninger er fra 8 til 10.

I dette tilfælde er der mange modifikationer af induktoren. For eksempel kan det laves i form af en ottetal, shamrock eller anden form.

Under drift bliver induktoren normalt meget varm. I industrielle prøver til induktoren anvendes vandkøling af vindingerne.

Derhjemme er det svært at bruge denne metode, men induktoren kan fungere normalt i 20-30 minutter, hvilket er ganske nok til lektier.

Imidlertid forårsager denne funktionsmåde for induktoren udseendet af skala på dens overflade, hvilket kraftigt reducerer ovnens effektivitet. Derfor skal induktoren fra tid til anden udskiftes med en ny. Nogle eksperter foreslår at dække induktoren med et varmebestandigt materiale for at beskytte mod overophedning.

Højfrekvensgeneratoren er et andet vigtigt element i smeltedigelovnen af ​​induktionstypen. Flere typer af sådanne generatorer kan overvejes:

• transistor generator;
• tyristor generator;
• MOSFET generator.

Den enkleste generator til at drive induktoren er en selv-exciteret generator, hvis kredsløb har en KT825 type transistor, to modstande og en feedback spole. En sådan generator kan generere strøm op til 300 W, og generatoreffekten justeres ved at ændre strømkildens konstante spænding. Strømforsyningen skal levere op til 25 A.

Den tyristorbaserede generator, der foreslås til digelovnen, omfatter en tyristor af typen T122-10-12, en KN102E dinistor, et antal dioder og en pulstransformator i kredsløbet. Tyristoren fungerer i en pulserende tilstand.

DIY induktionsovn

Sådan mikrobølgestråling kan påvirke menneskers sundhed negativt. I overensstemmelse med russiske sikkerhedsstandarder er det tilladt at arbejde med højfrekvente vibrationer ved en elektromagnetisk energifluxtæthed på højst 1-30 mW / m². For denne generator, som vist ved beregninger, når denne stråling i en afstand på 2,5 m fra kilden 1,5 W / m². Denne værdi er uacceptabel.

MOSFET-oscillatorkredsløbet omfatter fire MOSFET'er af IRF520- og IRFP450-typerne og er en push-pull-oscillator med uafhængig excitation og en induktor inkluderet i brokredsløbet. En IR2153 chip bruges som en master oscillator. For at køle transistorerne kræves en radiator på mindst 400 cm² og luftstrøm.
Denne generator kan levere strøm op til 1 kW og ændre oscillationsfrekvensen fra 10 kHz til 10 MHz. På grund af dette kan en ovn, der bruger en generator af denne type, fungere både i smeltetilstand og overfladeopvarmning.

En langbrændende komfur kan arbejde på én fane fra 10 til 20 timer. Ved fremstillingen er det nødvendigt at tage højde for designfunktionerne, så det giver maksimal varme med minimalt energiforbrug. For information om, hvordan du monterer ovnen korrekt, kan du læse på vores hjemmeside.

Du er måske interesseret i at lære om gasfyrede garagevarmere. Hvad det skal være for at sikre varme og sikkerhed, læs materialet.

Brug af varme

For at opvarme et hjem bruges ovne af denne type normalt i forbindelse med en varmtvandskedel.

En af mulighederne for en hjemmelavet varmtvandskedel af induktionstypen er et design, der opvarmer et rør med strømmende vand ved hjælp af en induktor, der drives fra lysnettet ved hjælp af en RF-svejseinverter.

Men som analysen af ​​sådanne systemer viser, på grund af de store energitab af det elektromagnetiske felt i det dielektriske rør, er effektiviteten af ​​sådanne systemer ekstremt lav. Derudover kræves der en meget stor mængde elektricitet til at opvarme en bolig, hvilket gør en sådan opvarmning økonomisk urentabel.

Fra dette afsnit kan vi konkludere:

1. Den mest acceptable mulighed for en gør-det-selv-induktionsovn er en smeltedigelversion med en MOS-transistorstrømgenerator.
2. Det er ikke økonomisk rentabelt at bruge en gør-det-selv induktionsovn til at opvarme dit hjem. I dette tilfælde er det bedre at købe et fabrikssystem.

Betjeningsfunktioner

Et vigtigt spørgsmål i brugen af ​​en induktionsovn er sikkerheden.

Som nævnt ovenfor bruger ovne af digeltypen højfrekvente strømforsyninger.

Når en induktionsovn betjenes, skal induktoren derfor placeres lodret; før ovnen tændes, skal der sættes et jordet skjold på induktoren. Når ovnen er tændt, er det nødvendigt at observere de processer, der forekommer i diglen på afstand, og straks slukke for den efter arbejdet er udført.

Når du betjener en selvfremstillet induktionsovn, skal du:

1. Tag skridt til at beskytte brugeren af ​​ovnen mod mulig højfrekvent stråling.
2. Tag højde for muligheden for forbrændinger af induktoren.

Termiske farer skal også tages i betragtning, når du arbejder med ovnen. Berøring af den varme induktor mod huden kan forårsage alvorlige forbrændinger.

Induktionsopvarmning er ikke mulig uden brug af tre hovedelementer:

• induktor;
• generator;
• varmeelement.

En induktor er en spole, normalt lavet af kobbertråd, der genererer et magnetfelt. En generator bruges til at producere en højfrekvent strøm fra en standard 50 Hz husholdningsstrøm. En metalgenstand bruges som et varmeelement, der er i stand til at absorbere termisk energi under påvirkning af et magnetfelt.

Hvis du tilslutter disse elementer korrekt, kan du få en højtydende enhed, der er perfekt til opvarmning af flydende kølevæske og opvarmning af et hus. Ved hjælp af en generator tilføres en elektrisk strøm med de nødvendige egenskaber til induktoren, dvs. på en kobberspiral. Når de passerer gennem det, danner strømmen af ​​ladede partikler et magnetfelt.

Princippet om drift af induktionsvarmer er baseret på forekomsten af ​​elektriske strømme inde i ledere, der vises under påvirkning af magnetiske felter.

Det særlige ved feltet er, at det har evnen til at ændre retningen af ​​elektromagnetiske bølger ved høje frekvenser. Hvis en metalgenstand placeres i dette felt, vil den begynde at varme op uden direkte kontakt med induktoren under påvirkning af de skabte hvirvelstrømme.

Den højfrekvente elektriske strøm, der strømmer fra inverteren til induktionsspolen, skaber et magnetfelt med en konstant skiftende vektor af magnetiske bølger. Metallet placeret i dette felt opvarmes hurtigt

Manglen på kontakt gør det muligt at gøre energitab under overgangen fra en type til en anden ubetydelig, hvilket forklarer den øgede effektivitet af induktionskedler.

For at opvarme vand til varmekredsen er det nok at sikre dets kontakt med en metalvarmer. Ofte bruges et metalrør som et varmeelement, hvorigennem en strøm af vand blot føres. Vand afkøler samtidig varmeren, hvilket øger dens levetid betydeligt.

Elektromagneten i en induktionsanordning opnås ved at vikle en ledning omkring en kerne af en ferromagnet. Den resulterende induktionsspole opvarmes og overfører varme til det opvarmede legeme eller til kølevæsken, der strømmer i nærheden gennem varmeveksleren

Litteratur

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Elektriske industriovne. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 s.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimal opvarmning af en cylindrisk skal med materialets temperaturafhængige egenskaber // Mat. metoder og fiz.-mekh. felter. - 1977. - Udgave. fem. - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Lampegeneratorer til højfrekvent opvarmning. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 15). - 5300 eksemplarer. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V. F. Radioingeniør kursus. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 s.
• Izyumov N.M., Linde D.P. Grundlæggende om radioteknik. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 s.
• Lozinsky M.G. Industriel anvendelse af induktionsopvarmning. - M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1948. - 471 s.
• Brugen af ​​højfrekvente strømme i elektrotermi / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 s.
• Slukhotsky A.E. Induktorer. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 12). - 10.000 eksemplarer. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A.A. Induktionsmetode til at holde flydende metaller i suspension / Ed. A.N. Shamova. - 2. udg., rettet. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 79 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 11). - 2950 eksemplarer. - .

Driftsprincip

Sidstnævnte mulighed, der oftest bruges i varmekedler, er blevet efterspurgt på grund af enkelheden i dens implementering. Funktionsprincippet for induktionsvarmeenheden er baseret på overførsel af magnetfeltenergi til kølevæsken (vand). Magnetfeltet dannes i induktoren. Vekselstrøm, der passerer gennem spolen, skaber hvirvelstrømme, der omdanner energi til varme.

Princippet om drift af installationen af ​​induktionsvarme

Vandet, der tilføres gennem det nederste rør til kedlen, opvarmes ved energioverførsel og kommer ud gennem det øverste rør og kommer længere ind i varmesystemet. En indbygget pumpe bruges til at skabe tryk. Konstant cirkulerende vand i kedlen tillader ikke elementerne at overophedes. Derudover vibrerer varmebæreren under drift (ved et lavt støjniveau), på grund af hvilke kalkaflejringer på kedlens indre vægge er umulige.

Induktionsvarmer kan implementeres på forskellige måder.

Effektberegning

Da induktionsmetoden til stålsmeltning er billigere end lignende metoder baseret på brugen af ​​brændselsolie, kul og andre energibærere, begynder beregningen af ​​en induktionsovn med beregningen af ​​enhedens effekt.

Induktionsovnens kraft er opdelt i aktive og nyttige, hver af dem har sin egen formel.

Som indledende data skal du vide:

• ovnens kapacitet, i det betragtede tilfælde for eksempel, er det lig med 8 tons;
• enhedseffekt (den maksimale værdi er taget) - 1300 kW;
• nuværende frekvens - 50 Hz;
• ovnanlæggets produktivitet er 6 tons i timen.

Det er også påkrævet at tage hensyn til det smeltede metal eller legering: efter betingelse er det zink. Dette er et vigtigt punkt, varmebalancen af ​​smeltende støbejern i en induktionsovn, såvel som andre legeringer.

Nyttig kraft, som overføres til det flydende metal:

• Рpol \u003d Wtheor × t × P,
• Hvorvidt - specifikt energiforbrug, det er teoretisk, og viser overophedningen af ​​metallet med 10C;
• P - ovnanlæggets produktivitet, t/h;
• t - overophedningstemperatur af en legering eller et metalstykke i en badeovn, 0C
• Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktiv kraft:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - taget fra den foregående formel, kW;
• Yuterm - effektiviteten af ​​støbeovnen, dens grænser er fra 0,7 til 0,85, i gennemsnit tager de 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, værdien er rundet op til 1900 kW.

På det sidste trin beregnes induktorens effekt:

• Rind \u003d P/N,
• P er den aktive effekt af ovnanlægget, kW;
• N er antallet af induktorer på ovnen.
• Rind \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Strømforbruget af en induktionsovn ved smeltning af stål afhænger af dens ydeevne og typen af ​​induktor.

Ovn komponenter

Så hvis du er interesseret i en gør-det-selv induktions-miniovn, så er det vigtigt at vide, at dens hovedelement er en varmespiral. I tilfælde af en hjemmelavet version er det nok at bruge en induktor lavet af et bart kobberrør med en diameter på 10 mm

Til induktoren anvendes en indvendig diameter på 80-150 mm, og antallet af vindinger er 8-10. Det er vigtigt, at svingene ikke rører, og afstanden mellem dem er 5-7 mm. Dele af induktoren må ikke komme i kontakt med dens skærm, minimumsafstanden skal være 50 mm.

Hvis du skal lave-det-selv induktionsovn, så skal du vide, at vand eller frostvæske køler induktorerne i industriel skala. I tilfælde af lav effekt og kort drift af den oprettede enhed er det muligt at undvære køling. Men under drift bliver induktoren meget varm, og skala på kobber kan ikke kun drastisk reducere enhedens effektivitet, men også føre til et fuldstændigt tab af dens ydeevne. Det er umuligt at lave en induktor med køling på egen hånd, så den skal udskiftes jævnligt. Tvunget luftkøling må ikke anvendes, da ventilatorhuset, der er placeret tæt på spolen, vil "tiltrække" EMF til sig selv, hvilket vil føre til overophedning og et fald i ovnens effektivitet.

Problemet med induktionsopvarmning af emner lavet af magnetiske materialer

Hvis inverteren til induktionsopvarmning ikke er en selvoscillator, ikke har et selvindstillingskredsløb (PLL) og fungerer fra en ekstern masteroscillator (ved en frekvens tæt på resonansfrekvensen for "induktor - kompenserende kondensatorbank" oscillerende kredsløb). I det øjeblik et emne fremstillet af magnetisk materiale indføres i induktoren (hvis emnets dimensioner er store nok og svarer til dimensionerne af induktoren), øges induktansen af ​​induktoren kraftigt, hvilket fører til et brat fald i den naturlige resonans frekvensen af ​​det oscillatoriske kredsløb og dets afvigelse fra masteroscillatorens frekvens. Kredsløbet går ud af resonans med masteroscillatoren, hvilket fører til en stigning i dens modstand og et brat fald i den effekt, der overføres til emnet. Hvis enhedens effekt styres af en ekstern strømforsyning, så er den naturlige reaktion fra operatøren at øge enhedens forsyningsspænding. Når emnet opvarmes til Curie-punktet, forsvinder dets magnetiske egenskaber, den naturlige frekvens af oscillatorkredsløbet vender tilbage til masteroscillatorens frekvens. Kredsløbets modstand falder kraftigt, strømforbruget stiger kraftigt. Hvis operatøren ikke har tid til at fjerne den øgede forsyningsspænding, overophedes enheden og svigter.
Hvis installationen er udstyret med et automatisk styresystem, skal styresystemet overvåge overgangen gennem Curie-punktet og automatisk reducere masteroscillatorens frekvens, justere den til resonans med oscillatorkredsløbet (eller reducere den tilførte effekt, hvis frekvensen ændring er uacceptabel).

Hvis ikke-magnetiske materialer opvarmes, betyder ovenstående ikke noget. Indføringen af ​​et emne fremstillet af ikke-magnetisk materiale i induktoren ændrer praktisk talt ikke induktansen af ​​induktoren og forskyder ikke resonansfrekvensen af ​​det arbejdende oscillerende kredsløb, og der er ikke behov for et kontrolsystem.

Hvis dimensionerne af emnet er meget mindre end dimensionerne af induktoren, så ændrer det heller ikke i høj grad resonansen af ​​arbejdskredsløbet.

induktionskomfurer

Hovedartikel: Induktionskomfur

Induktionskomfur- et elektrisk køkkenkomfur, der varmer metalredskaber op med inducerede hvirvelstrømme genereret af et højfrekvent magnetfelt, med en frekvens på 20-100 kHz.

En sådan komfur har en høj effektivitet sammenlignet med varmeelementer på elektriske komfurer, da der bruges mindre varme på opvarmning af kabinettet, og derudover er der ingen accelerations- og afkølingsperiode (når den energi, der genereres, men ikke absorberes af opvasken, er spildt ).

Induktionssmelteovne

Hovedartikel: Induktionsdigelovn

Induktion (berøringsfri) smelteovne - elektriske ovne til smeltning og overophedning af metaller, hvor opvarmning sker på grund af hvirvelstrømme, der opstår i en metaldigel (og metal), eller kun i metal (hvis diglen ikke er lavet af metal; denne opvarmningsmetode er mere effektiv, hvis diglen er dårligt isoleret).

Det bruges i støberier på fabrikker såvel som i præcisionsstøbeværksteder og reparationsværksteder på maskinbygningsanlæg for at opnå stålstøbegods af høj kvalitet. Det er muligt at smelte ikke-jernholdige metaller (bronze, messing, aluminium) og deres legeringer i en grafitdigel. Induktionsovnen fungerer efter princippet om en transformer, hvor den primære vikling er en vandkølet induktor, den sekundære og samtidig belastning er metallet i diglen. Opvarmning og smeltning af metallet sker på grund af de strømme, der flyder i det, som opstår under påvirkning af det elektromagnetiske felt, der skabes af induktoren.

Historie om induktionsopvarmning

Opdagelsen af ​​elektromagnetisk induktion i 1831 tilhører Michael Faraday. Når en leder bevæger sig i en magnets felt, induceres en EMF i den, ligesom når en magnet bevæger sig, hvis kraftlinjer skærer det ledende kredsløb. Strømmen i kredsløbet kaldes induktiv. Opfindelserne af mange enheder er baseret på loven om elektromagnetisk induktion, inklusive de bestemmende - generatorer og transformere, der genererer og distribuerer elektrisk energi, som er det grundlæggende grundlag for hele den elektriske industri.

I 1841 formulerede James Joule (og, uafhængigt af ham, Emil Lenz) et kvantitativt estimat af den termiske effekt af elektrisk strøm: "Styrken af ​​varme, der frigives pr. volumenhed af mediet under strømmen af ​​elektrisk strøm er proportional med produktet af densiteten af ​​den elektriske strøm og størrelsen af ​​den elektriske feltstyrke” (Joules lov - Lenz). Den termiske effekt af den inducerede strøm gav anledning til søgningen efter anordninger til berøringsfri opvarmning af metaller. De første forsøg med opvarmning af stål ved hjælp af induktiv strøm blev lavet af E. Colby i USA.

Den første med succes fungerer såkaldte. Kanalinduktionsovnen til stålsmeltning blev bygget i 1900 af Benedicks Bultfabrik i Gysing, Sverige. I datidens respektable blad "INGENIØREN" den 8. juli 1904 dukkede den berømte op, hvor den svenske opfinderingeniør F. A. Kjellin fortæller om sin udvikling. Ovnen blev drevet af en enfaset transformer. Smeltning blev udført i en digel i form af en ring, metallet i den repræsenterede den sekundære vikling af en transformator drevet af en strøm på 50-60 Hz.

Den første 78 kW ovn blev sat i drift den 18. marts 1900 og viste sig at være meget uøkonomisk, da smeltekapaciteten kun var 270 kg stål pr. Den næste ovn blev fremstillet i november samme år med en kapacitet på 58 kW og en kapacitet på 100 kg til stål. Ovnen viste høj rentabilitet, smeltekapaciteten var fra 600 til 700 kg stål pr. dag. Slid på grund af termiske udsving var dog på et uacceptabelt niveau, hyppige foringsskift reducerede den resulterende effektivitet.

Opfinderen kom til den konklusion, at for maksimal smelteydelse er det nødvendigt at efterlade en betydelig del af smelten under udledning, hvilket undgår mange problemer, herunder slid på foringen. Denne metode til at smelte stål med en rest, som begyndte at blive kaldt "mose", har overlevet den dag i dag i nogle industrier, hvor der bruges ovne med stor kapacitet.

I maj 1902 blev en væsentligt forbedret ovn med en kapacitet på 1800 kg sat i drift, udledningen var 1000-1100 kg, balancen var 700-800 kg, effekten var 165 kW, stålsmeltekapaciteten kunne nå op til 4100 kg om dagen! Et sådant energiforbrugsresultat på 970 kWh/t imponerer med sin effektivitet, som ikke er meget ringere end den moderne produktivitet på omkring 650 kWh/t. Ifølge opfinderens beregninger gik 87,5 kW ud af et effektforbrug på 165 kW i tab, den nyttige termiske effekt var 77,5 kW, og en meget høj samlet virkningsgrad på 47 % blev opnået. Rentabiliteten forklares af digelens ringdesign, som gjorde det muligt at lave en multi-turn induktor med lav strøm og højspænding - 3000 V. Moderne ovne med en cylindrisk digel er meget mere kompakte, kræver mindre kapitalinvesteringer, er lettere at drive, udstyret med mange forbedringer over hundrede år af deres udvikling, men effektiviteten er øget ubetydelig. Sandt nok ignorerede opfinderen i sin publikation det faktum, at elektricitet ikke betales for aktiv effekt, men for fuld effekt, som ved en frekvens på 50-60 Hz er cirka dobbelt så høj som aktiv effekt. Og i moderne ovne kompenseres reaktiv effekt af en kondensatorbank.

Med sin opfindelse lagde ingeniøren F. A. Kjellin grundlaget for udviklingen af ​​industrielle kanalovne til smeltning af ikke-jernholdige metaller og stål i industrilandene i Europa og Amerika. Overgangen fra 50-60 Hz kanalovne til moderne højfrekvente digelovne varede fra 1900 til 1940.

Varmesystem

For at lave en induktionsvarmer bruger kyndige håndværkere en simpel svejse-inverter, der omdanner jævnspænding til vekselspænding. Til sådanne tilfælde anvendes et kabel med et tværsnit på 6-8 mm, men ikke standard til svejsemaskiner på 2,5 mm.

Sådanne varmesystemer skal nødvendigvis være af lukket type, og styringen er automatisk. For anden sikkerhed har du brug for en pumpe, der vil cirkulere gennem systemet, samt en udluftningsventil. En sådan varmelegeme skal beskyttes mod træmøbler samt fra gulv og loft mindst 1 meter.

Implementering i hjemmet

Induktionsopvarmning har endnu ikke tilstrækkeligt erobret markedet på grund af de høje omkostninger ved selve varmesystemet. Så for eksempel for industrielle virksomheder vil et sådant system koste 100.000 rubler til husholdningsbrug - fra 25.000 rubler. og højere. Derfor er interessen for kredsløb, der giver dig mulighed for at skabe en hjemmelavet induktionsvarmer med dine egne hænder, ret forståelig.

varme induktionskedel

Transformer baseret

Hovedelementet i induktionsvarmesystemet med en transformer vil være selve enheden, som har en primær og sekundær vikling. Vortex-strømme vil dannes i primærviklingen og skabe et elektromagnetisk induktionsfelt. Dette felt vil påvirke den sekundære, som i virkeligheden er en induktionsvarmer, fysisk implementeret i form af et varmekedellegeme. Det er den sekundære kortsluttede vikling, der overfører energi til kølevæsken.

Sekundær kortsluttet vikling af transformeren

Hovedelementerne i induktionsvarmeinstallationen er:

• kerne;
• snoet;
• to typer isolering - termisk og elektrisk isolering.

Kernen er to ferrimagnetiske rør med forskellige diametre med en vægtykkelse på mindst 10 mm, svejset ind i hinanden. En toroidformet vikling af kobbertråd er lavet langs det ydre rør. Det er nødvendigt at pålægge fra 85 til 100 omgange med lige stor afstand mellem svingene. Vekselstrøm, der ændrer sig i tid, skaber hvirvelstrømme i et lukket kredsløb, som opvarmer kernen og dermed kølevæsken ved induktionsopvarmning.

Brug af højfrekvent svejse-inverter

En induktionsvarmer kan oprettes ved hjælp af en svejseinverter, hvor hovedkomponenterne i kredsløbet er en generator, en induktor og et varmeelement.

Generatoren bruges til at konvertere standard 50 Hz netfrekvens til en højere frekvens strøm. Denne modulerede strøm påføres en cylindrisk induktor, hvor kobbertråd bruges som vikling.

Kobbertråd til vikling

Spolen skaber et vekslende magnetfelt, hvis vektor ændres med frekvensen indstillet af generatoren. De skabte hvirvelstrømme, induceret af magnetfeltet, opvarmer metalelementet, som overfører energi til kølevæsken. Dermed er endnu en gør-det-selv induktionsvarmeordning implementeret.

Et varmeelement kan også laves med dine egne hænder fra en skåret metaltråd på ca. 5 mm lang og et stykke af et polymerrør, hvori metallet placeres. Når du installerer ventiler i toppen og bunden af ​​røret, skal du kontrollere fyldningstætheden - der bør ikke være ledig plads. Ifølge skemaet er omkring 100 omdrejninger af kobberledninger overlejret oven på røret, som er induktoren forbundet med generatorterminalerne. Induktionsopvarmning af kobbertråd opstår på grund af hvirvelstrømme genereret af et vekslende magnetfelt.

Bemærk: Gør-det-selv induktionsvarmer kan laves i henhold til enhver ordning, det vigtigste at huske er, at det er vigtigt at udføre pålidelig termisk isolering, ellers vil effektiviteten af ​​varmesystemet falde betydeligt. .

Fordele og ulemper ved enheden

"Pluserne" ved vortex-induktionsvarmeren er mange. Dette er et simpelt kredsløb til egenproduktion, øget pålidelighed, høj effektivitet, relativt lave energiomkostninger, lang levetid, lav sandsynlighed for nedbrud mv.

Enhedens ydeevne kan være betydelig; enheder af denne type bruges med succes i den metallurgiske industri. Med hensyn til opvarmningshastigheden af ​​kølevæsken konkurrerer enheder af denne type trygt med traditionelle elektriske kedler, vandtemperaturen i systemet når hurtigt det nødvendige niveau.

Under driften af ​​induktionskedlen vibrerer varmelegemet let. Denne vibration ryster kalk og andre mulige forurenende stoffer af metalrørets vægge, så en sådan enhed behøver sjældent at blive rengjort. Naturligvis skal varmesystemet beskyttes mod disse forurenende stoffer med et mekanisk filter.

Induktionsspolen opvarmer metallet (rør eller trådstykker), der er placeret inde i det ved hjælp af højfrekvente hvirvelstrømme, kontakt er ikke nødvendig

Konstant kontakt med vand minimerer også sandsynligheden for udbrænding af varmelegemet, hvilket er et ret almindeligt problem for traditionelle kedler med varmeelementer. På trods af vibrationerne fungerer kedlen usædvanligt støjsvagt; yderligere støjisolering på enhedens installationssted er ikke påkrævet.

Induktionskedler er også gode, fordi de næsten aldrig lækker, hvis blot installationen af ​​anlægget er udført korrekt. Fraværet af lækager skyldes den berøringsfri metode til at overføre termisk energi til varmeren. Kølevæsken ved hjælp af den ovenfor beskrevne teknologi kan opvarmes næsten til en damptilstand.

Dette giver tilstrækkelig termisk konvektion til at stimulere en effektiv bevægelse af kølevæsken gennem rørene. I de fleste tilfælde behøver varmesystemet ikke at være udstyret med en cirkulationspumpe, selvom det hele afhænger af funktionerne og layoutet af et bestemt varmesystem.

Nogle gange er en cirkulationspumpe nødvendig. Det er relativt nemt at installere enheden. Selvom dette vil kræve nogle færdigheder i installation af elektriske apparater og varmerør.

Men denne bekvemme og pålidelige enhed har en række mangler, som også bør overvejes. For eksempel opvarmer kedlen ikke kun kølevæsken, men også hele arbejdsområdet omkring det. Det er nødvendigt at tildele et separat rum til en sådan enhed og fjerne alle fremmedlegemer fra den. For en person kan et langt ophold i umiddelbar nærhed af en fungerende kedel også være usikkert.

Induktionsvarmer kræver elektricitet for at fungere. Både hjemmelavet og fabriksfremstillet udstyr er tilsluttet en husholdnings vekselstrøm.

Enheden kræver elektricitet for at fungere. I områder, hvor der ikke er fri adgang til denne fordel ved civilisationen, vil induktionskedlen være ubrugelig. Ja, og hvor der er hyppige strømafbrydelser, vil den vise lav effektivitet.

En eksplosion kan forekomme, hvis instrumentet ikke håndteres med forsigtighed.

Hvis kølevæsken bliver overophedet, bliver den til damp. Som følge heraf vil trykket i systemet stige dramatisk, hvilket rørene simpelthen ikke kan modstå, de vil briste. Derfor, for den normale drift af systemet, skal enheden være udstyret med mindst en trykmåler, og endnu bedre - en nødstopanordning, en termostat osv.

Alt dette kan øge omkostningerne ved en hjemmelavet induktionskedel markant. Selvom enheden anses for at være praktisk talt lydløs, er dette ikke altid tilfældet. Nogle modeller kan af forskellige årsager stadig støje. For en selvfremstillet enhed øges sandsynligheden for et sådant resultat.

I designet af både fabriksfremstillede og hjemmelavede induktionsvarmer er der praktisk talt ingen slidkomponenter. De holder længe og fungerer upåklageligt.

Hjemmelavede induktionskedler

Det enkleste skema for enheden, som er samlet, består af et stykke plastikrør, i hvilket hulrum forskellige metalelementer er lagt for at skabe en kerne. Det kan være en tynd rustfri tråd rullet til kugler, hakket i små stykker tråd - valsetråd med en diameter på 6-8 mm, eller endda et bor med en diameter svarende til rørets indre størrelse. Udenfor limes glasfiberpinde på det, og en ledning 1,5-1,7 mm tyk er viklet på dem i glasisolering. Længden af ​​ledningen er omkring 11 m. Fremstillingsteknologien kan studeres ved at se videoen:

Derefter blev en hjemmelavet induktionsvarmer testet ved at fylde den med vand og tilslutte den til en fabriksfremstillet ORION induktionskogeplade med en effekt på 2 kW i stedet for en standard induktor. Testresultaterne er vist i følgende video:

Andre mestre anbefaler at tage en svejse-inverter med lav effekt som en kilde ved at forbinde terminalerne på sekundærviklingen til spoleterminalerne. Hvis du omhyggeligt studerer forfatterens arbejde, opstår følgende konklusioner:

• Forfatteren gjorde et godt stykke arbejde, og hans produkt virker selvfølgelig.
• Der blev ikke foretaget beregninger for tykkelsen af ​​tråden, antallet og diameteren af ​​spolens vindinger. Viklingsparametrene blev taget i analogi med kogepladen, henholdsvis induktionsvandvarmeren vil vise sig ikke at være højere end 2 kW.
• I bedste tilfælde vil en hjemmelavet enhed kunne opvarme vand til to varmeradiatorer på hver 1 kW, dette er nok til at opvarme et rum. I værste fald vil opvarmningen være svag eller helt forsvinde, fordi testene er udført uden kølevæskeflow.

Det er svært at drage mere nøjagtige konklusioner på grund af manglen på information om yderligere test af enheden. En anden måde at uafhængigt organisere induktionsvandopvarmning til opvarmning er vist i følgende video:

En radiator svejset af flere metalrør fungerer som en ekstern kerne for hvirvelstrømme skabt af spolen på den samme induktionskogeplader. Konklusionerne er som følger:

• Den termiske effekt af den resulterende varmelegeme overstiger ikke panelets elektriske effekt.
• Antallet og størrelsen af ​​rørene blev valgt tilfældigt, men gav tilstrækkelig overflade til overførsel af varme genereret fra hvirvelstrømmene.
• Denne ordning af induktionsvarmeren viste sig at være vellykket for det specifikke tilfælde, når lejligheden er omgivet af lokalerne til andre opvarmede lejligheder. Derudover viste forfatteren ikke driften af ​​installationen i den kolde årstid med fastsættelse af lufttemperaturen i rummene.

For at bekræfte konklusionerne foreslås det at se en video, hvor forfatteren forsøgte at bruge en lignende varmelegeme i en separat isoleret bygning:

Driftsprincip

Induktionsopvarmning er opvarmning af materialer med elektriske strømme, der induceres af et vekslende magnetfelt. Derfor er dette opvarmning af produkter lavet af ledende materialer (ledere) af magnetfeltet af induktorer (kilder til et vekslende magnetfelt).

Induktionsopvarmning udføres som følger. Et elektrisk ledende (metal, grafit) emne placeres i den såkaldte induktor, som er en eller flere vindinger af tråd (oftest kobber). Kraftige strømme af forskellige frekvenser (fra snesevis af Hz til flere MHz) induceres i induktoren ved hjælp af en speciel generator, som et resultat af hvilket et elektromagnetisk felt opstår omkring induktoren. Det elektromagnetiske felt inducerer hvirvelstrømme i emnet. Hvirvelstrømme opvarmer emnet under påvirkning af Joule-varme.

Induktor-emne-systemet er en kerneløs transformer, hvor induktoren er den primære vikling. Arbejdsemnet er så at sige en sekundær vikling, kortsluttet. Den magnetiske flux mellem viklingerne lukker luft ind.

Ved en høj frekvens forskydes hvirvelstrømme af magnetfeltet dannet af dem til tynde overfladelag af emnet Δ ​​(hudeffekt), som et resultat af hvilket deres tæthed øges kraftigt, og emnet opvarmes. De underliggende lag af metallet opvarmes på grund af termisk ledningsevne. Det er ikke strømmen, der er vigtig, men den høje strømtæthed. I hudlaget Δ stiger strømtætheden ind e gange i forhold til strømtætheden i emnet, mens 86,4 % af varmen fra den samlede varmeafgivelse frigives i hudlaget. Dybden af ​​hudlaget afhænger af strålingsfrekvensen: Jo højere frekvens, jo tyndere hudlag. Det afhænger også af den relative magnetiske permeabilitet μ af emnematerialet.

For jern, kobolt, nikkel og magnetiske legeringer ved temperaturer under  Curie-punktet har μ en værdi fra flere hundrede til titusinder. For andre materialer (smelter, ikke-jernholdige metaller, flydende lavtsmeltende eutektik, grafit, elektrisk ledende keramik osv.) er μ omtrent lig med én.

Formel til beregning af huddybde i mm:

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

hvor ρ - specifik elektrisk modstand af emnematerialet ved forarbejdningstemperaturen, Ohm m, f- frekvensen af ​​det elektromagnetiske felt genereret af induktoren, Hz.

For eksempel ved en frekvens på 2 MHz er huddybden for kobber omkring 0,047 mm, for jern ≈ 0,0001 mm.

Induktoren bliver meget varm under drift, da den absorberer sin egen stråling. Derudover absorberer den varmestråling fra et varmt emne. De laver induktorer af kobberrør, der er afkølet med vand. Vand tilføres ved sugning - dette sikrer sikkerhed i tilfælde af forbrænding eller anden trykaflastning af induktoren.

Driftsprincip

Smelteenheden i induktionsovnen bruges til at opvarme en lang række metaller og legeringer. Det klassiske design består af følgende elementer:

1. Afløbspumpe.
2. Vandkølet induktor.
3. Stel i rustfrit stål eller aluminium.
4. Kontakt område.
5. Ildsted af varmebestandig beton.
6. Støtte med hydraulisk cylinder og lejeenhed.

Funktionsprincippet er baseret på skabelsen af ​​hvirvelinducerede Foucault-strømme. Som regel forårsager sådanne strømme fejl under driften af ​​husholdningsapparater, men i dette tilfælde bruges de til at opvarme ladningen til den nødvendige temperatur. Næsten al elektronik begynder at blive varme under drift. Denne negative faktor i brugen af ​​elektricitet udnyttes til sit fulde potentiale.

Enhedsfordele

Induktionssmelteovnen er blevet brugt relativt for nylig. Berømte ovne med åben ild, højovne og andre typer udstyr er installeret på produktionssteder. En sådan metalsmelteovn har følgende fordele:

1. Anvendelsen af ​​induktionsprincippet giver dig mulighed for at gøre udstyret kompakt. Derfor er der ingen problemer med deres placering i små rum. Et eksempel er højovne, som kun kan installeres i forberedte lokaler.
2. Resultaterne af de gennemførte undersøgelser indikerer, at effektiviteten er næsten 100%.
3. Høj smeltehastighed. Det høje effektivitetsindeks bestemmer, at det tager meget kortere tid at opvarme metallet sammenlignet med andre ovne.
4. Nogle ovne under smeltning kan føre til en ændring i metallets kemiske sammensætning. Induktion tager førstepladsen med hensyn til smelterenhed. De genererede Foucault-strømme opvarmer emnet indefra, hvilket eliminerer muligheden for at komme ind i sammensætningen af ​​forskellige urenheder.

Det er sidstnævnte fordel, der bestemmer spredningen af ​​induktionsovnen i smykker, da selv en lille koncentration af fremmede urenheder kan påvirke resultatet negativt.

På grund af det faktum, at M. Faraday opdagede fænomenet elektromagnetisk induktion tilbage i 1831, så verden et stort antal enheder, der opvarmer vand og andre medier.

Fordi denne opdagelse blev realiseret, bruger folk den dagligt i hverdagen:

• Elkedel med skivevarmer til vandopvarmning;
• Multikoger ovn;
• induktion kogeplade;
• Mikrobølger (komfur);
• Varmeapparat;
• Varmesøjle.

Åbningen påføres også ekstruderen (ikke mekanisk). Tidligere blev det meget brugt i metallurgi og andre industrier relateret til metalforarbejdning. Fabrikkens induktive kedel fungerer efter princippet om virkningen af ​​hvirvelstrømme på en speciel kerne placeret i spolens inderside. Foucault hvirvelstrømme er overfladiske, så det er bedre at tage et hult metalrør som en kerne, gennem hvilket kølemiddelelementet passerer.

Forekomsten af ​​elektriske strømme opstår på grund af tilførslen af ​​en vekselspænding til viklingen, hvilket forårsager fremkomsten af ​​et vekslende elektrisk magnetfelt, som ændrer potentialerne 50 gange / sek. ved standard industriel frekvens på 50 Hz.

Samtidig er Ruhmkorff induktionsspolen designet sådan, at den kan tilsluttes direkte til AC-nettet. I produktionen bruges højfrekvente elektriske strømme til sådan opvarmning - op til 1 MHz, så det er ret svært at opnå enhedens drift ved 50 Hz. Tykkelsen af ​​tråden og antallet af viklingsdrejninger, der bruges af enheden, beregnes separat for hver enhed i henhold til en speciel metode til den nødvendige varmeeffekt. En hjemmelavet, kraftfuld enhed skal fungere effektivt, hurtigt opvarme vandet, der strømmer gennem røret, og ikke varme op.

Organisationer investerer kraftigt i udvikling og implementering af sådanne produkter, så:

• Alle opgaver løses med succes;
• Effektiviteten af ​​varmeanordningen er 98%;
• Fungerer uden afbrydelse.

Ud over den højeste effektivitet kan man ikke andet end at tiltrække den hastighed, hvormed opvarmningen af ​​mediet, der passerer gennem kernen, finder sted. På fig. der foreslås et funktionsskema for en induktionsvandvarmer oprettet på anlægget. En sådan ordning har en VIN-mærkeenhed, som produceres af Izhevsk-fabrikken.

Hvor længe enheden vil fungere, afhænger udelukkende af, hvor tæt kabinettet er, og isoleringen af ​​ledningens vindinger er ikke beskadiget, og dette er en ret betydelig periode, ifølge producenten - op til 30 år.

For alle disse fordele, som enheden har 100%, skal du betale en masse penge, en induktion, magnetisk vandvarmer er den dyreste af alle typer varmeinstallationer. Derfor foretrækker mange håndværkere at samle en ultraøkonomisk enhed til opvarmning på egen hånd.

Regler for uafhængig fremstilling af udstyr

For at induktionsvarmeinstallationen skal fungere korrekt, skal strømmen for et sådant produkt svare til effekten (den skal være mindst 15 ampere, hvis det kræves, det kan være mere).

• Tråden skal skæres i stykker ikke mere end fem centimeter. Dette er nødvendigt for effektiv opvarmning i et højfrekvent felt.
• Kroppen må ikke være mindre i diameter end den forberedte ledning og have tykke vægge.
• Til fastgørelse til varmenetværket er en speciel adapter fastgjort til den ene side af strukturen.
• Et net skal placeres i bunden af ​​røret for at forhindre, at wiren falder ud.
• Sidstnævnte er nødvendig i en sådan mængde, at det fylder hele det indre rum.
• Designet er lukket, en adapter er placeret.
• Derefter konstrueres en spole af dette rør. For at gøre dette skal du pakke det med allerede forberedt ledning. Antallet af omdrejninger skal overholdes: minimum 80, maksimum 90.
• Efter tilslutning til varmesystemet hældes vand i apparatet. Spolen er forbundet til den forberedte inverter.
• Der er installeret en vandpumpe.
• Temperaturregulatoren er installeret.

Således vil beregningen af ​​induktionsopvarmning afhænge af følgende parametre: længde, diameter, temperatur og behandlingstid

Vær opmærksom på induktansen af ​​dækkene, der fører til induktoren, som kan være meget højere end selve induktoren.

Høj præcision induktionsopvarmning

Sådan opvarmning har det enkleste princip, da det er ikke-kontakt. Højfrekvent pulseret opvarmning gør det muligt at opnå de højeste temperaturforhold, hvor det er muligt at bearbejde de sværeste metaller ved smeltning. For at udføre induktionsopvarmning er det nødvendigt at skabe den nødvendige spænding på 12V (volt) og frekvensen af ​​induktansen i elektromagnetiske felter.

Dette kan gøres i en speciel enhed - en induktor. Den drives af elektricitet fra en industriel strømforsyning ved 50 Hz.

Det er muligt at bruge individuelle strømforsyninger til dette - omformere / generatorer. Den enkleste enhed til en lavfrekvent enhed er en spiral (isoleret leder), som kan placeres i indersiden af ​​et metalrør eller vikles rundt om det. De løbende strømme opvarmer røret, som i fremtiden giver varme til stuen.

Brugen af ​​induktionsopvarmning ved minimumsfrekvenser er ikke et hyppigt fænomen. Den mest almindelige forarbejdning af metaller ved en højere eller mellem frekvens. Sådanne enheder er kendetegnet ved, at den magnetiske bølge går til overfladen, hvor den henfalder. Energi omdannes til varme. For at effekten skal være bedre, skal begge komponenter have ens form. Hvor påføres varme?

I dag er brugen af ​​højfrekvent opvarmning udbredt:

• Til smeltning af metaller og deres lodning ved en berøringsfri metode;
• Ingeniørindustrien;
• Smykker virksomhed;
• Oprettelse af små elementer (brætter), der kan blive beskadiget ved brug af andre teknikker;
• Hærdning af overflader af dele, forskellige konfigurationer;
• Varmebehandling af dele;
• Medicinsk praksis (desinfektion af apparater/instrumenter).

Opvarmning kan løse mange problemer.

Hvad er induktionsvarme

Sådan fungerer en induktionsvandvarmer.

Induktionsenheden virker på den energi, der genereres af det elektromagnetiske felt. Det absorberes af varmebæreren og giver det derefter til lokalerne:

1. En induktor skaber et elektromagnetisk felt i sådan en vandvarmer. Dette er en flerdrejet cylindrisk trådspole.
2. En elektrisk vekselstrøm rundt om spolen, der strømmer gennem den, genererer et magnetfelt.
3. Dens linjer er placeret vinkelret på den elektromagnetiske fluxvektor. Når de flyttes, genskaber de en lukket cirkel.
4. Hvirvelstrømmene, der skabes af vekselstrøm, omdanner energien fra elektricitet til varme.

Termisk energi under induktionsopvarmning bruges sparsomt og med lav opvarmningshastighed. Takket være dette bringer induktionsanordningen vandet til varmesystemet op på en høj temperatur på kort tid.

Enhedsfunktioner

Den elektriske strøm er forbundet til primærviklingen.

Induktionsopvarmning udføres ved hjælp af en transformer. Den består af et par viklinger:

• ekstern (primær);
• kortsluttet intern (sekundær).

Hvirvelstrømme opstår i den dybe del af transformatoren. De omdirigerer det fremkommende elektromagnetiske felt til det sekundære kredsløb. Han udfører samtidig kroppens funktion og fungerer som et varmeelement til vand.

Med en stigning i tætheden af ​​hvirvelstrømme rettet mod kernen, opvarmer den først sig selv, derefter hele det termiske element.

For at levere koldt vand og fjerne den forberedte kølevæske til varmesystemet er induktionsvarmeren udstyret med et par rør:

1. Den nederste er installeret på indløbet til vandforsyningen.
2. Det øverste grenrør - til forsyningsdelen af ​​varmesystemet.

Hvilke elementer består enheden af, og hvordan virker den

Induktionsvandvarmeren består af følgende strukturelle elementer:

Et billede	Strukturel knude
	Induktor. Den består af mange spoler af kobbertråd. De genererer et elektromagnetisk felt.
	Et varmeelement. Dette er et rør lavet af metal- eller ståltrådsbeskæring placeret inde i induktoren.
	Generator. Det omdanner husholdningselektricitet til højfrekvent elektrisk strøm. Generatorens rolle kan spilles af en inverter fra svejsemaskinen.

Ordningen for drift af varmesystemet med en induktionsvandvarmer.

Når alle komponenter i enheden interagerer, genereres varmeenergi og overføres til vand. Funktionsskemaet for enheden er som følger:

1. Generatoren producerer en højfrekvent elektrisk strøm. Han sender det så videre til en induktionsspole.
2. Hun, efter at have opfattet strømmen, omdanner den til et elektrisk magnetfelt.
3. Varmeren, der er placeret inde i spolen, opvarmes af virkningen af ​​hvirvelstrømme, der opstår på grund af en ændring i magnetfeltvektoren.
4. Vandet, der cirkulerer inde i elementet, opvarmes af det. Derefter kommer den ind i varmesystemet.

Fordele og ulemper ved induktionsopvarmningsmetoden

Enheden er kompakt og fylder lidt.

Induktionsvarmer er udstyret med sådanne fordele:

• høj effektivitet;
• behøver ikke hyppig vedligeholdelse;
• de optager lidt ledig plads;
• på grund af vibrationer i magnetfeltet sætter skalaen sig ikke inden i dem;
• enheder er lydløse;
• de er sikre;
• på grund af husets tæthed er der ingen lækager;
• driften af ​​varmeren er fuldautomatisk;
• enheden er miljøvenlig, afgiver ikke sod, sod, kulilte mv.

På billedet - en fabriksvandvarmeinduktionskedel.

Den største ulempe ved enheden er de høje omkostninger ved dens fabriksmodeller..

Denne ulempe kan dog udjævnes, hvis du samler en induktionsvarmer med dine egne hænder. Enheden er monteret fra let tilgængelige elementer, deres pris er lav.

Fordele ved at bruge alle typer induktionsvarmer

Induktionsvarmeren har utvivlsomme fordele og er førende blandt alle typer enheder. Denne fordel består af følgende:

• Det bruger mindre strøm og forurener ikke miljøet.
• Let at betjene, det giver arbejde af høj kvalitet og giver dig mulighed for at kontrollere processen.
• Opvarmning gennem kammerets vægge giver en særlig renhed og evnen til at opnå ultra-rene legeringer, mens smeltning kan udføres i forskellige atmosfærer, herunder inerte gasser og i vakuum.
• Med dens hjælp er ensartet opvarmning af detaljer af enhver form eller selektiv opvarmning mulig.
• Endelig er induktionsvarmere universelle, hvilket gør det muligt at bruge dem overalt og erstatter forældede energikrævende og ineffektive installationer.

Når du laver en induktionsvarmer med dine egne hænder, skal du bekymre dig om enhedens sikkerhed. For at gøre dette er det nødvendigt at blive styret af følgende regler, der øger pålideligheden af ​​det overordnede system:

1. En sikkerhedsventil skal indsættes i det øverste T-stykke for at aflaste overtrykket. Ellers, hvis cirkulationspumpen svigter, vil kernen simpelthen briste under påvirkning af damp. Som regel sørger ordningen for en simpel induktionsvarmer for sådanne øjeblikke.
2. Inverteren er kun forbundet til netværket via RCD'en. Denne enhed fungerer i kritiske situationer og hjælper med at undgå kortslutning.
3. Svejseomformeren skal jordes ved at føre kablet til et specielt metalkredsløb monteret i jorden bag konstruktionens vægge.
4. Induktionsvarmerens krop skal placeres i en højde på 80 cm over gulvet. Desuden skal afstanden til loftet være mindst 70 cm, og til andre møbler - mere end 30 cm.
5. En induktionsvarmer er en kilde til et meget stærkt elektromagnetisk felt, så denne installation bør holdes væk fra beboelsesrum og indhegninger med kæledyr.

Diagram over en induktionsvarmer

Takket være opdagelsen af ​​M. Faraday i 1831 af fænomenet elektromagnetisk induktion, er der dukket mange enheder op i vores moderne liv, der opvarmer vand og andre medier. Hver dag bruger vi en elkedel med en diskvarmer, en multikoger, en induktionskomfur, da vi kun formåede at realisere denne opdagelse til hverdagen i vores tid. Tidligere blev det brugt i metallurgiske og andre grene af metalbearbejdningsindustrien.

Fabriksinduktionskedlen bruger i sit arbejde princippet om virkningen af ​​hvirvelstrømme på en metalkerne placeret inde i spolen. Foucault hvirvelstrømme er af overfladekarakter, så det giver mening at bruge et hult metalrør som en kerne, hvorigennem et opvarmet kølemiddel strømmer.

Princippet om drift af induktionsvarmeren

Forekomsten af ​​strømme skyldes tilførslen af ​​en elektrisk vekselspænding til viklingen, hvilket forårsager fremkomsten af ​​et vekslende elektromagnetisk felt, der ændrer potentialer 50 gange i sekundet ved en normal industriel frekvens på 50 Hz. Samtidig er induktionsspolen designet således, at den kan tilsluttes direkte til AC-nettet. I industrien bruges højfrekvente strømme til sådan opvarmning - op til 1 MHz, så det er ikke let at opnå enhedsdrift ved en frekvens på 50 Hz.

Tykkelsen af ​​kobbertråden og antallet af viklinger, der bruges af induktionsvandvarmere, beregnes separat for hver enhed ved hjælp af en speciel metode til den nødvendige varmeeffekt. Produktet skal fungere effektivt, hurtigt opvarme vandet, der strømmer gennem røret og samtidig ikke overophedes. Virksomheder investerer mange penge i udviklingen og implementeringen af ​​sådanne produkter, så alle opgaver løses med succes, og varmerens effektivitetsindikator er 98%.

Ud over høj effektivitet er hastigheden, hvormed mediet, der strømmer gennem kernen, opvarmes særligt attraktivt. Figuren viser et diagram over driften af ​​en induktionsvarmer fremstillet på fabrikken. En sådan ordning bruges i enheder af det velkendte varemærke "VIN", produceret af Izhevsk-anlægget.

Diagram for drift af varmelegeme

Holdbarheden af ​​varmegeneratoren afhænger kun af kabinettets tæthed og integriteten af ​​isoleringen af ​​ledningens vindinger, og dette viser sig at være en ret lang periode, erklærer producenterne - op til 30 år. For alle disse fordele, som disse enheder faktisk besidder, skal du betale en masse penge, en induktionsvandvarmer er den dyreste af alle typer varme elektriske installationer. Af denne grund begyndte nogle håndværkere at fremstille en hjemmelavet enhed for at bruge den til at opvarme huset.

DIY fremstillingsproces

Følgende værktøjer vil være nyttige til arbejdet:

• svejsning inverter;
• svejsestrøm med en effekt på 15 ampere.

Du skal også bruge kobbertråd, som er viklet rundt om kernelegemet. Enheden vil fungere som en induktor. Ledningskontakterne er forbundet til inverterterminalerne, så der ikke dannes snoninger. Det stykke materiale, der skal til for at samle kernen, skal have den rigtige længde. I gennemsnit er antallet af omdrejninger 50, ledningens diameter er 3 millimeter.

Kobbertråd med forskellige diametre til vikling

Lad os nu gå videre til kernen. I hans rolle vil være et polymerrør lavet af polyethylen. Denne type plast kan modstå ret høje temperaturer. Kernediameter - 50 millimeter, vægtykkelse - mindst 3 mm. Denne del bruges som en måler, hvorpå en kobbertråd er viklet, der danner en induktor. Næsten alle kan samle den enkleste induktionsvandvarmer.

På videoen vil du se en måde - hvordan man selvstændigt organiserer induktionsopvarmning af vand til opvarmning:

Første mulighed

Tråden skæres i 50 mm segmenter, et plastrør er fyldt med det. For at forhindre det i at spilde ud af røret, tilslut enderne med trådnet. I enderne placeres adaptere fra røret, på det sted, hvor varmeren er tilsluttet.

En vikling er viklet på kroppen af ​​sidstnævnte med kobbertråd. Til dette formål har du brug for omkring 17 meter ledning: du skal lave 90 drejninger, rørdiameteren er 60 millimeter. 3,14×60×90=17 m.

Det er vigtigt at vide! Når du kontrollerer enhedens funktion, skal du sørge for, at der er vand (kølevæske) i den. Ellers vil enhedens krop hurtigt smelte.
. Røret styrter ind i rørledningen

Varmelegemet er forbundet til inverteren. Det er tilbage at fylde enheden med vand og tænde den. Alting er klar!

Røret styrter ind i rørledningen. Varmelegemet er forbundet til inverteren. Det er tilbage at fylde enheden med vand og tænde den. Alting er klar!

Anden mulighed

Denne mulighed er meget nemmere. En lige sektion på en meterstørrelse vælges på den lodrette del af røret. Det skal omhyggeligt rengøres for maling ved hjælp af sandpapir. Yderligere er denne sektion af røret dækket med tre lag elektrisk stof. En induktionsspole er viklet med kobbertråd. Hele tilslutningssystemet er godt isoleret. Nu kan du tilslutte svejseomformeren, og monteringsprocessen er afsluttet.

Induktionsspole omviklet med kobbertråd

Før du begynder at lave en vandvarmer med dine egne hænder, er det tilrådeligt at gøre dig bekendt med egenskaberne ved fabriksprodukter og studere deres tegninger. Dette vil hjælpe med at forstå de indledende data for hjemmelavet udstyr og undgå mulige fejl.

Tredje mulighed

For at gøre varmeren på denne mere komplicerede måde, skal du bruge svejsning. For at arbejde har du stadig brug for en trefaset transformer. To rør skal svejses ind i hinanden, som vil fungere som varmelegeme og kerne. En vikling er viklet på induktorens krop. Dette øger ydeevnen af ​​enheden, som har en kompakt størrelse, som er meget praktisk til dens brug derhjemme.

Opvikling på induktorens krop

Til vandforsyning og afløb er 2 grenrør svejset ind i induktorens krop. For ikke at miste varme og forhindre eventuel strømlækage skal der udføres isolering. Det vil eliminere de ovenfor beskrevne problemer og helt eliminere udseendet af støj under driften af ​​kedlen.

Afhængigt af designfunktionerne skelnes der mellem gulv- og skrivebordsinduktionsovne. Uanset hvilken mulighed der blev valgt, er der flere grundlæggende regler for installation:

1. Når udstyret er i drift, udsættes elnettet for en høj belastning. For at udelukke muligheden for kortslutning på grund af slid på isoleringen skal der udføres jording af høj kvalitet under installationen.
2. Designet har et vandkølingskredsløb, som eliminerer muligheden for overophedning af hovedelementerne. Derfor er det nødvendigt at sikre en pålidelig stigning i vand.
3. Hvis der installeres en bordovn, skal man være opmærksom på stabiliteten af ​​den anvendte base.
4. Metalsmelteovnen er et komplekst elektrisk apparat, hvis installation skal følge alle producentens anbefalinger. Der lægges særlig vægt på strømkildens parametre, som skal matche enhedens model.
5. Glem ikke, at der skal være ret meget ledig plads omkring ovnen. Under drift kan selv en lille smelte med hensyn til volumen og masse ved et uheld sprøjte ud af formen. Ved temperaturer over 1000 grader Celsius vil det forårsage uoprettelig skade på forskellige materialer og kan også forårsage brand.

Enheden kan blive meget varm under drift. Derfor bør der ikke være brandfarlige eller eksplosive stoffer i nærheden. Derudover bør i henhold til brandsikkerhedsforskrifter i nærheden monteres brandskærm.

Sikkerhedsbestemmelser

for varmeanlæg, der anvender induktionsvarme, er det vigtigt at følge nogle få regler for at undgå utætheder, effektivitetstab, energiforbrug, ulykker. . Induktionsvarmesystemer kræver en sikkerhedsventil for at frigive vand og damp, hvis pumpen svigter.


For at forhindre fejl i driften af ​​det elektriske netværk anbefales det at tilslutte en gør-det-selv-kedel med induktionsvarme i henhold til de foreslåede ordninger til en separat forsyningsledning, hvis kabeltværsnit vil være mindst 5 mm2

Almindelige ledninger er muligvis ikke i stand til at modstå det nødvendige strømforbrug.

1. Induktionsvarmesystemer kræver en sikkerhedsventil for at frigive vand og damp, hvis pumpen svigter.
2. Et manometer og en RCD er påkrævet for sikker drift af et gør-det-selv varmesystem.
3. Tilstedeværelsen af ​​jordforbindelse og elektrisk isolering af hele induktionsvarmesystemet vil forhindre elektrisk stød.
4. For at undgå de skadelige virkninger af det elektromagnetiske felt på den menneskelige krop er det bedre at tage sådanne systemer uden for boligområdet, hvor installationsregler skal overholdes, ifølge hvilke induktionsvarmeanordningen skal placeres i en afstand af 80 cm fra vandret (gulv og loft) og 30 cm fra lodrette flader.
5. Før du tænder for systemet, skal du sørge for at kontrollere tilstedeværelsen af ​​kølevæsken.
6. For at forhindre funktionsfejl i det elektriske netværk anbefales det at tilslutte en gør-det-selv induktionsvarmekedel i henhold til de foreslåede ordninger til en separat forsyningsledning, hvis kabeltværsnit vil være mindst 5 mm2. Almindelige ledninger er muligvis ikke i stand til at modstå det nødvendige strømforbrug.

At skabe sofistikerede armaturer

Det er sværere at lave en HDTV-varmeinstallation med dine egne hænder, men det er underlagt radioamatører, for for at samle det skal du bruge et multivibratorkredsløb. Funktionsprincippet er det samme - hvirvelstrømme, der opstår fra samspillet mellem metalfyldstoffet i midten af ​​spolen og dets eget højmagnetiske felt opvarmer overfladen.

Design af HDTV installationer

Da selv små spoler producerer en strøm på omkring 100 A, skal en resonanskapacitet forbindes med dem for at afbalancere induktionskraften. Der er 2 typer arbejdskredsløb til opvarmning af HDTV ved 12 V:

• tilsluttet lysnettet.

• målrettede elektriske;
• tilsluttet lysnettet.

I det første tilfælde kan en mini HDTV-installation samles på en time. Selv i mangel af et 220 V-netværk kan du bruge en sådan generator overalt, men hvis du har bilbatterier som strømkilder. Den er selvfølgelig ikke kraftig nok til at smelte metal, men den er i stand til at varme op til de høje temperaturer, der skal til for fint arbejde, såsom at varme knive og skruetrækkere til blå. For at oprette det skal du købe:

• felteffekttransistorer BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• bilbatteri fra 70 A/t;
• højspændingskondensatorer.

Strømmen af ​​11 A-strømforsyningen reduceres til 6 A under opvarmningsprocessen på grund af metallets modstand, men behovet for tykke ledninger, der kan modstå en strøm på 11-12 A, forbliver for at undgå overophedning.

Det andet kredsløb for en induktionsvarmeinstallation i en plastikkasse er mere kompleks baseret på IR2153-driveren, men det er mere bekvemt at bygge en 100k resonans over regulatoren ved hjælp af den. Det er nødvendigt at styre kredsløbet gennem en netværksadapter med en spænding på 12 V eller mere Strømenheden kan tilsluttes direkte til hovednetværket på 220 V ved hjælp af en diodebro. Resonansfrekvensen er 30 kHz. Følgende elementer vil være påkrævet:

• ferritkerne 10 mm og choker 20 omgange;
• kobberrør som en HDTV-spole på 25 vindinger pr. dorn 5-8 cm;
• kondensatorer 250V.

Vortex varmelegemer

En mere kraftfuld installation, der er i stand til at opvarme boltene til gule, kan samles efter et simpelt skema. Men under drift vil varmeproduktionen være ret stor, så det anbefales at installere radiatorer på transistorer. Du skal også bruge en choker, som du kan låne fra strømforsyningen på enhver computer, og følgende hjælpematerialer:

• stål ferromagnetisk tråd;
• kobbertråd 1,5 mm;
• felteffekttransistorer og dioder til omvendt spænding fra 500 V;
• zenerdioder med en effekt på 2-3 W med en beregning på 15 V;
• simple modstande.

Afhængigt af det ønskede resultat er viklingen af ​​ledningen på kobberbasen fra 10 til 30 omdrejninger. Dernæst kommer samlingen af ​​kredsløbet og forberedelsen af ​​varmelegemets basisspole fra omkring 7 omdrejninger af 1,5 mm kobbertråd. Den forbinder til kredsløbet og derefter til elektricitet.

Håndværkere, der er fortrolige med svejsning og betjening af en trefaset transformer, kan yderligere øge effektiviteten af ​​enheden og samtidig reducere vægt og størrelse. For at gøre dette skal du svejse bunden af ​​to rør, som vil tjene som både en kerne og en varmelegeme, og svejse to rør ind i kroppen efter vikling for at tilføre og fjerne kølevæsken.

Fordele og ulemper

Efter at have behandlet princippet om drift af induktionsvarmeren, kan du overveje dets positive og negative sider. I betragtning af den høje popularitet af denne type varmegeneratorer kan det antages, at den har meget flere fordele end ulemper. Blandt de væsentligste fordele er:

• Enkelt design.
• Høj effektivitetsgrad.
• Lang levetid.
• Lille risiko for beskadigelse af enheden.
• Betydelige energibesparelser.

Da ydelsesindikatoren for en induktionskedel er i et bredt område, er det muligt at vælge en enhed til et specifikt bygningsvarmesystem uden problemer. Disse enheder er i stand til hurtigt at opvarme kølevæsken til en forudbestemt temperatur, hvilket har gjort dem til en værdig konkurrent til traditionelle kedler.

Under drift af induktionsvarmeren observeres en lille vibration, på grund af hvilken skalaen rystes af rørene. Som et resultat kan enheden rengøres sjældnere. Da kølevæsken er i konstant kontakt med varmeelementet, er risikoen for dens fejl relativt lille.

Del 1. DIY INDUKTIONSKEDEL - det er nemt. Fastgørelse til induktionskogeplade.

Hvis der ikke blev lavet fejl under installationen af ​​induktionskedlen, er lækage praktisk talt udelukket. Dette skyldes den kontaktløse overførsel af varmeenergi til varmelegemet. Bruger induktionsvandvarmeteknologi giver dig mulighed for at bringe det næsten til en gasformig tilstand. Dermed opnås en effektiv bevægelse af vand gennem rørene, og i nogle situationer er det endda muligt at undvære brugen af ​​cirkulationspumpeenheder.

Desværre findes ideelle enheder ikke i dag. Sammen med en lang række fordele har induktionsvarmer også en række ulemper. Da enheden kræver elektricitet for at fungere, vil den ikke være i stand til at fungere med maksimal effektivitet i områder med hyppige strømafbrydelser. Når kølevæsken overophedes, stiger trykket i systemet kraftigt, og rørene kan knække. For at undgå dette skal induktionsvarmeren være udstyret med en nødstopanordning.

DIY induktionsvarmer

Arbejdsprincip for induktionsopvarmning

Driften af ​​en induktionsvarmer bruger energien fra et elektromagnetisk felt, som den opvarmede genstand absorberer og omdanner til varme. For at generere et magnetfelt bruges en induktor, det vil sige en flerdrejet cylindrisk spole. Ved at passere gennem denne induktor skaber en elektrisk vekselstrøm et vekslende magnetfelt omkring spolen.

En hjemmelavet invertervarmer giver dig mulighed for at varme op hurtigt og til meget høje temperaturer. Ved hjælp af sådanne enheder kan du ikke kun opvarme vand, men endda smelte forskellige metaller.

Hvis en opvarmet genstand placeres inde i eller i nærheden af ​​induktoren, vil den blive gennemboret af fluxen af ​​den magnetiske induktionsvektor, som konstant ændrer sig over tid. I dette tilfælde opstår et elektrisk felt, hvis linjer er placeret vinkelret på retningen af ​​den magnetiske flux og bevæger sig i en ond cirkel. Takket være disse hvirvelstrømme omdannes elektrisk energi til termisk energi, og objektet opvarmes.

Således overføres induktorens elektriske energi til objektet uden brug af kontakter, som det sker i modstandsovne. Som følge heraf bruges termisk energi mere effektivt, og opvarmningshastigheden stiger markant. Dette princip er meget udbredt inden for metalbearbejdning: dets smeltning, smedning, lodning osv. Med ikke mindre succes kan en vortex-induktionsvarmer bruges til at opvarme vand.

Højfrekvente induktionsvarmer

Det bredeste anvendelsesområde er højfrekvente induktionsvarmer. Varmerne er kendetegnet ved en høj frekvens på 30-100 kHz og et bredt effektområde på 15-160 kW. Den højfrekvente type giver en lille dybde af opvarmning, men dette er nok til at forbedre metallets kemiske egenskaber.

Højfrekvente induktionsvarmer er nemme at betjene og økonomiske, mens deres effektivitet kan nå op på 95%. Alle typer arbejder kontinuerligt i lang tid, og to-blok-versionen (når højfrekvenstransformeren er placeret i en separat blok) tillader drift døgnet rundt. Varmeren har 28 typer beskyttelse, som hver er ansvarlig for sin egen funktion. Eksempel: styring af vandtryk i kølesystemet.

• Induktionsvarmer 60 kW Perm
• Induktionsvarmer 65 kW Novosibirsk
• Induktionsvarmer 60 kW Krasnoyarsk
• Induktionsvarmer 60 kW Kaluga
• Induktionsvarmer 100 kW Novosibirsk
• Induktionsvarmer 120 kW Ekaterinburg
• Induktionsvarmer 160 kW Samara

Ansøgning:

• overfladehærdet gear
• akselhærdning
• hærdning af kranhjul
• opvarmning af dele før bøjning
• lodning af fræsere, fræsere, bor
• opvarmning af emnet under varmstempling
• bolt landing
• svejsning og belægning af metaller
• restaurering af detaljer.

Til smeltning af metal i lille skala er det nogle gange nødvendigt med en form for anordning. Dette er især akut på værkstedet eller i mindre produktion. Den mest effektive i øjeblikket er en ovn til smeltning af metal med en elektrisk varmelegeme, nemlig induktion. På grund af dens ejendommelighed kan den effektivt bruges i smedearbejde og blive et uundværligt værktøj i smedjen.

Induktionsovnenhed

Ovnen består af 3 elementer:

1. 1. Elektronisk-elektrisk del.
2. 2. Induktor og smeltedigel.
3. 3. induktor kølesystem.

For at samle en driftsovn til smeltning af metal er det nok at samle et fungerende elektrisk kredsløb og et induktorkølesystem. Den nemmeste mulighed for at smelte metal er vist i videoen nedenfor. Smeltning udføres i induktorens modelektromagnetiske felt, som interagerer med de inducerede elektrohvirvelstrømme i metallet, som holder et stykke aluminium i induktorens rum.

For effektivt at smelte metallet kræves strømme af stor størrelse og høj frekvens i størrelsesordenen 400-600 Hz. Spændingen fra en almindelig 220V husholdningsudtag har tilstrækkelige data til at smelte metaller. Det er kun nødvendigt at omdanne 50 Hz til 400-600 Hz.
Ethvert skema til at skabe en Tesla-spole er egnet til dette. Jeg kunne godt lide de følgende 2 skemaer på lampen GU 80, GU 81 (M). Og forsyne lampen med en ILO-transformer fra en mikrobølgeovn.

Disse kredsløb er designet til en Tesla-spole, men en induktionsovn er fremragende fra dem; i stedet for den sekundære spole L2 er det nok at placere et stykke jern i det indre af den primære vikling L1.

Den primære spole L1 eller induktor består af et kobberrør rullet i 5-6 vindinger, i enderne af hvilket der skæres et gevind for at forbinde kølesystemet. Ved levitationssmeltning skal den sidste drejning udføres i den modsatte retning.
Kondensator C2 på det første kredsløb og identisk med det på det andet indstiller frekvensen af ​​generatoren. Ved en værdi på 1000 pF er frekvensen omkring 400 kHz. Denne kondensator skal være højfrekvent keramisk og designet til højspænding i størrelsesordenen 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1), andre typer er ikke egnede! Bedre at sætte K15U. Du kan tilslutte kondensatorer parallelt. Det er også værd at overveje den effekt, som kondensatorerne er designet til (dette er skrevet på etuiet), tag det med en margen. de to andre kondensatorer KVI-3 og KVI-2 varmes op under længerevarende drift. Alle andre kondensatorer er også taget fra KVI-2, KVI-3, K15U-1-serien, kun kapacitansen ændrer sig i kondensatorernes egenskaber.
Her er et skema over, hvordan det skal se ud. Indrammet 3 blokke.

Kølesystemet er lavet af en pumpe med et flow på 60 l / min, en radiator fra enhver VAZ-bil, og jeg sætter en almindelig hjemmekøleventilator foran radiatoren.

Opvarmning og smeltning af metaller i induktionsovne sker på grund af intern opvarmning og ændringer i det krystallinske ...

Sådan samles en induktionsovn til smeltning af metal derhjemme med dine egne hænder

Smeltning af metal ved induktion er meget udbredt i forskellige industrier: metallurgi, teknik, smykker. En simpel induktionsovn til smeltning af metal derhjemme kan samles med dine egne hænder.

Driftsprincip

Opvarmning og smeltning af metaller i induktionsovne sker på grund af intern opvarmning og ændringer i metallets krystalgitter, når højfrekvente hvirvelstrømme passerer gennem dem. Denne proces er baseret på fænomenet resonans, hvor hvirvelstrømme har en maksimal værdi.

For at forårsage strømmen af ​​hvirvelstrømme gennem det smeltede metal, placeres det i virkningszonen af ​​induktorens elektromagnetiske felt - spolen. Det kan være i form af en spiral, ottetal eller trefoil. Induktorens form afhænger af størrelsen og formen af ​​det opvarmede emne.

Induktorspolen er forbundet til en vekselstrømkilde. I industrielle smelteovne bruges industrielle frekvensstrømme på 50 Hz; til smeltning af små mængder metaller i smykker bruges højfrekvensgeneratorer, da de er mere effektive.

Slags

Hvirvelstrømme lukkes langs et kredsløb, der er begrænset af induktorens magnetfelt. Derfor er opvarmning af ledende elementer mulig både inde i spolen og fra dens ydre side.

Derfor er induktionsovne af to typer:
• kanal, hvor kanalerne omkring induktoren er beholderen til smeltning af metaller, og kernen er placeret inde i den;
• digel, de bruger en speciel beholder - en digel lavet af varmebestandigt materiale, normalt aftagelig.

kanal ovn for samlet og designet til industrielle mængder af metalsmeltning. Det bruges til smeltning af støbejern, aluminium og andre ikke-jernholdige metaller.

smeltedigel ovn ret kompakt, den bruges af juvelerer, radioamatører, en sådan ovn kan samles med egne hænder og bruges derhjemme.

Enhed

En hjemmelavet ovn til smeltning af metaller har et ret simpelt design og består af tre hovedblokke placeret i et fælles hus:
• højfrekvent generator;
• induktor - gør-det-selv spiralvikling af kobbertråd eller rør;
• smeltedigel.

Digelen er placeret i en induktor, enderne af viklingen er forbundet med en strømkilde. Når strømmen løber gennem viklingen, opstår der et elektromagnetisk felt med en variabel vektor omkring den. I et magnetfelt opstår der hvirvelstrømme, der er rettet vinkelret på dets vektor og passerer gennem en lukket sløjfe inde i viklingen. De passerer gennem metallet placeret i diglen, mens de opvarmes til smeltepunktet.

Fordele ved induktionsovnen:

• hurtig og ensartet opvarmning af metallet umiddelbart efter tænding af installationen;
• opvarmningsdirektivitet - kun metallet opvarmes, og ikke hele installationen;
• høj smeltehastighed og homogenitet af smelten;
• der er ingen fordampning af metallets legeringskomponenter;
• installationen er miljøvenlig og sikker.

En svejseinverter kan bruges som generator til en induktionsovn til smeltning af metal. Du kan også samle generatoren i henhold til diagrammerne nedenfor med dine egne hænder.

Ovn til smeltning af metal på en svejseinverter

Dette design er enkelt og sikkert, da alle invertere er udstyret med intern overbelastningsbeskyttelse. Hele samlingen af ​​ovnen i dette tilfælde kommer ned til at lave en induktor med dine egne hænder.

Det udføres normalt i form af en spiral fra et tyndvægget kobberrør med en diameter på 8-10 mm. Den bøjes i henhold til en skabelon med den ønskede diameter, og placerer vindingerne i en afstand på 5-8 mm. Antallet af omdrejninger er fra 7 til 12, afhængigt af inverterens diameter og karakteristika. Induktorens samlede modstand skal være sådan, at den ikke forårsager overstrøm i inverteren, ellers vil den blive udløst af den interne beskyttelse.

Induktoren kan monteres i et hus lavet af grafit eller tekstolit, og der kan installeres en digel indeni. Du kan blot sætte induktoren på en varmebestandig overflade. Huset må ikke lede strøm, ellers vil hvirvelstrømkredsløbet passere gennem det, og installationens effekt vil blive reduceret. Af samme grund anbefales det ikke at placere fremmedlegemer i smeltezonen.

Ved arbejde fra en svejseomformer skal dens hus være jordet! Stikkontakten og ledningerne skal være klassificeret til den strøm, der trækkes af inverteren.

Varmesystemet i et privat hus er baseret på driften af ​​en ovn eller kedel, hvis høje ydeevne og lange uafbrudte levetid afhænger både af mærket og installationen af ​​selve varmeanordningerne og af den korrekte installation af skorstenen.

Transistor induktionsovn: kredsløb

Der er mange forskellige måder at samle en induktionsvarmer på med egne hænder. Et ret simpelt og bevist skema for en ovn til smeltning af metal er vist i figuren:

For at montere installationen med dine egne hænder skal du bruge følgende dele og materialer:
• to felteffekttransistorer af typen IRFZ44V;
• to dioder UF4007 (du kan også bruge UF4001);
• modstand 470 Ohm, 1 W (du kan tage to serieforbundne 0,5 W hver);
• filmkondensatorer til 250 V: 3 stykker med en kapacitet på 1 mikrofarad; 4 stykker - 220 nF; 1 stykke - 470 nF; 1 stykke - 330 nF;
• kobberviklingstråd i emaljeisolering Ø1,2 mm;
• kobberviklingstråd i emaljeisolering Ø2 mm;
• to ringe fra choker taget fra en computerstrømforsyning.

Gør-det-selv samling sekvens:

• Felteffekttransistorer er monteret på radiatorer. Da kredsløbet bliver meget varmt under drift, skal radiatoren være stor nok. Du kan også installere dem på en radiator, men så skal du isolere transistorerne fra metallet ved hjælp af pakninger og skiver lavet af gummi og plast. Pinoutet af felteffekttransistorer er vist på figuren.

• Det er nødvendigt at lave to choker. Til deres fremstilling er kobbertråd med en diameter på 1,2 mm viklet omkring ringe taget fra strømforsyningen til enhver computer. Disse ringe er lavet af pulveriseret ferromagnetisk jern. De skal vikles fra 7 til 15 omdrejninger af tråd, og forsøger at opretholde afstanden mellem vindingerne.

• Kondensatorerne ovenfor er samlet i et batteri med en samlet kapacitet på 4,7 mikrofarad. Tilslutning af kondensatorer - parallel.

• Induktorviklingen er lavet af kobbertråd med en diameter på 2 mm. 7-8 vindinger vikles på en cylindrisk genstand, der er egnet til diglens diameter, hvilket efterlader lange nok ender til at forbinde til kredsløbet.
• Forbind elementerne på brættet i overensstemmelse med diagrammet. Et 12 V, 7,2 A/h batteri bruges som strømkilde. Strømforbruget i drift er omkring 10 A, batterikapaciteten i dette tilfælde er nok til omkring 40 minutter. Om nødvendigt er ovnlegemet lavet af varmebestandigt materiale, for eksempel tekstolit. Enhedens effekt kan ændres ved at ændre antallet af vindinger af induktorviklingen og deres diameter.

Ved længerevarende drift kan varmeelementerne overophedes! Du kan bruge en ventilator til at afkøle dem.

Induktionsvarmer til smeltning af metal: video

Lampe induktionsovn

En kraftigere induktionsovn til smeltning af metaller kan samles i hånden på vakuumrør. Diagrammet af enheden er vist på figuren.

For at generere højfrekvent strøm bruges der 4 parallelkoblede strålelamper. Som induktor anvendes et kobberrør med en diameter på 10 mm. Enheden er udstyret med en trimmer kondensator til effektjustering. Udgangsfrekvensen er 27,12 MHz.

For at samle kredsløbet skal du bruge:

• 4 vakuumrør - tetroder, du kan bruge 6L6, 6P3 eller G807;
• 4 drosler til 100 ... 1000 μH;
• 4 kondensatorer ved 0,01 uF;
• neon indikatorlampe;
• tuning kondensator.

Samling af enheden med dine egne hænder:

1. En induktor er lavet af et kobberrør, der bøjer det i form af en spiral. Diameteren på vindingerne er 8-15 cm, afstanden mellem vindingerne er mindst 5 mm. Enderne er fortinnet til lodning til kredsløbet. Induktorens diameter skal være 10 mm større end diameteren af ​​digelen, der er placeret indeni.
2. Placer induktoren i huset. Det kan være lavet af et varmebestandigt ikke-ledende materiale eller af metal, der giver termisk og elektrisk isolering fra kredsløbselementerne.
3. Kaskader af lamper er samlet i henhold til skemaet med kondensatorer og choker. Kaskader er forbundet parallelt.
4. Tilslut en neon-indikatorlampe - det vil signalere kredsløbets parathed til drift. Lampen bringes til installationshuset.
5. En tuning kondensator med variabel kapacitans er inkluderet i kredsløbet, dens håndtag vises også på etuiet.

For alle elskere af koldrøgede delikatesser, foreslår vi, at du finder ud af her, hvordan du hurtigt og nemt laver et røghus med dine egne hænder, og her kan du blive bekendt med foto- og videoinstruktionerne til fremstilling af en koldrøget røggenerator.

Kredsløbskøling

Industrielle smelteanlæg er udstyret med et tvungen kølesystem med vand eller frostvæske. Vandkøling derhjemme vil kræve ekstra omkostninger, der kan sammenlignes i pris med omkostningerne ved selve metalsmelteanlægget.

Luftkøling med blæser er mulig, forudsat at blæseren er tilstrækkelig fjerntliggende. Ellers vil metalviklingen og andre elementer i ventilatoren tjene som et ekstra kredsløb til lukning af hvirvelstrømme, hvilket vil reducere installationens effektivitet.

Elementer i de elektroniske og lampekredsløb er også i stand til aktivt at varme op. Til deres afkøling leveres varmeaftagende radiatorer.

Arbejdssikkerhedsforanstaltninger

• Den største fare ved arbejde med en hjemmelavet installation er risikoen for forbrændinger fra installationens opvarmede elementer og smeltet metal.
• Lampekredsløbet inkluderer elementer med høj spænding, så det skal placeres i et lukket kabinet, hvilket eliminerer utilsigtet kontakt med elementerne.
• Det elektromagnetiske felt kan påvirke genstande, der er uden for enhedens kabinet. Derfor, før arbejde, er det bedre at tage tøj på uden metalelementer, fjerne komplekse enheder fra dækningsområdet: telefoner, digitale kameraer.

En huslig metalsmelteovn kan også bruges til hurtigt at opvarme metalelementer, for eksempel når de fortinnes eller formes. Karakteristikaene for de præsenterede installationer kan justeres til en specifik opgave ved at ændre parametrene for induktoren og udgangssignalet fra generatorsættene - på denne måde kan du opnå deres maksimale effektivitet.

Induktionsovne bruges til smeltning af metaller og er kendetegnet ved, at de opvarmes ved hjælp af elektrisk strøm. Excitationen af ​​strømmen sker i induktoren, eller rettere i et ikke-variabelt felt.

I sådanne konstruktioner omdannes energi flere gange (i denne rækkefølge):

• ind i det elektromagnetiske
• elektriske;
• termisk.

Sådanne komfurer giver dig mulighed for at bruge varme med maksimal effektivitet, hvilket ikke er overraskende, fordi de er de mest avancerede af alle eksisterende modeller, der kører på elektricitet.

Bemærk! Induktionsdesign er af to typer - med eller uden en kerne. I det første tilfælde placeres metallet i en rørformet sliske, som er placeret rundt om induktoren. Kernen er placeret i selve induktoren. Den anden mulighed kaldes digelen, fordi metallet med diglen i den allerede er inde i indikatoren. Der kan selvfølgelig ikke være tale om nogen kerne i denne sag.

I dagens artikel vil vi tale om, hvordan man laverDIY induktionsovn.

Fordele og ulemper ved induktionsdesign

Blandt de mange fordele er følgende:

• miljømæssig renlighed og sikkerhed;
• øget homogenitet af smelten på grund af metallets aktive bevægelse;
• hastighed - ovnen kan bruges næsten umiddelbart efter tænding;
• zone og fokuseret orientering af energi;
• høj smeltehastighed;
• mangel på affald fra legeringsstoffer;
• evnen til at justere temperaturen;
• mange tekniske muligheder.

Men der er også ulemper.

1. Slaggen opvarmes af metallet, som følge heraf har en lav temperatur.
2. Hvis slaggen er kold, så er det meget svært at fjerne fosfor og svovl fra metallet.
3. Mellem spolen og det smeltende metal forsvinder magnetfeltet, så en reduktion i foringstykkelsen vil være påkrævet. Dette vil snart føre til, at selve foringen vil svigte.

Video - Induktionsovn

Industriel anvendelse

Begge designmuligheder bruges til smeltning af jern, aluminium, stål, magnesium, kobber og ædelmetaller. Det nyttige volumen af ​​sådanne strukturer kan variere fra flere kilogram til flere hundrede tons.

Ovne til industriel brug er opdelt i flere typer.

1. Mellemfrekvensdesign er almindeligt anvendt i maskinteknik og metallurgi. Med deres hjælp smeltes stål, og ved brug af grafitdigler smeltes ikke-jernholdige metaller også.
2. Industrielle frekvensdesign bruges til jernsmeltning.
3. Modstandsstrukturer er beregnet til smeltning af aluminium, aluminiumslegeringer, zink.

Bemærk! Det var induktionsteknologi, der dannede grundlaget for mere populære enheder - mikrobølgeovne.

husholdningsbrug

Af indlysende årsager bruges induktionssmelteovnen sjældent i hjemmet. Men teknologien beskrevet i artiklen findes i næsten alle moderne huse og lejligheder. Disse er de ovennævnte mikrobølger og induktionskomfurer og elektriske ovne.

Overvej for eksempel plader. De opvarmer tallerkenerne på grund af induktive hvirvelstrømme, hvilket resulterer i, at opvarmningen sker næsten øjeblikkeligt. Det er karakteristisk, at det er umuligt at tænde for brænderen, hvor der ikke er opvask.

Effektiviteten af ​​induktionskomfurer når 90%. Til sammenligning: for elektriske komfurer er det omkring 55-65%, og for gaskomfurer - ikke mere end 30-50%. Men i retfærdigheden er det værd at bemærke, at driften af ​​de beskrevne komfurer kræver specielle retter.

Hjemmelavet induktionsovn

For ikke så længe siden demonstrerede indenlandske radioamatører tydeligt, at du selv kan lave en induktionsovn. I dag er der en masse forskellige ordninger og fremstillingsteknologier, men vi har kun givet de mest populære af dem, hvilket betyder den mest effektive og nemme at implementere.

Induktionsovn fra højfrekvensgenerator

Nedenfor er et elektrisk kredsløb til fremstilling af en hjemmelavet enhed fra en højfrekvent (27,22 megahertz) generator.

Ud over generatoren vil samlingen kræve fire højeffekt-pærer og en tung lampe til klar-til-arbejde-indikatoren.

Bemærk! Den største forskel mellem ovnen, lavet i henhold til denne ordning, er kondensatorhåndtaget - i dette tilfælde er det placeret udenfor.

Derudover vil metallet i spolen (induktoren) smelte i enheden med den mindste effekt.

Ved fremstilling er det nødvendigt at huske nogle vigtige punkter, der påvirker hastigheden af ​​metalboarding. Dette:

• strøm;
• frekvens;
• hvirveltab;
• varmeoverførselshastighed;
• tab af hysterese.

Enheden får strøm fra et standard 220 V netværk, men med en forudinstalleret ensretter. Hvis ovnen er beregnet til opvarmning af et rum, anbefales det at bruge en nichrome spiral, og hvis til smeltning, så grafitbørster. Lad os blive bekendt med hver af strukturerne mere detaljeret.

Video - Design af svejseinverter

Essensen af ​​designet er som følger: et par grafitbørster er installeret, og pulveriseret granit hældes mellem dem, hvorefter en step-down transformer tilsluttes. Det er karakteristisk, at når man smelter, kan man ikke være bange for elektrisk stød, da der ikke er behov for at bruge 220 V.

Monteringsteknologi

Trin 1. Basen er samlet - en kasse med ildfaste mursten, der måler 10x10x18 cm, lagt på en ildfast flise.

Trin 2. Boksning afsluttes med asbestpap. Efter befugtning med vand blødgøres materialet, hvilket giver dig mulighed for at give det enhver form. Om ønsket kan strukturen pakkes ind med ståltråd.

Bemærk! Kassens dimensioner kan variere afhængigt af transformatorens effekt.

Trin 3. Den bedste mulighed for en grafitovn er en transformer fra en 0,63 kW svejsemaskine. Hvis transformeren er designet til 380 V, så kan den spoles tilbage, selvom mange erfarne elektrikere siger, at man kan lade alt være som det er.

Trin 4. Transformatoren er pakket ind i tyndt aluminium - så strukturen bliver ikke meget varm under drift.

Trin 5. Grafitbørster er installeret, et lersubstrat er installeret på bunden af ​​kassen - så det smeltede metal spredes ikke.

Den største fordel ved en sådan ovn er den høje temperatur, som er egnet selv til smeltning af platin eller palladium. Men blandt minusserne er den hurtige opvarmning af transformeren, et lille volumen (ikke mere end 10 g kan smeltes ad gangen). Af denne grund vil der være behov for et andet design til smeltning af store volumener.

Så til smeltning af store mængder metal kræves en ovn med nichromtråd. Princippet for driften af ​​designet er ret simpelt: en elektrisk strøm påføres en nichrome spiral, som opvarmer og smelter metallet. Der er mange forskellige formler på nettet til at beregne længden af ​​ledningen, men de er alle i princippet ens.

Trin 1. Til spiralen anvendes nichrom ø0,3 mm, ca. 11 m lang.

Trin 2. Tråden skal vikles. For at gøre dette skal du bruge et lige kobberrør ø5 mm - en spiral er viklet på det.

Trin 3. Som smeltedigel bruges et lille keramisk rør ø1,6 cm og 15 cm.. Den ene ende af røret er tilstoppet med asbesttråd - så det smeltede metal ikke flyder ud.

Trin 4. Efter kontrol af ydeevnen og spiralen lægges rundt om røret. Samtidig lægges det samme asbesttråd mellem vindingerne - det vil forhindre kortslutning og begrænse adgangen af ​​ilt.

Trin 5. Den færdige spole placeres i en patron fra en højeffektlampe. Sådanne patroner er normalt keramiske og har den nødvendige størrelse.

Fordelene ved et sådant design:

• høj produktivitet (op til 30 g pr. kørsel);
• hurtig opvarmning (ca. fem minutter) og lang afkøling;
• brugervenlighed - det er praktisk at hælde metal i forme;
• hurtig udskiftning af spiralen i tilfælde af udbrændthed.

Men der er selvfølgelig ulemper:

• nichrom brænder ud, især hvis spiralen er dårligt isoleret;
• usikkerhed - enheden er tilsluttet lysnettet 220 V.

Bemærk! Du kan ikke tilføje metal til komfuret, hvis den forrige del allerede er smeltet der. Ellers vil alt materiale spredes rundt i rummet, desuden kan det skade øjnene.

Som konklusion

Som du kan se, kan du stadig lave en induktionsovn på egen hånd. Men for at være ærlig er det beskrevne design (som alt tilgængeligt på internettet) ikke helt en ovn, men en Kukhtetsky-laboratorie-inverter. Det er simpelthen umuligt at samle en fuldgyldig induktionsstruktur derhjemme.

Chefredaktør

Hvordan laver man en induktionsvarmer med egne hænder?

Elektriske varmeovne

Induktionsvarmere arbejder efter princippet om at "få strøm fra magnetisme". I en speciel spole genereres et vekslende magnetfelt med høj effekt, som genererer elektriske hvirvelstrømme i en lukket leder.

En lukket leder i induktionskomfurer er metalredskaber, som opvarmes af elektriske hvirvelstrømme. Generelt er princippet om drift af sådanne enheder ikke kompliceret, og med lidt viden inden for fysik og elektroteknik vil det ikke være svært at samle en induktionsvarmer med egne hænder.

Følgende enheder kan fremstilles uafhængigt:

1. Enheder til opvarmning af kølevæsken i varmekedlen.
2. Mini ovne til smeltning af metaller.
3. Plader til madlavning.

Gør-det-selv induktionskomfur skal være lavet i overensstemmelse med alle normer og regler for driften af ​​disse enheder. Hvis elektromagnetisk stråling, der er farlig for mennesker, udsendes uden for kabinettet i de laterale retninger, er det strengt forbudt at bruge en sådan enhed.

Derudover ligger en stor vanskelighed ved ovnens design i valget af materiale til bunden af ​​kogepladen, som skal opfylde følgende krav:

1. Ideel til at lede elektromagnetisk stråling.
2. Ikke ledende.
3. Modstå høj temperatur stress.

I bruges dyr keramik; ved fremstilling af en induktionskomfur derhjemme er det ret svært at finde et værdigt alternativ til sådant materiale. Derfor bør du til at begynde med designe noget enklere, for eksempel en induktionsovn til hærdning af metaller.

Fremstillingsvejledning

Figur 1. Elektrisk diagram over induktionsvarmeren
Figur 2. Enhed.
Figur 3. Skema af en simpel induktionsvarmer

Til fremstilling af ovnen skal du bruge følgende materialer og værktøjer:

• loddekolbe;
• loddemetal;
• tekstolitplade.
• mini boremaskine.
• radioelementer.
• termisk pasta.
• kemiske reagenser til pladeætsning.

Yderligere materialer og deres egenskaber:

1. At lave en spole, som vil udsende et vekslende magnetfelt, der er nødvendigt til opvarmning, er det nødvendigt at forberede et stykke kobberrør med en diameter på 8 mm og en længde på 800 mm.
2. Kraftige krafttransistorer er den dyreste del af en hjemmelavet induktionsinstallation. For at montere frekvensgeneratorkredsløbet er det nødvendigt at forberede 2 sådanne elementer. Til disse formål er transistorer af mærker egnede: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Ved fremstillingen af ​​kredsløbet anvendes 2 identiske af de anførte felteffekttransistorer.
3. Til fremstilling af et oscillerende kredsløb du skal bruge keramiske kondensatorer med en kapacitet på 0,1 mF og en driftsspænding på 1600 V. For at der kan dannes en højeffekts vekselstrøm i spolen, kræves der 7 sådanne kondensatorer.
4. Under driften af ​​en sådan induktionsanordning, vil felteffekttransistorer blive meget varme, og hvis radiatorer af aluminiumslegering ikke er fastgjort til dem, vil disse elementer efter et par sekunders drift ved maksimal effekt svigte. Transistorer skal placeres på køleplader gennem et tyndt lag termisk pasta, ellers vil effektiviteten af ​​en sådan afkøling være minimal.
5. dioder, som bruges i en induktionsvarmer, skal virke ultrahurtig. Den mest velegnede til dette kredsløb, dioder: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Modstande brugt i kredsløb 3: 10 kOhm med en effekt på 0,25 W - 2 stk. og 440 ohm effekt - 2 watt. Zenerdioder: 2 stk. med en driftsspænding på 15 V. Zenerdiodernes effekt skal være mindst 2 watt. En drossel til tilslutning til spolens effektudgange bruges med induktion.
7. For at drive hele enheden skal du bruge en strømforsyningsenhed med en kapacitet på op til 500. W. og spænding 12 - 40 V. Du kan forsyne denne enhed med strøm fra et bilbatteri, men du vil ikke være i stand til at få de højeste effektaflæsninger ved denne spænding.

Selve processen med at fremstille en elektronisk generator og spole tager lidt tid og udføres i følgende rækkefølge:

1. Fra et kobberrør laves en spiral med en diameter på 4 cm For at lave en spiral skal et kobberrør vikles op på en stang med en flad overflade med en diameter på 4 cm Spiralen skal have 7 vindinger, der ikke må røre. Monteringsringe loddes til de 2 ender af røret for tilslutning til transistorradiatorerne.
2. Det trykte kredsløb er lavet i henhold til skemaet. Hvis det er muligt at levere polypropylenkondensatorer, så på grund af det faktum, at sådanne elementer har minimale tab og stabil drift ved store amplituder af spændingsudsving, vil enheden arbejde meget mere stabilt. Kondensatorerne i kredsløbet er installeret parallelt og danner et oscillerende kredsløb med en kobberspole.
3. Metalopvarmning opstår inde i spolen, efter at kredsløbet er forbundet til en strømforsyning eller et batteri. Ved opvarmning af metallet er det nødvendigt at sikre, at der ikke er kortslutning af fjederviklingerne. Hvis du rører det opvarmede metal 2 omgange af spolen på samme tid, fejler transistorerne øjeblikkeligt.

1. Ved udførelse af forsøg på opvarmning og hærdning af metaller, inde i induktionsspolen kan temperaturen være betydelig og beløber sig til 100 grader Celsius. Denne varmeeffekt kan bruges til at opvarme brugsvand eller til at opvarme et hus.
2. Skema af varmeren diskuteret ovenfor (figur 3), ved maksimal belastning er den i stand til at give strålingen af ​​magnetisk energi inde i spolen svarende til 500 watt. En sådan strøm er ikke nok til at opvarme en stor mængde vand, og konstruktionen af ​​en højeffektinduktionsspole vil kræve fremstilling af et kredsløb, hvor det vil være nødvendigt at bruge meget dyre radioelementer.
3. En budgetløsning til at organisere induktionsopvarmning af en væske, er brugen af ​​flere enheder beskrevet ovenfor, arrangeret i serie. I dette tilfælde skal spiralerne være på samme linje og ikke have en fælles metalleder.
4. som varmevekslerder anvendes et rustfrit stålrør med en diameter på 20 mm. Flere induktionsspiraler er "spændt" på røret, så varmeveksleren er midt i spiralen og ikke kommer i kontakt med dens vindinger. Med den samtidige inklusion af 4 sådanne enheder vil varmeeffekten være omkring 2 kW, hvilket allerede er nok til strømningsopvarmning af væsken med en lille cirkulation af vand, til værdier, der tillader brugen af ​​dette design i at levere varmt vand til et lille hus.
5. Hvis du tilslutter et sådant varmeelement til en velisoleret tank, som vil være placeret over varmeren, vil resultatet være et kedelsystem, hvor opvarmningen af ​​væsken vil blive udført inde i det rustfrie rør, det opvarmede vand vil stige op, og en koldere væske vil tage dens plads.
6. Hvis husets areal er betydeligt, kan antallet af induktionsspoler øges op til 10 stk.
7. Effekten af ​​en sådan kedel kan nemt justeres ved at slukke eller tænde for spiralerne. Jo flere sektioner, der tændes samtidigt, jo større kraft vil varmeapparatet, der fungerer på denne måde, være.
8. For at drive et sådant modul har du brug for en kraftig strømforsyning. Hvis en DC-inverter-svejsemaskine er tilgængelig, kan der laves en spændingsomformer med den nødvendige effekt fra den.
9. På grund af det faktum, at systemet fungerer på jævnstrøm, som ikke overstiger 40 V, driften af ​​en sådan enhed er relativt sikker, det vigtigste er at tilvejebringe en sikringsblok i generatorens strømkredsløb, som i tilfælde af en kortslutning vil deaktivere systemet, derved eliminerer muligheden for brand.
10. Det er muligt at organisere "gratis" opvarmning af huset på denne måde, forudsat at batterier er installeret til at drive induktionsenheder, som vil blive opladet ved hjælp af sol- og vindenergi.
11. Batterier bør kombineres i sektioner af 2, forbundet i serie. Som følge heraf vil forsyningsspændingen med en sådan forbindelse være mindst 24 V., hvilket vil sikre driften af ​​kedlen ved høj effekt. Derudover vil serieforbindelse reducere strømmen i kredsløbet og øge batteriets levetid.

1. Drift af hjemmelavede induktionsvarmeapparater, gør det ikke altid muligt at udelukke spredning af elektromagnetisk stråling, der er skadelig for mennesker, derfor bør induktionskedlen installeres i et ikke-beboelsesområde og afskærmes med galvaniseret stål.
2. Obligatorisk ved arbejde med el sikkerhedsforskrifter skal følges og især til 220 V AC-netværk.
3. Som et eksperiment du kan lave en kogeplade til madlavning i henhold til skemaet, der er angivet i artiklen, men det anbefales ikke konstant at betjene denne enhed på grund af ufuldkommenheden af ​​selvfremstilling af afskærmningen af ​​denne enhed, på grund af dette kan den menneskelige krop blive udsat for skadelig elektromagnetisk stråling, der kan påvirker helbredet negativt.