Ideen om å varme opp metall med Foucault virvelstrømmer begeistret av det elektromagnetiske feltet til en spole er på ingen måte ny. Den har blitt brukt med suksess i lang tid i industrielle smelteovner, smedebutikker, husholdningsoppvarmingsutstyr - ovner og elektriske kjeler. Sistnevnte er ganske dyre, så hjemmearbeidere gir ikke opp å prøve å lage en induksjonsvarmer med egne hender. Vår oppgave er å vurdere brukbare alternativer for hjemmelagde enheter og finne ut om de kan brukes til å varme opp et hus.

På prinsippet om induktiv oppvarming

La oss først forklare hvordan elektriske induksjonsovner fungerer. En vekselstrøm, som går gjennom svingene på spolen, danner et elektromagnetisk felt rundt den. Hvis du plasserer en kjerne laget av magnetisk metall inne i viklingen, vil den bli oppvarmet av virvelstrømmer som oppstår under påvirkning av feltet. Det er hele prinsippet.

En viktig tilstand. For at metallkjernen skal bli varm, må spolen drives av vekselstrøm som endrer tegn- og feltvektoren med høy frekvens. Når du bruker likestrøm til viklingen, får du en vanlig elektromagnet.

Selve varmeelementet kalles en induktor og er hoveddelen av installasjonen. I varmekjeler er det et stålrør med kjølevæske som strømmer innvendig, og i kjøkkenovner er det en flat spole, så nær kokeplaten som mulig, som vist nedenfor på bildet.

En induktorspole varmer opp et jernrør som overfører varme til det strømmende vannet

Den andre delen av induksjonsvarmeren er en krets som øker strømfrekvensen. Faktum er at en spenning med en industriell frekvens på 50 Hz ikke har stor nytte for drift av slike enheter. Hvis du kobler induktoren direkte til nettverket, vil den begynne å nynne kraftig og litt varme opp kjernen, dessuten sammen med viklingene. For å effektivt konvertere elektrisitet til varme og overføre den helt til metallet, må frekvensen økes til minst 10 kHz, som er den elektriske kretsen gjør.

Hva er de virkelige fordelene med induksjonskjeler fremfor varmeelementer og elektrode:

1. Delen som varmer opp vannet er et enkelt stykke rør som ikke deltar i elektrokjemiske prosesser (som i elektrodevarmegeneratorer). Derfor er induktorens levetid bare begrenset av spolens brukbarhet og kan nå 10-20 år.
2. Av samme grunn er elementet like gode "venner" med alle typer kjølevæsker - vann, frostvæske og til og med maskinolje, det er ingen forskjell.
3. Induktoren på induktoren er ikke dekket med skala under drift.

Her fungerer et magnetisk kokekar av metall som kjernen.

Hjemmelagde enhetsalternativer

Et tilstrekkelig antall forskjellige design laget for forskjellige formål blir lagt ut på Internett. Ta en liten induksjonsvarmer laget av en strømforsyning på 250-500 W. Modellen vist på bildet vil være nyttig for en håndverker i en garasje eller bilservice for smeltestenger av aluminium, kobber og messing.

Men konstruksjonen er ikke egnet for romoppvarming på grunn av den lave effekten. Det er to reelle alternativer på Internett, hvis tester og arbeid ble filmet på video:

• en varmtvannsbereder laget av et polypropylenrør drevet av en sveiseomformer eller et induksjons kjøkkenpanel;
• stålkjele oppvarmet fra samme kokeplate.

Henvisning. Det finnes andre, helt hjemmelagde design, der håndverkere monterer frekvensomformere fra bunnen av. Men dette krever kunnskap og ferdigheter innen radioteknikk, så vi vil ikke vurdere dem, men bare gi et eksempel på en slik ordning.

La oss nå se nærmere på hvordan gjør-det-selv-induksjonsvarmer er laget, og viktigst av alt, hvordan de deretter fungerer.

Vi lager et varmeelement fra et rør

Hvis du var på jakt etter informasjon om dette emnet, kom du sannsynligvis over dette designet, siden mesteren la ut forsamlingen på den populære YouTube-videoresursen. Etter det postet mange nettsteder tekstversjoner av produksjonen av denne induktoren i form av trinnvise instruksjoner. Kort sagt, varmeren gjøres slik:

En viktig nyanse. Lengden og tverrsnittet av ledningen for vikling av spolen bør bestemmes av standardspolen til ovnen, slik at den tilsvarer kraften til felteffekt-transistorer i den elektriske kretsen. Hvis du tar mer ledning, vil oppvarmingskraften synke, mindre - transistorene vil overopphetes og svikte. Hvordan det ser ut visuelt, se videoen:

Som du kanskje gjetter, spilles varmeelementets rolle her av metallbørster plassert i det vekslende magnetfeltet på spolen. Hvis du starter koketoppen maksimalt, mens du samtidig fører rennende vann gjennom en improvisert kjele, vil det være mulig å varme den opp med 15-20 ° C, noe som ble vist ved enhetstester.

Siden kraften til de fleste induksjonskokere ligger i området 2-2,5 kW, er det ved hjelp av en varmegenerator mulig å varme opp rom med et samlet areal på ikke mer enn 25 m². Det er en måte å øke varmen ved å koble en induktor til sveisemaskinen, men det er noen vanskeligheter her:

1. Inverteren leverer likestrøm, men det er nødvendig med vekselstrøm. For å koble til en induksjonsvarmer, må enheten demonteres og finnes på diagrammet for punkter der spenningen ennå ikke er utbedret.
2. Det er nødvendig å ta en ledning av en større seksjon og velge antall svinger ved beregning. Alternativt kobbertråd Ø1,5 mm i emaljeisolasjon.
3. Det vil være nødvendig å organisere kjøling av elementet.

Forfatteren demonstrerer ytelseskontrollen til en induktiv varmtvannsbereder i videoen sin nedenfor. Tester har vist at enheten krever forbedring, men det endelige resultatet er dessverre ukjent. Det ser ut som håndverkeren la prosjektet uferdig.

Hvordan montere en induksjonskjele

I dette tilfellet trenger ikke den billige kinesiske komfyren demonteres. Poenget er å sveise en kjeltank i henhold til størrelsen, styrt av trinnvise instruksjoner:

1. Ta et stålprofilrør 20 x 40 mm med en veggtykkelse på 2 mm og skjær emner fra det til bredden på panelet.
2. Sveis rørene sammen langs lengden og forbinder de mindre sidene.
3. Sveis jerntrekkene tett ovenfra og under til endene. Lag hull i dem og installer gjengede brystvorter.
4. Fest 2 hjørner til den ene siden ved å sveise slik at de danner en hylle for induksjonsovnen.
5. Mal enheten med varmebestandig emalje fra en sprayboks. Monteringsprosessen vises mer detaljert i videoen.

Den endelige monteringen og oppstarten består i å montere kjelen på veggen og sette den inn i varmesystemet. Koketoppen settes inn i en stikkontakt fra hjørnene på baksiden av tanken og kobles til strømnettet. Det gjenstår å slå på oppvarming av induktoren.

Her står du overfor det samme problemet som møtte den forrige modellen. Utvilsomt vil induksjonsoppvarming fungere, men effekten på 2,5 kW er nok til å varme opp et par små rom i kulden utenfor. Om høsten og våren, når temperaturen ikke har falt under null, vil en hjemmelaget kjele kunne varme opp et område på 35-40 m². Hvordan du kobler det riktig til systemet, se neste video:

Vi presenterte bevisst alternativer for induksjonsvarmere med en enkel design, slik at alle kan lage en slik enhet alene. Men spørsmålet var om det er nødvendig å gjøre denne virksomheten og bruke din egen tid. Det er en rekke objektive betraktninger ved denne poengsummen:

1. Brukere som ikke er kjent med elektro- og radioteknikk, vil neppe kunne oppnå en økning i varmeeffekt over 2,5 kW. For å gjøre dette, må du montere en frekvensomformerkrets.
2. Induktorens effektivitet er ikke høyere enn for andre elektriske kjeler. Men det er mye lettere å montere et varmeapparat med varmeelementer.
3. Hvis du ikke har et induksjonspanel som ligger hjemme, må du kjøpe det for rundt $ 80. e. Dette koster billige kinesiske produkter i nettbutikker. For de samme pengene selges ferdige elektrodekjeler med en kapasitet på opptil 10 kW.
4. Elektriske ovner er utstyrt med sikkerhetsautomater som slår av husholdningsapparatet etter 1 eller 2 timers drift. Dette er upraktisk under drift.
5. Hvis kjølevæsken av forskjellige årsaker strømmer ut av den hjemmelagde varmegeneratoren, vil ikke oppvarmingen stoppe. Det er fulle av ild.

Selvfølgelig kan du gjøre uten dyre kjøp, forstå designen grundig og lage en induksjonsvarmer fra bunnen av. Men du vil ikke kunne gjøre alt gratis, fordi du må kjøpe komponenter til kretsen. Vær oppmerksom på at bonusene fra en slik oppvarmingsenhet er små, så det er upassende å ta sin produksjon på alvor med det formål å varme opp et privat hus.

Les i artikkelen

Prinsippet for drift av induksjonsvarmeren

Induksjonsoppvarming er umulig uten bruk av tre hovedelementer:

• induktor;
• generator;
• varmeelement.

En induktor er en spole, vanligvis laget av kobbertråd, som genererer et magnetfelt. En generator brukes til å generere en høyfrekvent strøm fra en standard 50 Hz strøm av et husholdnings elektrisk nettverk. Et metallgjenstand brukes som et varmeelement som kan absorbere termisk energi under påvirkning av et magnetfelt.

Hvis du kobler disse elementene riktig, kan du få en høyytelsesenhet som er perfekt for oppvarming av varmeoverføringsvæske og oppvarming av et hus. Ved hjelp av en generator tilføres induktoren en elektrisk strøm med de nødvendige egenskapene, dvs. på en kobberspiral. Når den passerer gjennom den, danner en strøm av ladede partikler et magnetfelt.

Prinsippet for drift av induksjonsvarmere er basert på forekomsten av elektriske strømmer inne i ledere som vises under påvirkning av magnetfelt

Feltets særegenhet er at det har evnen til å endre retningen på elektromagnetiske bølger ved høye frekvenser. Hvis noen metallgjenstander plasseres i dette feltet, vil den begynne å varme opp uten direkte kontakt med induktoren under påvirkning av de opprettet virvelstrømmene.

Den høyfrekvente elektriske strømmen fra omformeren til induksjonsspolen skaper et magnetfelt med en konstant skiftende magnetbølgevektor. Metall plassert i dette feltet varmes raskt opp

Fraværet av kontakt gjør det mulig å gjøre energitap under overgangen fra en type til en annen ubetydelig, noe som forklarer den økte effektiviteten til induksjonskjeler.

For å varme vannet til varmekretsen er det nok å sikre at den kommer i kontakt med en metallvarmer. Ofte brukes et metallrør som varmeelement, gjennom hvilket en vannstrøm rett og slett føres. Vann kjøler samtidig varmeren, noe som øker levetiden betydelig.

En induksjonsenhet elektromagnet produseres ved å vikle en ledning rundt en ferromagnetisk kjerne. Den resulterende induksjonsspolen varmes opp og overfører varme til den oppvarmede kroppen eller varmebæreren som strømmer i nærheten gjennom varmeveksleren

Litteratur

• Babat G.I., Svenchansky A.D. Elektriske industriovner. - M .: Gosenergoizdat, 1948. - 332 s.
• Burak Ya.I., Ogirko I.V. Optimal oppvarming av et sylindrisk skall med temperaturavhengige materialegenskaper // Mat. metoder og fysisk pels. Enger. - 1977. - Utgave. fem . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Lampegeneratorer for høyfrekvent oppvarming. - L .: Maskinteknikk, 1990. - 80 s. - (Bibliotek med høyfrekvent termist; utgave 15). - 5300 eksemplarer. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Radioteknikk-kurs. - M .: Gosenergoizdat, 1962. - 928 s.
• Izyumov N.M., Linde D.P. Grunnleggende om radioteknikk. - M .: Gosenergoizdat, 1959. - 512 s.
• Lozinsky M.G. Industriell anvendelse av induksjonsoppvarming. - M .: Forlag til USSRs vitenskapsakademi, 1948. - 471 s.
• Anvendelse av høyfrekvente strømmer i elektrotermi / Ed. A. E. Slukhotskiy. - L .: Maskinteknikk, 1968. - 340 s.
• A. E. Slukhotskiy Induktorer. - L .: Maskinteknikk, 1989. - 69 s. - (Bibliotek med høyfrekvent termist; utgave 12). - 10 000 eksemplarer. - ISBN 5-217-00571-8.
• Fogel A.A. Induksjonsmetode for å holde flytende metaller i suspensjon / red. A. N. Shamova. 2. utg. - L .: Maskinteknikk, 1989. - 79 s. - (Bibliotek med høyfrekvent termist; utgave 11). - 2950 eksemplarer. -.

Driftsprinsipp

Det sistnevnte alternativet, som ofte brukes i varmekjeler, har blitt etterspurt på grunn av dets enkle implementering. Prinsippet for drift av induksjonsvarmeanlegget er basert på overføring av energien til magnetfeltet til kjølevæsken (vann). Magnetfeltet genereres i induktoren. Vekselstrøm som går gjennom spolen skaper virvelstrømmer som forvandler energi til varme.

Driftsprinsipp for induksjonsvarmeanlegget

Vannet som tilføres gjennom det nedre røret til kjelen varmes opp på grunn av overføring av energi og kommer ut gjennom det øvre røret og kommer lenger inn i varmesystemet. En innebygd pumpe brukes til å skape trykk. Vannet som stadig sirkulerer i kjelen lar ikke elementene overopphetes. I tillegg vibrerer varmebæreren under drift (ved lavt støynivå) på grunn av hvilken avleiringer på kjelens indre vegger er umulige.

Induksjonsovner kan implementeres på en rekke måter.

Kraftberegning

Siden induksjonsmetoden for smelting av stål er billigere enn lignende metoder basert på bruk av fyringsolje, kull og andre energikilder, begynner beregningen av induksjonsovnen med å beregne enhetens kapasitet.

Kraften til en induksjonsovn er delt inn i aktiv og nyttig, som hver har sin egen formel.

Som innledende data må du vite:

• ovnens kapasitet, i tilfelle det er vurdert for eksemplet, er den lik 8 tonn;
• enhetseffekt (maksimal verdi er tatt) - 1300 kW;
• strømfrekvens - 50 Hz;
• ovnens produktivitet - 6 tonn per time.

Det er også nødvendig å ta hensyn til metallet eller legeringen som smeltes: i henhold til tilstanden er det sink. Dette er et viktig poeng, varmebalansen til smeltende støpejern i en induksjonsovn, så vel som dens egne andre legeringer.

Netto kraft overført til flytende metall:

• Ppol = Wtheor × t × P,
• Wtheor - spesifikt energiforbruk, det er teoretisk, og viser overoppheting av metallet med 10C;
• P er produktiviteten til ovnsanlegget, t / t;
• t er overopphetingstemperaturen til legeringen eller metallstammen i ovnbadet, 0С
• Ppol = 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Aktiv kraft:

• P = Rpol / Yuterm,
• Рпол - hentet fra forrige formel, kW;
• Yutherm - effektiviteten til støpeovnen, dens grenser er fra 0,7 til 0,85, i gjennomsnitt tar de 0,76.
• P = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 kW, verdien er avrundet til 1900 kW.

På sluttrinnet beregnes spolen:

• Skall = P / N,
• P er den aktive effekten til ovninstallasjonen, kW;
• N er antall induktorer som er gitt på ovnen.
• Skall = 1900/2 = 950 kW.

Effektforbruket til en induksjonsovn når du smelter stål, avhenger av ytelsen og typen induktor.

Ovnkomponenter

Så hvis du er interessert i en gjør-det-selv-mini-induksjonsovn, er det viktig å vite at hovedelementet er varmespolen. Når det gjelder en hjemmelaget versjon, er det nok å bruke en induktor laget av et bart kobberrør, hvis diameter er 10 mm

For induktoren brukes en indre diameter på 80-150 mm, og antall svinger er 8-10. Det er viktig at svingene ikke berører, og avstanden mellom dem er 5-7 mm. Induktorens deler skal ikke komme i kontakt med skjoldet, minimumsavstanden må være 50 mm.

Hvis du skal til en induksjonsovn med egne hender, bør du vite at det i industriell skala er vann eller frostvæske involvert i kjøling av induktorene. I tilfelle av lav effekt og kortsiktig drift av den opprettet enheten, kan du gjøre uten kjøling. Men under drift varmes induktoren opp mye, og skalaen på kobber kan ikke bare redusere enhetens effektivitet dramatisk, men også føre til et fullstendig tap av ytelse. Det er umulig å lage en induktor med kjøling alene, så den må skiftes ut regelmessig. Tvungen luftkjøling må ikke brukes, siden viftehuset som er plassert nær spolen vil "tiltrekke" EMF til seg selv, noe som vil føre til overoppheting og et fall i ovnens effektivitet.

Problemet med induksjonsoppvarming av arbeidsstykker laget av magnetiske materialer

Hvis omformeren for induksjonsoppvarming ikke er en autogenerator, ikke har en automatisk frekvensreguleringskrets (PLL) og opererer fra en ekstern masteroscillator (med en frekvens nær resonansfrekvensen til den oscillerende kretsen "induktor - kompenserende kondensatorbank") . I det øyeblikket du introduserer et arbeidsstykke fra et magnetisk materiale i induktoren (hvis størrelsen på arbeidsstykket er stor nok og i forhold til induktorens størrelse), øker induktansen til induktoren kraftig, noe som fører til en brå reduksjon i den naturlige resonansfrekvensen til den oscillerende kretsen og dens avvik fra frekvensen til masteroscillatoren. Kretsen går ut av resonans med masteroscillatoren, noe som fører til en økning i motstanden og en brå reduksjon i kraften som overføres til arbeidsstykket. Hvis kraften til installasjonen reguleres av en ekstern strømforsyning, er den naturlige reaksjonen fra operatøren å øke installasjonens spenning. Når arbeidsemnet varmes opp til Curie-punktet, forsvinner dets magnetiske egenskaper, den naturlige frekvensen til oscillasjonskretsen går tilbake til frekvensene til masteroscillatoren. Motstanden til kretsen avtar kraftig, den forbrukte strømmen øker kraftig. Hvis operatøren ikke har tid til å fjerne den økte forsyningsspenningen, blir installasjonen overopphetet og mislykkes.
Hvis installasjonen er utstyrt med et automatisk kontrollsystem, må kontrollsystemet spore overgangen gjennom Curie-punktet og automatisk redusere frekvensen til masteroscillatoren, justere den til resonans med oscillasjonskretsen (eller redusere den tilførte effekten hvis frekvensen endring er uakseptabelt).

Hvis ikke-magnetiske materialer blir oppvarmet, betyr ikke det ovenstående noe. Innføringen av et arbeidsstykke laget av et ikke-magnetisk materiale i induktoren endrer praktisk talt ikke induktansen til induktoren og forskyver ikke resonansfrekvensen til den fungerende oscillasjonskretsen, og det er ikke behov for et kontrollsystem.

Hvis dimensjonene til arbeidsstykket er mye mindre enn dimensjonene til induktoren, forskyver det heller ikke resonansen til arbeidskretsen.

Induksjonskoker

Hovedartikkel: Induksjonsovn

Induksjonsovn- en elektrisk elektrisk komfyr som oppvarmer metallfat med induserte virvelstrømmer generert av et høyfrekvent magnetfelt, med en frekvens på 20-100 kHz.

En slik komfyr har høy effektivitet sammenlignet med elektriske varmeelementer, siden mindre varme brukes på oppvarming av saken, og i tillegg er det ingen akselerasjons- og kjøleperiode (når energien som genereres, men ikke absorberes av oppvasken, blir bortkastet forgjeves ).

Induksjons smelteovner

Hovedartikkel: Induksjons smeltedigelovn

Induksjonsovner (uten kontakt) - elektriske ovner for smelting og overoppheting av metaller, der oppvarming skjer på grunn av virvelstrømmer som oppstår i en metalldigel (og metall), eller bare i metall (hvis digelen ikke er laget av metall; dette oppvarmingsmetoden er mer effektiv hvis digelen er dårlig isolert).

Den brukes i støperier på fabrikker, så vel som i presisjonsstøpningsbutikker og verksteder for maskinbyggingsanlegg for å oppnå stålstøpegods av høy kvalitet. Det er mulig å smelte ikke-jernholdige metaller (bronse, messing, aluminium) og deres legeringer i en grafittdigel. Induksjonsovnen fungerer på prinsippet om en transformator, der primærviklingen er en vannkjølt induktor, den sekundære og samtidig belastningen er metallet i digelen. Oppvarming og smelting av metallet skjer på grunn av strømningene som strømmer i det, som oppstår under påvirkning av det elektromagnetiske feltet som er opprettet av induktoren.

Historie med induksjonsoppvarming

Oppdagelsen av elektromagnetisk induksjon i 1831 tilhører Michael Faraday. Når en leder beveger seg i feltet til en magnet, induseres en EMF i den, akkurat som når en magnet beveger seg, hvis kraftlinjer krysser den ledende kretsen. Strømmen i kretsen kalles induktiv. Loven om elektromagnetisk induksjon er grunnlaget for oppfinnelsen av mange enheter, inkludert bestemmelse av enheter - generatorer og transformatorer som genererer og distribuerer elektrisk energi, som er det grunnleggende grunnlaget for hele elektroindustrien.

I 1841 formulerte James Joule (og uavhengig av ham Emil Lenz) en kvantitativ vurdering av den termiske effekten av en elektrisk strøm: "Effekten av varme som frigjøres per volumsenhet av mediet under strømmen av en elektrisk strøm er proporsjonal med produktet av tettheten til den elektriske strømmen etter størrelsen på det elektriske feltet "(Joules lov - Lenz). Den termiske effekten av den induserte strømmen ga opphav til søket etter enheter for berøringsfri oppvarming av metaller. De første eksperimentene på oppvarming av stål ved hjelp av induksjonsstrøm ble gjort av E. Colby i USA.

Den første vellykket fungerende såkalte. Kanalinduksjonsovnen ble bygget i 1900 på Benedicks Bultfabrik i Gysing, Sverige. I det respektable tidsskriftet "THE ENGINEER" 8. juli 1904 dukket den berømte opp, der den svenske oppfinneren, ingeniør F. A. Kjellin snakker om sin utvikling. Ovnen ble drevet av en enfasetransformator. Smelting ble utført i en digel i form av en ring, metallet i den representerte sekundærviklingen til en transformator drevet av en strøm på 50-60 Hz.

Den første ovnen på 78 kW ble satt i drift 18. mars 1900 og viste seg å være svært uøkonomisk, siden smelteevnen bare var 270 kg stål per dag. Neste ovn ble produsert i november samme år med en effekt på 58 kW og en kapasitet på 100 kg for stål. Ovnen viste høy effektivitet, smelteevnen var fra 600 til 700 kg stål per dag. Imidlertid viste slitasje fra termiske vibrasjoner seg å være på et uakseptabelt nivå, og hyppige endringer i foringen reduserte den totale effektiviteten.

Oppfinneren kom til den konklusjon at for maksimal smelteytelse er det nødvendig å etterlate en betydelig del av smelten under drenering, noe som unngår mange problemer, inkludert slitasje på foringen. Denne metoden for smelting av stål med en rest, som ble kalt "sump", har overlevd den dag i dag i noen bransjer der det brukes ovner med stor kapasitet.

I mai 1902 ble en betydelig forbedret ovn med en kapasitet på 1800 kg satt i drift, utslippet var 1000-1100 kg, resten var 700-800 kg, kraften var 165 kW, stålets smelteevne kunne nå 4100 kg pr. dag! Dette resulterer i et energiforbruk på 970 kWh / t imponerer med effektiviteten, som ikke ligger langt bak dagens produktivitet på rundt 650 kWh / t. I følge oppfinnerens beregninger, fra et strømforbruk på 165 kW gikk 87,5 kW inn i tap, den nyttige termiske effekten var 77,5 kW, en veldig høy total effektivitet ble oppnådd, lik 47%. Effektiviteten forklares med smeltedigens ringdesign, som gjorde det mulig å lage en induktor med flere svinger med lav strøm og høy spenning - 3000 V. Moderne ovner med en sylindrisk digel er mye mer kompakte, krever mindre kapitalinvesteringer, er enklere å betjene, utstyrt med mange forbedringer over hundre års utvikling, men effektiviteten økes uviktig. Det er sant at oppfinneren i sin publikasjon ignorerte det faktum at betalingen for strøm ikke utføres for aktiv kraft, men for full effekt, som med en frekvens på 50-60 Hz er omtrent det dobbelte av den aktive effekten. Og i moderne ovner kompenseres reaktiv effekt av en kondensatorbank.

Med sin oppfinnelse startet ingeniør F. A. Kjellin utviklingen av industrielle kanalovner for smelting av ikke-jernholdige metaller og stål i industrilandene Europa og Amerika. Overgangen fra kanalovner 50-60 Hz til moderne høyfrekvente digelovner varte fra 1900 til 1940.

Varmesystem

For å lage et induksjonsvarmer bruker dyktige håndverkere en enkel sveiseomformer som konverterer likestrøm til vekselstrøm. I slike tilfeller brukes en kabel med et tverrsnitt på 6-8 mm, men ikke standard for sveisemaskiner på 2,5 mm.

Slike varmesystemer må nødvendigvis være av lukket type, og kontrollen er automatisk. For annen sikkerhet trenger du en pumpe som vil sirkulere gjennom systemet, samt en lufteventil. En slik varmeapparat må beskyttes mot tremøbler, samt fra gulv og tak minst 1 meter.

Innenlandsk implementering

Induksjonsoppvarming har ennå ikke erobret markedet tilstrekkelig på grunn av de høye kostnadene for selve varmesystemet. Så, for eksempel, for industribedrifter vil et slikt system koste 100.000 rubler, for husholdningsbruk - fra 25.000 rubler. og høyere. Derfor er interessen for kretser som lar deg lage en hjemmelaget induksjonsvarmer med egne hender ganske forståelig.

induksjonsvarmekjele

Transformatorbasert

Hovedelementet i et induksjonsoppvarmingssystem med en transformator vil være selve enheten, som har en primær og sekundær vikling. Virvelstrømmer vil dannes i primærviklingen og skape et elektromagnetisk induksjonsfelt. Dette feltet vil påvirke den sekundære, som faktisk er en induksjonsvarmer, fysisk implementert i form av en varmekjele. Det er den sekundære kortsluttede viklingen som overfører energi til kjølevæsken.

Sekundær kortsluttet vikling av transformatoren

Hovedelementene i en ier:

• kjerne;
• svingete;
• to typer isolasjon - varme og elektrisk isolasjon.

Kjernen består av to ferrimagnetiske rør med forskjellige diametre med en veggtykkelse på minst 10 mm, sveiset inn i hverandre. En toroidal kobbertrådvikling er laget gjennom et ytre rør. Det er nødvendig å legge fra 85 til 100 omdreininger med lik avstand mellom svingene. Vekselstrømmen, som endrer seg i tid, skaper virvelstrømmer i en lukket sløyfe, som varmer kjernen og dermed kjølevæsken ved å utføre induksjonsoppvarming.

Bruker høyfrekvent sveiseomformer

En induksjonsvarmer kan opprettes ved hjelp av en sveiseomformer, der hovedkretsdelene er en generator, en induktor og et varmeelement.

Generatoren brukes til å konvertere standardfrekvensen til 50 Hz strømforsyning til en høyere frekvensstrøm. Denne modulerte strømmen påføres en sylindrisk spoleinduktor, der kobbertråd brukes som vikling.

Kobbertråd for vikling

Spolen skaper et vekslende magnetfelt, hvis vektor endres med frekvensen satt av generatoren. De genererte virvelstrømmene, indusert av magnetfeltet, varmer metallelementet som overfører energi til kjølevæsken. Dermed implementeres en annen egenprodusert induksjonsoppvarmingsplan.

Varmeelementet kan også lages med dine egne hender fra en ca. 5 mm lang metalltråd og et stykke av et polymerrør som metallet er plassert i. Når du installerer ventiler øverst og nederst på røret, må du kontrollere tettheten av fyllingen - det skal ikke være ledig plass. I henhold til diagrammet er omtrent 100 omdreininger av kobberledninger lagt på toppen av røret, som er induktoren koblet til generatorterminalene. Induksjonsoppvarming av kobbertråd oppstår på grunn av virvelstrømmer generert av et vekslende magnetfelt.

Merk: Induksjonsovner med egne hender kan lages i henhold til ethvert skjema, det viktigste å huske er at det er viktig å utføre pålitelig varmeisolasjon, ellers vil effektiviteten til varmesystemet synke betydelig. ...

Fordeler og ulemper ved enheten

Virvelinduksjonsvarmeren har et stort utvalg av "plusser". Dette er en enkel krets for egenproduksjon, økt pålitelighet, høy effektivitet, relativt lave energikostnader, lang levetid, lav sannsynlighet for sammenbrudd etc.

Produktiviteten til enheten kan være betydelig; enheter av denne typen blir vellykket brukt i metallindustrien. Når det gjelder hastigheten på oppvarming av kjølevæsken, konkurrerer enheter av denne typen trygt med tradisjonelle elektriske kjeler, vanntemperaturen i systemet når raskt ønsket nivå.

Under drift av induksjonskjelen vibrerer varmeren litt. Denne vibrasjonen rister av kalk og andre mulige forurensninger fra metallrørets vegger, slik at en slik enhet sjelden trenger rengjøring. Selvfølgelig må varmesystemet beskyttes mot disse forurensningene med et mekanisk filter.

Induksjonsspolen varmer opp metallet (rør eller biter av ledning) som er plassert i det ved hjelp av høyfrekvente virvelstrømmer, kontakt er ikke nødvendig

Konstant kontakt med vann minimerer sannsynligheten for utbrenthet av varmeovner, noe som er et ganske vanlig problem for tradisjonelle kjeler med varmeelementer. Til tross for vibrasjonene fungerer kjelen ekstremt stille; ekstra støyisolering er ikke nødvendig på installasjonsstedet for enheten.

Induksjonskjeler er også gode ved at de nesten aldri lekker, hvis bare installasjonen av systemet gjøres riktig. Fraværet av lekkasjer skyldes den kontaktløse metoden for å overføre varmeenergi til varmeren. Ved hjelp av teknologien beskrevet ovenfor kan varmebæreren oppvarmes nesten til dampform.

Dette gir tilstrekkelig termisk konveksjon for å stimulere effektiv bevegelse av varmemediet gjennom rørene. I de fleste tilfeller trenger ikke varmesystemet å være utstyrt med en sirkulasjonspumpe, selv om alt avhenger av funksjonene og utformingen til et bestemt varmesystem.

Noen ganger er det behov for en sirkulasjonspumpe. Det er relativt enkelt å installere enheten. Selv om dette vil kreve noen ferdigheter i å installere elektriske apparater og varmeledninger.

Men denne praktiske og pålitelige enheten har en rekke ulemper som også bør tas i betraktning. For eksempel varmer en kjele ikke bare kjølevæsken, men også hele arbeidsområdet rundt den. Det er nødvendig å tildele et eget rom for en slik enhet og fjerne alle fremmedlegemer fra den. For en person kan et langt opphold i umiddelbar nærhet av en arbeidende kjele også være utrygt.

Induksjonsovner krever elektrisk strøm for å fungere. Både hjemmelaget og fabrikkprodusert utstyr er koblet til en stikkontakt

Enheten krever strøm for å fungere. I områder der det ikke er fri tilgang til denne fordelen av sivilisasjonen, vil induksjonskjelen være ubrukelig. Og selv der det ofte forekommer strømbrudd, vil det demonstrere lav effektivitet.

En eksplosjon kan oppstå hvis enheten håndteres uforsiktig.

Hvis kjølevæsken er overopphetet, vil den bli til damp. Som et resultat vil trykket i systemet øke kraftig, som rørene rett og slett ikke tåler, de vil sprekke. Derfor, for normal drift av systemet, bør enheten være utstyrt med minst en manometer, og enda bedre - en nødstoppanordning, en termostat osv.

Alt dette kan øke kostnadene for en hjemmelaget induksjonskjel betydelig. Selv om enheten anses å være tilnærmet lydløs, er dette ikke alltid tilfelle. Noen modeller kan fremdeles avgi noen lyder av forskjellige årsaker. For en egenprodusert enhet øker sannsynligheten for et slikt utfall.

Det er praktisk talt ingen slitedeler i utformingen av både fabrikk- og hjemmelagde induksjonsovner. De tjener lenge og jobber feilfritt

Hjemmelagde induksjonskjeler

Den enkleste ordningen til enheten, som er samlet, består av et stykke plastrør, inn i hulrommet som forskjellige metallelementer er lagt for å skape en kjerne. Det kan være en tynn rustfri ledning, rullet inn i kuler, hakket i små ledninger - trådstang med en diameter på 6-8 mm, eller til og med en bor med en diameter som tilsvarer den indre størrelsen på røret. Utenfor limes glassfiberpinner på den, og en ledning 1,5-1,7 mm tykk er viklet på dem i glassisolasjon. Ledningens lengde er ca 11 m. Produksjonsteknologien kan studeres ved å se videoen:

Deretter ble den hjemmelagde induksjonsvarmeren testet ved å fylle den med vann og koble den til en fabrikkprodusert ORION induksjonstopp i stedet for standardinduktoren. Testresultatene vises i følgende video:

Andre mestere anbefaler å ta en sveiseomformer med lav effekt som kilde ved å koble terminalene til sekundærviklingen til terminalene på spolen. Hvis du nøye studerer arbeidet som er gjort av forfatteren, foreslår konklusjonene seg selv:

• Forfatteren har gjort en god jobb, og hans produkt fungerer utvilsomt.
• Det ble ikke gjort noen beregninger for tykkelsen på ledningen, antall og diameter på spolen. Oppviklingsparametrene ble vedtatt analogt med komfyren, henholdsvis vil induksjonsvarmeren ikke være mer enn 2 kW.
• I beste fall vil en hjemmelaget enhet være i stand til å varme opp vann til to radiatorer, 1 kW hver, dette er nok til å varme opp ett rom. I verste fall vil oppvarmingen være svak eller til og med forsvinne helt, fordi testene ble utført uten kjølevæske.

Mer nøyaktige konklusjoner er vanskelig å trekke på grunn av mangel på informasjon om videre testing av enheten. En annen måte å uavhengig organisere induksjonsoppvarming av vann til oppvarming er vist i følgende video:

En radiator sveiset fra flere metallrør fungerer som en ekstern kjerne for virvelstrømmene som genereres av spolen til den samme induksjonstoppen. Konklusjonene er som følger:

• Den termiske effekten til det resulterende varmeapparatet overstiger ikke den elektriske effekten til panelet.
• Antall og størrelse på rørene ble valgt tilfeldig, men ga tilstrekkelig overflate for overføring av varme generert av virvelstrømmer.
• Denne induksjonsvarmerkretsen har vist seg å være vellykket for det spesifikke tilfellet der leiligheten er omgitt av lokalene til andre oppvarmede leiligheter. I tillegg viste forfatteren ikke driften av installasjonen i den kalde årstiden med å fikse lufttemperaturen i rommene.

Til støtte for konklusjonene er det foreslått å se en video der forfatteren prøvde å bruke en lignende varmeapparat i en frittliggende isolert bygning:

Driftsprinsipp

Induksjonsoppvarming er oppvarming av materialer med elektriske strømmer som induseres av et vekslende magnetfelt. Derfor er dette oppvarming av produkter laget av ledende materialer (ledere) av magnetfeltet til induktorer (kilder til et vekslende magnetfelt).

Induksjonsoppvarming utføres som følger. Et elektrisk ledende (metall, grafitt) arbeidsemne er plassert i en såkalt induktor, som er en eller flere svinger av ledning (oftest kobber). I induktoren induseres kraftige strømmer med forskjellige frekvenser (fra ti Hz til flere MHz), ved hjelp av en spesiell generator, som et resultat av at et elektromagnetisk felt oppstår rundt induktoren. Det elektromagnetiske feltet induserer virvelstrømmer i arbeidsstykket. Virvelstrømmer varmer arbeidsemnet under påvirkning av Joule-varmen.

Arbeidsstykkeinduktorsystemet er en kjerneløs transformator der induktoren er den primære viklingen. Arbeidsemnet er som en kortsluttet sekundærvikling. Den magnetiske strømmen mellom viklingene er lukket i luften.

Ved en høy frekvens forskyves virvelstrømmer av magnetfeltet som dannes av dem i de tynne overflatelagene på arbeidsstykket Δ (hudeffekt), som et resultat av at densiteten øker kraftig og arbeidsstykket varmes opp. De underliggende metallagene blir oppvarmet på grunn av varmeledningsevne. Det er ikke strømmen som er viktig, men den høye strømtettheten. I hudlaget Δ øker strømtettheten med e ganger i forhold til strømtettheten i arbeidsstykket, mens 86,4% av varmen fra den totale varmen frigjøres i hudlaget. Dybden på hudlaget avhenger av strålingsfrekvensen: jo høyere frekvens, jo tynnere blir hudlaget. Det avhenger også av den relative magnetiske permeabiliteten μ av arbeidsstykkematerialet.

For jern, kobolt, nikkel og magnetiske legeringer ved temperaturer under Curie-punktet μ har en verdi fra flere hundre til titusenvis. For andre materialer (smelter, ikke-jernholdige metaller, flytende lavsmeltende eutektikk, grafitt, elektrisk ledende keramikk, etc.) er μ omtrent lik enhet.

Formel for beregning av huddybde i mm:

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

Hvor ρ - elektrisk motstand av arbeidsstykkematerialet ved behandlingstemperaturen, Ohm m, f- frekvensen til det elektromagnetiske feltet generert av induktoren, Hz.

For eksempel, med en frekvens på 2 MHz, er dybden på hudlaget for kobber omtrent 0,047 mm, for jern er det ≈ 0,0001 mm.

Induktoren blir veldig varm under drift, da den absorberer sin egen stråling. I tillegg absorberer den varmestråling fra et varmt arbeidsemne. Induktorer er laget av kobberrør avkjølt av vann. Vann tilføres med sug - dette sørger for sikkerhet i tilfelle utbrenning eller annen trykkavlastning av induktoren.

Driftsprinsipp

Smelteenheten til en induksjonsovn brukes til å varme opp et bredt utvalg av metaller og legeringer. Det klassiske designet består av følgende elementer:

1. Tøm pumpen.
2. Vannkjølt spole.
3. Ramme i rustfritt stål eller aluminium.
4. Kontaktområde.
5. Varmebestandig betonghjerte.
6. Støtte med hydraulisk sylinder og lagersamling.

Operasjonsprinsippet er basert på etableringen av Foucault virvelinduksjonsstrømmer. Som regel forårsaker slike strømmer funksjonsfeil under drift av husholdningsapparater, men i dette tilfellet brukes de til å varme opp ladningen til ønsket temperatur. Nesten all elektronikk begynner å varme seg opp under drift. Denne negative faktoren i bruk av strøm brukes med full kapasitet.

Enhetsfordeler

Induksjons smelteovnen begynte å bli brukt relativt nylig. Berømte ovner med åpen ild, masovner og annet utstyr er installert på produksjonssteder. En slik ovn for å smelte metall har følgende fordeler:

1. Bruken av induksjonsprinsippet gjør utstyret kompakt. Det er derfor det ikke er noen problemer med plasseringen i små rom. Et eksempel er masovner, som kan installeres eksklusivt i forberedte rom.
2. Resultatene av utførte studier indikerer at effektiviteten er nesten 100%.
3. Høy smeltehastighet. Den høye effektivitetsfaktoren bestemmer at det tar mye kortere tid å varme opp metallet sammenlignet med andre ovner.
4. Noen smelteovner kan endre kjemisk sammensetning av metallet når de smelter. Induksjon tar førsteplassen i smeltenes renhet. De opprettet Foucault-strømmer varmer arbeidsemnet fra innsiden, og eliminerer dermed sannsynligheten for at ulike urenheter kommer inn i komposisjonen.

Det er den siste fordelen som bestemmer spredningen av induksjonsovnen i smykker, siden selv en liten konsentrasjon av fremmede urenheter kan påvirke resultatet oppnådd negativt.

På grunn av det faktum at M. Faraday i det fjerne 1831 oppdaget fenomenet elektromagnetisk induksjon, så verden et stort antall enheter som varmer opp vann og andre medier.

Fordi denne oppdagelsen ble realisert, bruker folk den hver dag i hverdagen.:

• Vannkoker med skivevarmer for oppvarming av vann;
• Multikoker ovn;
• Induksjonstopp;
• Mikrobølgeovner (komfyr);
• Varmeapparat;
• Varmesøyle.

Også åpningen påføres ekstruderen (ikke mekanisk). Tidligere ble det mye brukt i metallurgi og andre næringer relatert til metallbehandling. En fabrikkinduktiv kjele fungerer på prinsippet om virvelstrømmer som virker på en spesiell kjerne plassert i den indre delen av spolen. Foucault virvelstrømmer er overfladiske, så det er bedre å ta et hul metallrør som en kjerne, gjennom hvilket et kjølevæskeelement passerer.

Forekomsten av elektriske strømmer oppstår på grunn av tilførsel av en vekslende elektrisk spenning til viklingen, noe som forårsaker utseendet til et alternerende elektrisk magnetfelt, som endrer potensialer 50 ganger / sek. ved en standard industriell frekvens på 50 Hz.

I dette tilfellet er Rumkorf induksjonsspolen designet slik at den kan kobles direkte til strømnettet. I produksjonen brukes høyfrekvente elektriske strømmer til slik oppvarming - opptil 1 MHz, derfor er det ganske vanskelig å oppnå driften av enheten ved 50 Hz. Ledningens tykkelse og antall viklingssving som enheten bruker beregnes separat for hver enhet i henhold til en spesiell metode for ønsket varmekraft. En hjemmelaget, kraftig enhet må fungere effektivt, raskt varme vannet som strømmer gjennom røret og samtidig ikke varme opp.

Organisasjoner investerer derfor tungt i utvikling og implementering av slike produkter:

• Alle oppgaver løses vellykket;
• Effektiviteten til oppvarmingsenheten er 98%;
• Den fungerer uten avbrudd.

I tillegg til den høyeste effektiviteten, kan den ikke annet enn å tiltrekke seg hastigheten med hvilken medium som passerer gjennom kjernen varmes opp. I fig. funksjonen til induksjonsvannvarmeren som er opprettet ved anlegget er foreslått. En slik ordning har en enhet av VIN-merket, som er produsert av Izhevsk-anlegget.

Hvor lenge enheten skal fungere, avhenger utelukkende av hvor tett saken er og isolasjonen av ledningsvendene ikke er skadet, og dette er ifølge produsenten en ganske betydelig periode opptil 30 år.

For alle disse fordelene, som enheten har 100%, må du betale mye penger, en induktor, magnetisk varmtvannsbereder er den dyreste av alle typer varmeinstallasjoner. Derfor foretrekker mange håndverkere å montere en superøkonomisk varmeenhet alene.

Regler for å lage utstyr selv

For at indskal fungere riktig, må strømmen for et slikt produkt tilsvare strømmen (den må være minst 15 ampere, om nødvendig, så mer).

• Ledningen skal kuttes i deler som ikke er mer enn fem centimeter lange. Dette er nødvendig for effektiv oppvarming i et høyfrekvent felt.
• Kroppen skal ikke ha mindre diameter enn den forberedte ledningen og ha tykke vegger.
• For festing til oppvarmingsnettet er det festet en spesiell adapter på den ene siden av strukturen.
• Et nett bør plasseres i bunnen av røret for å forhindre at ledningen faller ut.
• Sistnevnte er nødvendig i en slik mengde at den fyller hele det indre rommet.
• Strukturen er lukket, en adapter er installert.
• Deretter konstrueres en spole fra dette røret. For å gjøre dette, pakker de den inn med allerede høstet ledning. Antall svinger må overholdes: minimum 80, maksimalt 90.
• Etter tilkobling til varmesystemet helles vann i enheten. Spolen er koblet til den forberedte omformeren.
• En pumpe er installert for å tilføre vann.
• En temperaturregulator er montert.

Dermed vil beregningen av induksjonsoppvarming avhenge av følgende parametere: lengde, diameter, temperatur og behandlingstid

Vær oppmerksom på induktansen til bussene som forsyner induktoren, som kan være mye høyere enn indikatorene for induktoren selv.

Induksjonsvarme med høy presisjon

Slik oppvarming har det enkleste prinsippet, siden det ikke er berøringsfritt. Høyfrekvent pulserende oppvarming gjør det mulig å oppnå de høyeste temperaturforholdene der det er mulig å behandle de vanskeligste metaller ved smelting. For å utføre induksjonsoppvarming er det nødvendig å skape den nødvendige spenningen på 12V (volt) og frekvensen til induktansen i de elektromagnetiske feltene.

Dette kan gjøres i en spesiell enhet - en induktor. Den drives av strøm fra et industrielt elektrisk nettverk ved 50 Hz.

Det er mulig å bruke individuelle strømforsyninger til dette - omformere / generatorer. Den enkleste enheten til en lavfrekvent enhet er en spiral (isolert leder), som kan plasseres i den indre delen av et metallrør eller vikles rundt den. Strømmene strømmer opp røret, som i fremtiden gir varme til stuen.

Bruk av induksjonsoppvarming ved minimumsfrekvenser er ikke vanlig. Den vanligste behandlingen av metaller er på en høyere eller middels frekvens. Slike enheter er preget av det faktum at magnetbølgen beveger seg til overflaten, der den dempes. Energi omdannes til varme. For at effekten skal bli bedre, må begge komponentene ha lignende form. Hvor brukes oppvarming?

I dag er bruken av høyfrekvent oppvarming utbredt:

• For smelting av metaller og lodding av disse ved en ikke-kontaktmetode;
• Mekanisk industri;
• Smykker;
• Oppretting av små elementer (brett) som kan bli skadet når du bruker andre teknikker;
• Herding av overflater av deler med ulik konfigurasjon;
• Varmebehandling av deler;
• Medisinsk praksis (desinfisering av apparater / instrumenter).

Oppvarming kan løse mange problemer.

Hva er induksjonsoppvarming?

Prinsippet som en induksjonsvarmer fungerer etter.

Induksjonsenheten fungerer på energien som genereres av det elektromagnetiske feltet... Den absorberes av varmebæreren og gir den til lokalene:

1. En induktor lager et elektromagnetisk felt i en slik varmtvannsbereder. Det er en flersvinget sylindrisk trådspole.
2. Ved å strømme gjennom den, genererer en vekselstrøm rundt spolen et magnetfelt.
3. Linjene er plassert vinkelrett på vektoren til den elektromagnetiske strømmen. Når de flyttes, gjenskaper de en lukket sirkel.
4. Virvelstrømmer skapt av vekselstrøm omdanner strøm til varme.

Varmenergi under induksjonsoppvarming brukes sparsomt og med lav oppvarmingshastighet. Takket være dette bringer induksjonsenheten vannet til varmesystemet til høy temperatur på kort tid.

Enhetens funksjoner

Den elektriske strømmen er koblet til primærviklingen.

Induksjonsoppvarming utføres ved hjelp av en transformator. Den består av et par viklinger:

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

Virvelstrømmer oppstår i den dype delen av transformatoren. De omdirigerer det fremvoksende elektromagnetiske feltet til den sekundære kretsen. Han fungerer samtidig som et legeme og fungerer som et varmeelement for vann.

Med en økning i tettheten av vortexstrømmer rettet mot kjernen, varmes den først opp, deretter hele det termiske elementet.

For å tilføre kaldt vann og tømme den forberedte varmebæreren inn i varmesystemet, er induksjonsvarmeren utstyrt med et par rør:

1. Den nedre er installert på inntaket til vannforsyningssystemet.
2. Det øvre grenrøret - til forsyningsseksjonen til varmesystemet.

Hvilke elementer består enheten av, og hvordan fungerer den?

En induksjonsvarmer består av følgende strukturelle elementer:

Foto	Konstruktiv enhet
	Induktor. Den består av mange svinger av kobbertråd. Det genereres et elektromagnetisk felt i dem.
	Varmeelement. Dette er et rør laget av metall- eller ståltrådskjær plassert inne i induktoren.
	Generator. Den konverterer husholdningsstrøm til høyfrekvent elektrisk strøm. Rollen til en generator kan spilles av en inverter fra en sveisemaskin.

Skjema for drift av et varmesystem med en induksjonsvannvarmer.

Med samspillet mellom alle komponentene i enheten genereres varmeenergi og overføres til vann. Enhetens driftsskjema er som følger:

1. Generatoren produserer en høyfrekvent elektrisk strøm. Han viderefører den til en induksjonsspole.
2. Det, etter å ha mottatt strømmen, forvandler den til et elektrisk magnetfelt.
3. Varmeapparatet, plassert inne i spolen, blir varmet opp av virkningen av vortexstrømmer som vises på grunn av endringen i magnetfeltvektoren.
4. Vannet som sirkulerer inne i elementet blir varmet opp av det. Så kommer den inn i varmesystemet.

Fordeler og ulemper ved induksjonsoppvarmingsmetoden

Enheten er kompakt og tar liten plass.

Induksjonsovner er utstyrt med slike fordeler:

• høyt effektivitetsnivå;
• trenger ikke hyppig vedlikehold;
• de tar liten ledig plass;
• på grunn av vibrasjoner i magnetfeltet, legger ikke skala seg inne i dem;
• enhetene er stille;
• de er trygge;
• på grunn av tettheten i saken, vises det ingen lekkasjer;
• driften av varmeren er helautomatisk;
• enheten er miljøvennlig, avgir ikke sot, sot, karbonmonoksid osv.

På bildet - en fabrikkinduksjonsvarmekjele.

Den største ulempen med enheten er de høye kostnadene for fabrikkmodellene..

Imidlertid kan denne ulempen utjevnes ved å montere en induksjonsvarmer med egne hender. Enheten er montert av lett tilgjengelige elementer, prisen er lav.

Fordeler med å bruke alle typer induksjonsovner

Induksjonsvarmeren har ubestridelige fordeler og er ledende blant alle typer enheter. Denne fordelen oppsummeres i det følgende:

• Den bruker mindre energi og forurenser ikke det omkringliggende rommet.
• Praktisk å betjene, det gir arbeid av høy kvalitet og lar deg kontrollere prosessen.
• Oppvarming gjennom veggene i kammeret gir spesiell renhet og muligheten til å oppnå ultrarente legeringer, mens smelting kan utføres i forskjellige atmosfærer, inkludert inerte gasser og i vakuum.
• Med hjelpen er ensartet oppvarming av deler av enhver form eller selektiv oppvarming mulig.
• Til slutt er induksjonsvarmer allsidige, slik at de kan brukes universelt, og erstatter foreldede energiintensive og ineffektive installasjoner.

Når du lager en induksjonsvarmer med egne hender, må du bekymre deg for sikkerheten til enheten. For å gjøre dette er det nødvendig å la seg styre av følgende regler som øker pålitelighetsnivået til det samlede systemet:

1. En sikkerhetsventil skal settes inn i den øvre tee for å frigjøre overtrykk. Hvis ikke sirkulasjonspumpen svikter, vil kjernen rett og slett sprekke under påvirkning av damp. Som regel gir ordningen med en enkel induksjonsvarmer slike øyeblikk.
2. Inverteren er bare koblet til nettverket via en RCD. Denne enheten fungerer i kritiske situasjoner og bidrar til å unngå kortslutning.
3. Sveiseomformeren må jordes ved å føre kabelen til en spesiell metallkrets montert i bakken bak konstruksjonens vegger.
4. Induksjonsvarmerhuset må plasseres 80 cm over gulvnivå. Videre bør avstanden til taket være minst 70 cm, og til andre møbler - mer enn 30 cm.
5. En induksjonsvarmer er en kilde til et veldig sterkt elektromagnetisk felt, så denne installasjonen bør holdes borte fra oppholdsrom og kabinetter med kjæledyr.

Induksjon varmekrets

Takket være oppdagelsen av M. Faraday i 1831 av fenomenet elektromagnetisk induksjon, dukket det opp mange enheter i vårt moderne liv som varmer vann og andre medier. Hver dag bruker vi en vannkoker med skivevarmer, en multikoker, en induksjonstopp, siden denne oppdagelsen for hverdagen bare har blitt realisert i vår tid. Tidligere ble den brukt i metallurgi og andre grener av metallindustrien.

En induksjonskjel fra fabrikken bruker i sitt arbeid prinsippet om virkningen av virvelstrømmer på en metallkjerne plassert inne i en spole. Foucault virvelstrømmer er av overflatenatur, så det er fornuftig å bruke et hul metallrør som en kjerne som et oppvarmet kjølevæske strømmer gjennom.

Prinsippet for drift av en induksjonsvarmer

Forekomsten av strømmer skyldes påføring av en vekslende elektrisk spenning på viklingen, som forårsaker utseendet til et alternerende elektromagnetisk felt som endrer potensialer 50 ganger per sekund ved en normal industriell frekvens på 50 Hz. I dette tilfellet er induksjonsspolen utformet på en slik måte at den kan kobles direkte til strømnettet. I industrien brukes høyfrekvente strømmer til slik oppvarming - opp til 1 MHz, så det er ganske vanskelig å oppnå driften av enheten med en frekvens på 50 Hz.

Tykkelsen på kobbertråden og antall viklingssving som brukes av induksjonsvarmere beregnes separat for hver enhet i henhold til en spesiell metode for den nødvendige termiske effekten. Produktet må fungere effektivt, raskt varme opp vannet som strømmer gjennom røret og samtidig ikke bli overopphetet. Bedrifter investerer betydelige midler i utvikling og implementering av slike produkter, slik at alle oppgaver er løst, og varmeapparatets effektivitet er 98%.

I tillegg til den høye effektiviteten er hastigheten med hvilken medium som strømmer gjennom kjernen oppvarmet spesielt attraktiv. Figuren viser et diagram over driften av en fabrikkprodusert induksjonsvarmer. Denne ordningen brukes i enhetene til det velkjente varemerket "VIN", produsert av Izhevsk-anlegget.

Varmeapparatets driftsdiagram

Holdbarheten til varmegeneratoren avhenger bare av tettheten i saken og integriteten til isolasjonen av ledningens svinger, og dette viser seg å være en ganske lang periode, erklærer produsenter - opptil 30 år. For alle disse fordelene som disse enhetene faktisk har, må du betale mye penger. En induksjonsvarmer er den dyreste av alle typer varmeinstallasjoner. Av denne grunn begynte noen håndverkere å produsere en hjemmelaget enhet for å kunne bruke den til å varme opp et hus.

Gjør-det-selv-prosess

Følgende verktøy er nyttige for arbeid:

• sveising inverter;
• sveisegenererende strøm med en styrke på 15 ampere.

Du trenger også kobbertråd, som er viklet rundt kjernekroppen. Enheten vil fungere som en induktor. Ledningskontaktene er koblet til terminalene på omformeren slik at det ikke dannes noen vendinger. Materialstykket som trengs for å montere kjernen, må ha riktig lengde. I snitt er antall svinger 50, ledningens diameter er 3 millimeter.

Kobbertråd med forskjellige diametre for vikling

La oss nå gå videre til kjernen. I sin rolle vil det være et polymerrør laget av polyetylen. Denne typen plast tåler ganske høye temperaturer. Kjernediameteren er 50 millimeter, veggtykkelsen er minst 3 mm. Denne delen brukes som en måler som en kobbertråd er viklet for å danne en induktor. Nesten alle kan montere en enkel induksjonsvarmer.

I videoen vil du se en måte - hvordan du uavhengig organiserer induksjonsoppvarming av vann for oppvarming:

Første alternativ

Tråden kuttes i 50 mm biter, og et plastrør fylles med det. For å forhindre at det søler ut av røret, bør du plugge endene med et trådnett. I endene plasseres adaptere fra røret, på stedet der varmeren er koblet til.

En vikling er viklet på kroppen av sistnevnte med kobbertråd. For dette formålet trenger du omtrent 17 meter ledning: du må gjøre 90 omdreininger, rørdiameteren er 60 millimeter. 3,14 × 60 × 90 = 17 m.

Det er viktig å vite! Når du kontrollerer driften av enheten, bør du nøye sørge for at det er vann (varmebærer) i den. Ellers smelter enhetens kropp raskt.
... Røret skjærer inn i rørledningen

Varmeapparatet er koblet til omformeren. Det gjenstår å fylle enheten med vann og slå den på. Alt er klart!

Røret skjærer inn i rørledningen. Varmeapparatet er koblet til omformeren. Det gjenstår å fylle enheten med vann og slå den på. Alt er klart!

Andre alternativ

Dette alternativet er mye enklere. En rett målerseksjon er valgt på den vertikale delen av røret. Det bør rengjøres grundig for maling med sandpapir. Videre er denne seksjonen av røret dekket av tre lag med elektrisk stoff. En induksjonsspole vikles med kobbertråd. Hele tilkoblingssystemet er godt isolert. Sveiseomformeren kan nå kobles til og monteringsprosessen er fullført.

Induksjonsspole av kobbertråd

Før du begynner å lage en varmtvannsbereder med egne hender, anbefales det å gjøre deg kjent med egenskapene til fabrikkprodukter og studere tegningene. Dette vil hjelpe deg med å forstå de opprinnelige dataene for hjemmelaget utstyr og unngå mulige feil.

Det tredje alternativet

For å gjøre varmeren på denne mer kompliserte måten, må du bruke sveising. For arbeid trenger du fortsatt en tre-fase transformator. To rør må sveises inn i hverandre, som vil fungere som en varmer og en kjerne. En vikling er viklet på induktorens kropp. Dermed økes ytelsen til enheten, som har en kompakt størrelse, noe som er veldig praktisk når du bruker den hjemme.

Svingende på induktorens kropp

For tilførsel og drenering av vann er 2 grenrør sveiset inn i induksjonsspolens kropp. For å ikke miste varme og forhindre mulige strømlekkasjer, må det gjøres isolasjon. Det vil eliminere problemene beskrevet ovenfor og fullstendig eliminere utseendet til støy under kjelens drift.

Avhengig av designfunksjonene skiller man ut gulv- og bordinduksjonsovner. Uansett hvilket alternativ som ble valgt, er det flere grunnleggende installasjonsregler:

1. Når utstyret er i drift, legges det høy belastning på strømnettet. For å eliminere muligheten for kortslutning på grunn av forringelse av isolasjonen, må det utføres en jording av høy kvalitet under installasjonen.
2. Designet har en vannkjølingskrets, som eliminerer muligheten for overoppheting av hovedelementene. Derfor bør en pålitelig økning av vann sikres.
3. Hvis det installeres en benkovn, bør du ta hensyn til stabiliteten til basen som brukes.
4. Smelteovnen til metall er representert av en kompleks elektrisk enhet, under installasjonen som alle produsentens anbefalinger må følges. Spesiell oppmerksomhet er gitt til parameterne til strømkilden, som må samsvare med enhetens modell.
5. Ikke glem at det skal være ganske mye ledig plass rundt ovnen. Selv om den er liten i volum og masse, kan smelten ved et uhell sprute ut av formen. Ved temperaturer over 1000 grader Celsius vil det forårsake uopprettelig skade på forskjellige materialer, og kan også forårsake brann.

Enheten kan bli veldig varm under drift. Det bør derfor ikke være brennbare eller eksplosive stoffer i nærheten. I tillegg, i henhold til forholdsregler for brannsikkerhet, lukk brannskjerm installeres.

Sikkerhetsreguleringer

for varmesystemer der induksjonsoppvarming brukes, er det viktig å følge flere regler for å unngå lekkasjer, tap av effektivitet, strømforbruk, ulykker. ... Induksjonsvarmesystemer krever en sikkerhetsventil for å frigjøre vann og damp i tilfelle pumpesvikt.


For å forhindre svikt i driften av det elektriske nettverket, anbefales det å koble en egenprodusert kjele med induksjonsoppvarming i henhold til de foreslåtte skjemaene til en egen forsyningsledning, hvis kabelseksjon vil være minst 5 mm2

Konvensjonelle ledninger kan ikke håndtere det nødvendige strømforbruket.

1. Induksjonsvarmesystemer krever en sikkerhetsventil for å frigjøre vann og damp i tilfelle pumpesvikt.
2. En manometer og en jordfeilbryter er obligatorisk for sikker drift av et selvmontert varmesystem.
3. Tilstedeværelsen av jording og elektrisk isolasjon av hele induksjonsvarmesystemet vil forhindre elektrisk støt.
4. For å unngå de skadelige effektene av det elektromagnetiske feltet på menneskekroppen, er det bedre å fjerne slike systemer utenfor oppholdsrommet, der installasjonsreglene skal følges, ifølge hvilke induksjonsoppvarmingsenheten skal være plassert i en avstand på 80 cm fra vannrett (gulv og tak) og 30 cm fra vertikale flater.
5. Før du slår på systemet, er det viktig å kontrollere tilstedeværelsen av et varmemedium.
6. For å forhindre funksjonsfeil i driften av det elektriske nettverket, anbefales det å koble en egenprodusert induksjonsvarmekjele i henhold til de foreslåtte skjemaene til en egen forsyningsledning, hvis kabelseksjon vil være minst 5 mm2. Konvensjonelle ledninger kan ikke håndtere det nødvendige strømforbruket.

Oppretting av sofistikerte enheter

Det er vanskeligere å lage en HDTV-varmeinstallasjon med egne hender, men dette er underlagt radioamatører, for å samle det trenger du en multivibratorkrets. Operasjonsprinsippet er likt - virvelstrømmer som oppstår fra samspillet mellom metallfyllstoffet i midten av spolen og dets eget høye magnetfelt, varmer overflaten.

Bygging av HDTV-installasjoner

Siden selv små spoler produserer en strøm på ca. 100 A, må en resonanskondensator kobles til dem for å balansere induksjonstrekket. Det finnes to typer arbeidskretser for oppvarming av HDTV ved 12V:

• koblet til strømforsyningen.

• målrettet elektrisk;
• koblet til strømforsyningen.

I det første tilfellet kan en mini HDTV-installasjon monteres på en time. Selv i fravær av et 220 V-nettverk, kan en slik generator brukes hvor som helst, men i nærvær av bilbatterier som strømkilder. Selvfølgelig er det ikke kraftig nok til å smelte metall, men det er i stand til å varme opp til de høye temperaturene som kreves for mindre arbeid, for eksempel oppvarming av kniver og skrutrekkere til blått. For å opprette den må du kjøpe:

• felt-effekt transistorer BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• bilbatteri fra 70 A / t;
• høyspenningskondensatorer.

11 A strømforsyningsstrømmen under oppvarming reduseres til 6 A på grunn av metallets motstand, men behovet for tykke ledninger som tåler en strøm på 11-12 A er fortsatt nødvendig for å unngå overoppheting.

Den andre kretsen for en ii en plastkasse er mer kompleks, basert på IR2153-driveren, men det er mer praktisk å bygge en resonans med en 100k regulator som bruker den. Det er nødvendig å kontrollere kretsen gjennom et nettverkskort med en spenning på 12 V. Kraftseksjonen kan kobles direkte til 220 V hovednettet ved hjelp av en diode bro. Resonansfrekvensen er 30 kHz. Følgende elementer kreves:

• ferrittkjerne 10 mm og kvele 20 omdreininger;
• kobberrør som HDTV-spole med 25 omdreininger per dorn 5-8 cm;
• kondensatorer 250 V.

Vortex varmeovner

En kraftigere installasjon, som er i stand til å varme boltene til gule, kan monteres i henhold til et enkelt oppsett. Men under drift vil varmeutviklingen være ganske stor, så det anbefales å installere radiatorer på transistorer. Du trenger også en choke, som kan lånes fra strømforsyningen til hvilken som helst datamaskin, og følgende hjelpematerialer:

• stål ferromagnetisk ledning;
• kobbertråd 1,5 mm;
• felt-effekt transistorer og dioder for omvendt spenning fra 500 V;
• Zener-dioder med en effekt på 2-3 W med en beregning på 15 V;
• enkle motstander.

Avhengig av ønsket resultat, er viklingen av ledningen på en kobberbase 10 til 30 omdreininger. Deretter kommer kretsmonteringen og klargjøringen av varmeapparatets basespole fra ca. 7 omdreininger med 1,5 mm kobbertråd. Den kobles til kretsen og deretter til strømmen.

Håndverkere som er kjent med sveising og betjening av en trefasetransformator kan ytterligere øke effektiviteten til enheten samtidig som den reduserer vekt og størrelse. For å gjøre dette må du sveise basene til to rør, som vil tjene som både en kjerne og en varmeapparat, og etter vikling, sveiser to dyser inn i kroppen for å utføre tilførsel og fjerning av kjølevæsken.

Fordeler og ulemper

Etter å ha behandlet prinsippet om drift av en induksjonsvarmer, kan du vurdere dens positive og negative sider. Gitt den høye populariteten til varmegeneratorer av denne typen, kan det antas at den har mye flere fordeler enn ulemper. Blant de viktigste fordelene er:

• Enkelhet i design.
• Høy effektivitetsfaktor.
• Lang levetid.
• Mindre risiko for skade på enheten.
• Betydelige energibesparelser.

Siden ytelsesindikatoren til en induksjonskjele er i et bredt spekter, er det uten problemer mulig å velge en enhet for et spesifikt bygningsoppvarmingssystem. Disse enhetene er i stand til raskt å varme opp kjølevæsken til en forhåndsbestemt temperatur, noe som gjorde dem til en verdig konkurrent til tradisjonelle kjeler.

Under driften av induksjonsvarmeren observeres en liten vibrasjon, på grunn av hvilken skala ristes av rørene. Som et resultat kan enheten rengjøres sjeldnere. Siden kjølevæsken er i konstant kontakt med varmeelementet, er risikoen for svikt relativt liten.

Del 1. INDUKSJEKJELLE med egne hender - det er enkelt. Induksjonstoppfeste.

Hvis det ikke ble gjort feil under installasjonen av induksjonskjelen, er lekkasjer praktisk talt ekskludert. Dette skyldes den kontaktløse overføringen av varmeenergi til varmeren. Ved hjelp av induksjonsvannsteknologi lar deg bringe det nesten til en gassform... Dermed oppnås effektiv bevegelse av vann gjennom rørene, og i noen situasjoner er det til og med mulig å gjøre uten bruk av sirkulasjonspumpeenheter.

Dessverre er det ingen ideelle enheter i dag. Sammen med mange fordeler har induksjonsovner en rekke ulemper. Siden enheten trenger strøm for å fungere, vil den ikke kunne fungere med maksimal effektivitet i regioner med hyppige strømbrudd. Når kjølevæsken overopphetes, øker trykket i systemet kraftig og rørene kan sprekke. For å unngå dette må induksjonsvarmeren være utstyrt med en nødstoppanordning.

DIY induksjonsvarmer

Hvordan induksjonsoppvarming fungerer

I driften av et induksjonsvarmer brukes energien til et elektromagnetisk felt, som den oppvarmede gjenstanden absorberer og omdanner til varme. En induktor brukes til å generere et magnetfelt, dvs. en flersvinget sylindrisk spole. Gjennom denne induktoren skaper en vekselstrøm en vekslende magnetfelt rundt spolen.

En hjemmelaget omformervarmer lar deg varme opp raskt og til veldig høye temperaturer. Ved hjelp av slike enheter kan du ikke bare varme opp vann, men til og med smelte forskjellige metaller.

Hvis en oppvarmet gjenstand plasseres inne i induktoren eller i nærheten av den, vil den gjennomsyres av strømmen til den magnetiske induksjonsvektoren, som stadig endrer seg i tid. I dette tilfellet oppstår et elektrisk felt, hvis linjer er plassert vinkelrett på magnetstrømens retning og beveger seg i en lukket sirkel. Takket være disse virvelstrømmene transformeres elektrisk energi til termisk energi og gjenstanden varmes opp.

Dermed overføres induktorens elektriske energi til objektet uten å bruke kontakter, slik det skjer i motstandsovner. Som et resultat forbrukes termisk energi mer effektivt, og oppvarmingshastigheten økes merkbart. Dette prinsippet er mye brukt innen metallprosessering: smelting, smiing, lodding, overflatebehandling osv. Med ikke mindre suksess kan en vortex induksjonsvarmer brukes til å varme opp vann.

Høyfrekvente induksjonsovner

Det største bruksområdet er for høyfrekvente induksjonsovner. Varmeapparatene er preget av en høy frekvens på 30-100 kHz og et bredt effektområde på 15-160 kW. Høyfrekvent typen gir en grunn oppvarming, men dette er nok til å forbedre metallets kjemiske egenskaper.

Høyfrekvente induksjonsovner er enkle å betjene og økonomiske, mens effektiviteten kan nå 95%. Alle typer fungerer kontinuerlig i lang tid, og to-enhetsversjonen (når høyfrekvent transformator er plassert i en separat enhet) tillater drift døgnet rundt. Varmeapparatet har 28 typer beskyttelse, som hver har ansvar for sin egen funksjon. Eksempel: overvåking av vanntrykket i kjølesystemet.

• Induksjonsvarmer 60 kW Perm
• Induksjonsvarmer 65 kW Novosibirsk
• Induksjonsvarmer 60 kW Krasnoyarsk
• Induksjonsvarmer 60 kW Kaluga
• Induksjonsvarmer 100 kW Novosibirsk
• Induksjonsvarmer 120 kW Jekaterinburg
• Induksjonsvarmer 160 kW Samara

Applikasjon:

• overflateherdende utstyr
• akselherding
• herding av kranhjul
• oppvarming av deler før bøying
• loddekuttere, kuttere, borekroner
• oppvarming av arbeidsstykket under varmstempling
• boltoverskrift
• sveising og overflatebehandling av metaller
• restaurering av deler.

Smelting av metall ved induksjon er mye brukt i forskjellige bransjer: metallurgi, maskinteknikk, smykker. En enkel induksjonsovn for smelting av metall hjemme kan monteres for hånd.

Oppvarming og smelting av metaller i induksjonsovner skjer på grunn av innvendig oppvarming og endringer i metallets krystallgitter når høyfrekvente virvelstrømmer passerer gjennom dem. Denne prosessen er basert på fenomenet resonans, hvor virvelstrømmer har en maksimal verdi.

For å forårsake strømmen av virvelstrømmer gjennom det smeltede metallet, plasseres det i handlingssonen til det elektromagnetiske feltet til induktoren - spolen. Det kan være i form av en spiral, figur åtte eller trefoil. Induktorens form avhenger av størrelsen og formen på arbeidsstykket som skal varmes opp.

Induktorspolen er koblet til en vekselstrømkilde. I industrielle smelteovner brukes strømmer med industriell frekvens på 50 Hz; for smelting av små volummetaller i smykker brukes høyfrekvente generatorer, ettersom de er mer effektive.

Visninger

Virvelstrømmer er lukket i en krets begrenset av induktorens magnetfelt. Derfor er oppvarming av ledende elementer mulig både inne i spolen og på utsiden av den.

Derfor er induksjonsovner av to typer:
• kanal, der kapasiteten for smelting av metaller er kanaler plassert rundt induktoren, og en kjerne er plassert inne i den;
• smeltedigel, de bruker en spesiell beholder - en smeltedigel laget av varmebestandig materiale, vanligvis avtakbar.

Kanalovn for stor og designet for industrielle volumer av metallsmelting. Den brukes til smelting av støpejern, aluminium og andre ikke-jernholdige metaller.
Smeltedigelovn ganske kompakt, den brukes av smykker, radioamatører, en slik komfyr kan settes sammen med egne hender og brukes hjemme.

Enhet

En hjemmelaget ovn for smelting av metaller har en ganske enkel design og består av tre hovedblokker plassert i et felles hus:
• høyfrekvent vekselstrømsgenerator;
• induktor - en spiralvikling laget av kobbertråd eller rør, laget for hånd;
• smeltedigel.

Digelen er plassert i en induktor, endene av viklingen er koblet til en strømkilde. Når strøm strømmer gjennom viklingen, oppstår et elektromagnetisk felt med en variabel vektor rundt den. Virvelstrømmer oppstår i et magnetfelt, rettet vinkelrett på vektoren og passerer langs en lukket sløyfe inne i viklingen. De passerer gjennom metallet som er plassert i digelen, mens de varmes opp til smeltepunktet.

Fordeler med en induksjonsovn:

• rask og jevn oppvarming av metallet umiddelbart etter at du har slått på enheten;
• retning av oppvarming - bare metall er oppvarmet, og ikke hele installasjonen;
• høy smeltehastighet og smeltehomogenitet;
• det er ingen fordampning av legering av metallkomponenter;
• installasjonen er miljøvennlig og sikker.

En sveiseomformer kan brukes som generator for en induksjonsovn for smelting av metall. Du kan også montere generatoren i henhold til diagrammene nedenfor med egne hender.

Ovn for smelting av metall på en sveiseomformer

Denne designen er enkel og sikker, siden alle omformere er utstyrt med intern overbelastningsbeskyttelse. I dette tilfellet kommer hele forsamlingen av ovnen til å lage en induktor med egne hender.

Det utføres vanligvis i form av en spiral laget av et tynnvegget kobberrør med en diameter på 8-10 mm. Den er bøyd i henhold til malen for den nødvendige diameteren, og plasserer svingene i en avstand på 5-8 mm. Antall svinger er fra 7 til 12, avhengig av omformerens diameter og egenskaper. Induktorens totale motstand må være slik at den ikke forårsaker overstrøm i omformeren, ellers vil den bli utløst av den interne beskyttelsen.

Spolen kan festes i et grafitt- eller PCB-hus og installeres inne i digelen. Du kan ganske enkelt plassere spolen på en varmebestandig overflate. Saken må ikke lede strøm, ellers vil virvelstrømkretsen passere gjennom den, og kraften til installasjonen vil avta. Av samme grunn anbefales det ikke å plassere fremmedlegemer i smeltesonen.

Når du bruker en sveiseomformer, må huset være jordet! Utløpet og ledningene må klassifiseres for gjeldende trekk på omformeren.

Oppvarmingssystemet til et privat hus er basert på driften av en komfyr eller kjele, høy ytelse og lang uavbrutt levetid, som avhenger både av merkevaren og installasjonen av selve varmeenhetene, og av riktig installasjon av skorsteinen.
du vil finne anbefalinger for valg av fast kjele, og i den neste vil du bli kjent med typene og reglene:

Transistor induksjonsovn: krets

Det er mange forskjellige måter å montere en induksjonsvarmer med egne hender. Et ganske enkelt og bevist skjema for en smelteovn av metall er vist i figuren:

For å montere installasjonen selv trenger du følgende deler og materialer:
• to felt-effekt transistorer av IRFZ44V typen;
• to dioder UF4007 (du kan også bruke UF4001);
• motstand 470 Ohm, 1 W (du kan ta to 0,5 W seriekoblet);
• filmkondensatorer for 250 V: 3 stykker med en kapasitet på 1 μF; 4 stykker - 220 nF; 1 stk - 470 nF; 1 stk - 330 nF;
• kobberviklingstråd i emaljeisolasjon Ø1,2 mm;
• kobberviklingstråd i emaljeisolasjon Ø2 mm;
• to ringer fra chokerne fjernet fra datamaskinens strømforsyning.

DIY monteringssekvens:

• Felteffekttransistorer er installert på radiatorer. Siden kretsen blir veldig varm under drift, må radiatoren være stor nok. Du kan installere dem på en radiator, men da må du isolere transistorer fra metallet ved hjelp av pakninger og skiver laget av gummi og plast. Pinout av felt-effekt transistorer er vist i figuren.

• Det er nødvendig å lage to chokes. For å lage dem blir kobbertråd med en diameter på 1,2 mm viklet på ringer fjernet fra strømforsyningsenheten til hvilken som helst datamaskin. Disse ringene består av pulverisert ferromagnetisk jern. Det er nødvendig å vinde fra 7 til 15 omdreininger på dem, og prøve å opprettholde avstanden mellom svingene.

• Samle kondensatorene ovenfor i et batteri med en total kapasitet på 4,7 μF. Kondensatorene er koblet parallelt.

• Induktorens vikling er laget av kobbertråd med en diameter på 2 mm. 7-8 svingete svinger er viklet på en sylindrisk gjenstand som passer for digelens diameter, og etterlater tilstrekkelig lange ender for tilkobling til kretsen.
• Koble elementene på brettet i samsvar med diagrammet. Et 12 V, 7,2 A / h batteri brukes som strømkilde. Strømforbruket i driftsmodus er ca 10 A, batterikapasiteten i dette tilfellet vil være nok i ca 40 minutter. Om nødvendig er ovnlegemet laget av varmebestandig materiale, for eksempel PCB. Effekten av enheten kan endres ved å endre antall omdreininger av induktorviklingen og diameteren.

Under kontinuerlig drift kan varmeelementene overopphetes! En vifte kan brukes til å kjøle dem ned.

Induksjonsvarmer for smelting av metall: video

Lampe induksjonsovn

En kraftigere induksjonsovn for smelting av metaller kan monteres med egne hender på elektroniske rør. Diagrammet til enheten er vist i figuren.

For å generere høyfrekvent strøm brukes fire parallellkoblede lamper. Et kobberrør med en diameter på 10 mm brukes som induktor. Enheten er utstyrt med en trimmerkondensator for strømregulering. Den utstedte frekvensen er 27,12 MHz.

For å montere kretsen trenger du:

• 4 elektroniske rør - tetroder, du kan bruke 6L6, 6P3 eller G807;
• 4 chokes for 100 ... 1000 μH;
• 4 kondensatorer ved 0,01 μF;
• neon indikatorlampe;
• trimmer kondensator.

DIY montering av enheten:

1. En induktor er laget av et kobberrør som bøyer den i form av en spiral. Sløyfediameteren er 8-15 cm, avstanden mellom sløyfene er minst 5 mm. Endene er fortinnet for lodding til kretsen. Induktorens diameter skal være 10 mm større enn diameteren på digelen som er plassert inne.
2. Plasser spolen i huset. Den kan være laget av et varmebestandig, ikke-ledende materiale eller av metall som gir termisk og elektrisk isolasjon fra kretselementene.
3. Kaskader av lamper er samlet i henhold til ordningen med kondensatorer og chokes. Kaskadene er koblet parallelt.
4. En neonindikatorlampe er koblet til - det vil signalisere at kretsen er klar til bruk. Lampen føres ut til kroppen på installasjonen.
5. Kretsen inkluderer en trimmer med variabel kondensator, og håndtaket blir også ført ut i saken.

For alle som elsker kaldrøykede delikatesser, foreslår vi at du lærer deg hvordan du raskt og enkelt kan lage et røykhus med egne hender, og bli kjent med foto- og videoinstruksjonene for å lage en røykgenerator for kaldrøyking.

Kjølekrets

Industrielle smelteverk er utstyrt med et tvungen kjølesystem basert på vann eller frostvæske. Å utføre vannkjøling hjemme vil kreve tilleggskostnader, som kan sammenlignes i pris med selve metallsmelteret.

Luftkjøling med vifte er mulig hvis viften er plassert tilstrekkelig fjernt. Ellers vil metallviklingen og andre elementer i viften tjene som en ekstra krets for å lukke virvelstrømmer, noe som vil redusere effektiviteten til enheten.

Elementer av elektroniske kretser og lampekretser er også i stand til å varme opp aktivt. For å avkjøle dem, er det gitt kjøleribber.

Sikkerhetstiltak på jobben

• Den største faren under drift er risikoen for forbrenning fra oppvarmede elementer i installasjonen og smeltet metall.
• Lampekretsen inkluderer høyspenningselementer, så den må plasseres i et lukket tilfelle, unntatt utilsiktet berøring av elementene.
• Det elektromagnetiske feltet kan påvirke gjenstander utenfor enheten. Derfor, før jobb, er det bedre å ta på seg klær uten metallelementer, fjerne komplekse enheter fra dekningsområdet: telefoner, digitale kameraer.

Det anbefales ikke å bruke enheten til personer med implanterte pacemakere!

Hjemmesmelteovnen kan også brukes til raskt å varme metallelementer, for eksempel når de tennes eller støpes. Egenskapene til de presenterte installasjonene kan skreddersys til en bestemt oppgave ved å endre induktorens parametere og utgangssignalet til generatorsettene - på denne måten kan du oppnå maksimal effektivitet.

Elektriske induksjonsenheter har lenge vært brukt i metallurgi og sveising. Til tross for enhetens tilsynelatende kompleksitet, tilhører ikke deres produksjon høyteknologier. Derfor, i to tiår, har dette prinsippet blitt mye brukt i hverdagen: spesielt når du lager elektriske ovner.

Fordeling av utstyr med en slik varmeapparat er ikke et stort problem, men servicesentre setter imponerende prislapper for hver samtale. Derfor, hvis du har grunnleggende ferdigheter innen radiomodellering, kan du reparere induksjonskoker med egne hender. Gjennomgangen vår vil fortelle om dette.

Hvordan en induksjonsvarmer fungerer

Operasjonsprinsippet er basert på ikke-oppvarming av metaller ved induserte virvelstrømmer. Alt metall som fanges i det høyfrekvente magnetfeltet varmes intenst. For å gjøre dette må flere vilkår være oppfylt:

• Materialet må effektivt absorbere energien i virvelfeltet. Derfor er redskaper til slike plater laget av ferromagnetiske metaller. Oftest er det stål.
• Svingningsfrekvensen til det vekslende magnetfeltet må være minst 20-60 kHz; for dette brukes passende generatorer.
• Området til induksjonsfeltet er veldig kompakt, så metallet (i dette tilfellet bunnen av kokekaret) skal være så nær induktoren som mulig.

Fra synspunktet til prosessens fysikk er dette en høyfrekvent transformator.

Rollen til primærviklingen spilles av en induktor som en høyfrekvent strøm strømmer gjennom. Sekundærviklingen er ikke annet enn bunnen av oppvasken, der når de utsettes for et vekslende magnetfelt, oppstår de samme strømmer som i spolen. På grunn av dette oppstår en sterk oppvarming av metallet.

La oss dvele ved en betingelse til:

• Overflaten på begge spolene (og de er strukturelt flate) skal være så jevn som mulig.

Bare i dette tilfellet er balansen mellom energioverføring sikret. Hva er den til? I tomme rom (over induktoren) er virvelstrømmen inaktiv. Den "ekstra" energien til magnetfeltet begynner å overopphetes primærspolen. I tillegg overføres overbelastningstemperaturen til utgangstrinnene til høyfrekvensgeneratoren. Hvis kjøleradiatorene svikter, går kretsen i stykker, og komponentene til induksjonskoker må repareres.

Induksjonsvarmer

Illustrasjonen viser hovedkomponentene til varmeelementet (konvensjonelt uten den øvre "viklingen"), det vil si at det ikke er kokekar.

• Temperatursensoren overvåker oppvarmingsgraden, og i kritiske moduser slår den av strømmen.
• Spolen (primærvikling) er en massiv kobberleder tett pakket i spiralform.
• Ferritene i huset danner et ferromagnetisk kompleks sammen med spolen.
• Kretskortet til høyfrekvente dynamo er utstyrt med en utgangstrinn-kjøleribbe, med tvungen kjøling (vifte).
• Generatorhuset gir effektiv luftstrøm til hele kretsen.

Ekte og imaginære feil ved induksjonskoker

Nyttig tips: Hvis det ikke er noen egnede kokekar, og du bare har en induksjonskoker, bruk en ferromagnetisk plate med passende diameter. Disse er tilgjengelige kommersielt, eller kan være laget av en tykk stålpanne.

Det er sant at tilberedningseffektiviteten reduseres kraftig, fordi varmekilden ikke vil være oppvasken selv, men metallplaten. Men du kan lage mat i din favoritt kobberpanne eller varmebestandige glasspanne.

Viktig! Tilstedeværelsen av væske (til og med vann) i et ikke-magnetisk kokekar vil ikke føre til at induksjonstoppen fungerer. Dette er ikke en mikrobølgeovn.

Demontering og reparasjon

Alle årsakene til at en induksjonstopp "har rett" til å ikke fungere er bekreftet: en komplett reparasjon gjenstår. Først og fremst kobler du fra kokeplaten fra strømforsyningen (selv om du er trygg på at du er en elektriker).

Deretter må du fjerne den dekorative overflaten forsiktig for å få tilgang til innsiden. Uansett produsentens merke, ser tilberedte induksjonskoker ut slik:

Vi foretar en ekstern undersøkelse. Eventuelle spor av sot, misfarging av komponenter, spor etter temperaturfarging på metallet bør gi mistanke. Problemet må man se etter fra eksterne manifestasjoner.

Hvis det ikke blir funnet noe mistenkelig, fortsetter vi i henhold til algoritmen “fra enkel til kompleks:

Tips: reparasjonsprosessen vil bli sterkt forenklet hvis du har et skjematisk diagram over den elektriske delen. Den kan lastes ned på spesialiserte reparasjonssider eller på produsentens portal.

Det spiller ingen rolle at det kan være på engelsk (mest sannsynlig er det). Enhver nybegynnermester som vet å lese diagrammer, vil enkelt finne ut av det.

Det vil ikke være overflødig å fotografere hvert trinn, spesielt før du demonterer hver enhet. Deretter vil du ikke gjøre feil når du monterer.

Den mest "populære" og virkelige funksjonsfeil

Hvis du ser på den forenklede kretsen, blir det klart at en av de viktige komponentene er kontrolltransistoren T1 på utgangstrinnet (den som blir avkjølt av kjøleribben).

Det er han som er utsatt for termisk overbelastning, spesielt når det gjelder bruk av retter med mindre diameter. Driften av kretsen er arrangert på en slik måte at transistorens driftsstrøm øker kraftig med økt belastning på induksjonsspolen. En utbrent del diagnostiseres ikke nødvendigvis visuelt, da radiatoren er på plass og er effektiv. Derfor, hvis det er mistanke om en transistorfeil, må den kontrolleres individuelt.

Ved hjelp av et multimeter kan du enkelt identifisere en funksjonsfeil og erstatte denne kritiske delen.

En annen konkurrent for å "fly ut" er en strømkondensator. I et forenklet diagram betegnes det som Cr. Den fungerer direkte med en induksjonsspole og er også utsatt for overoppheting.

Algoritmen er den samme: hvis det ikke er spor etter sammenbrudd på den, lodder vi den og sjekker den med et multimeter.

Utfall

For en erfaren radioamatør er det ganske mulig å reparere generatorbrettet. En nybegynner kan hovedsakelig stole på visuelle kontroller og banal kontinuitet av elementer.

Relaterte videoer

Induksjonsovner brukes til smelting av metaller og skiller seg ut ved at de varmes opp ved hjelp av en elektrisk strøm. Eksitasjon av strømmen skjer i induktoren, eller rettere sagt i det ikke-alternerende feltet.

I slike konstruksjoner konverteres energi flere ganger (i denne sekvensen):

• til elektromagnetisk;
• elektrisk;
• varme.

Slike ovner tillater bruk av varme med maksimal effektivitet, noe som ikke er overraskende fordi de er de mest avanserte av alle eksisterende modeller som kjører på elektrisitet.

Merk! Induksjonskonstruksjoner er av to typer - med eller uten kjerne. I det første tilfellet plasseres metallet i et rørformet spor som er plassert rundt induktoren. Kjernen er plassert i selve induktoren. Det andre alternativet kalles smeltedigel, for i det er metallet med smeltedigelen allerede inne i indikatoren. Det kan selvfølgelig ikke være snakk om noen kjerne i dette tilfellet.

Dagens artikkel vil fokusere på hvordan du lagerDIY induksjonsovn.

Blant de mange fordelene er følgende verdt å fremheve:

• økologisk renslighet og sikkerhet;
• økt homogenitet av smelten på grunn av metallets aktive bevegelse;
• rask respons - ovnen kan brukes nesten umiddelbart etter at den er slått på;
• sone og fokusert retning av energi;
• høy smeltehastighet;
• ikke noe avfall fra legeringsstoffer;
• evnen til å justere temperaturen;
• mange tekniske muligheter.

Men det er også ulemper.

1. Slaggen varmes opp av metallet, som et resultat av at den har lav temperatur.
2. Hvis slaggen er kald, er det veldig vanskelig å fjerne fosfor og svovel fra metallet.
3. Magnetfeltet blir spredt mellom spolen og det smeltede metallet, så det vil kreves en reduksjon i tykkelsen på foringen. Dette vil snart føre til at foringen i seg selv vil mislykkes.

Video - Induksjonsovn

Industriell applikasjon

Begge designene brukes til smelting av jern, aluminium, stål, magnesium, kobber og edle metaller. Det nyttige volumet av slike strukturer kan være så mye som noen få kilo og flere hundre tonn.

Industrielle ovner er delt inn i flere typer.

1. Mediumfrekvensdesign brukes ofte innen maskinteknikk og metallurgi. Med deres hjelp smelter stål, og når du bruker grafittdigler og ikke-jernholdige metaller.
2. Effektfrekvenskonstruksjoner brukes i jernsmelting.
3. Motstandskonstruksjoner er ment for smelting av aluminium, aluminiumslegeringer, sink.

Merk! Det var induksjonsteknologien som dannet grunnlaget for de mer populære enhetene - mikrobølgeovner.

Innenlands bruk

Av åpenbare grunner brukes ikke smelteovner til induksjon ofte i hjemmet. Men teknologien beskrevet i artikkelen finnes i nesten alle moderne hus og leiligheter. Dette er mikrobølgeovnene som er nevnt ovenfor, og induksjonskoker og elektriske ovner.

Tenk for eksempel på plater. De varmer kokekaret ved hjelp av induksjonsvirvelstrømmer, som et resultat av at oppvarming skjer nesten umiddelbart. Det er karakteristisk at det er umulig å slå på en kokeplate uten retter på den.

Effektiviteten til induksjonskoker når 90%. Til sammenligning: for elektriske ovner er det omtrent 55-65%, og for gass - ikke mer enn 30-50%. Men for å være rettferdig, bør det bemerkes at for drift av de beskrevne ovner, er spesielle retter påkrevd.

Hjemmelaget induksjonsovn

For ikke så lenge siden viste innenlandske radioamatører tydelig at en induksjonsovn kan lages av deg selv. I dag er det mange forskjellige ordninger og produksjonsteknologier, men vi har bare gitt de mest populære av dem, noe som betyr at de er mest effektive og enkle å implementere.

Høyfrekvent generator induksjonsovn

Nedenfor er et elektrisk diagram for å lage en hjemmelaget enhet fra en høyfrekvent generator (27,22 megahertz).

I tillegg til generatoren, vil montering kreve fire kraftige lyspærer og en tung beredskapspære.

Merk! Hovedforskjellen mellom en ovn laget i henhold til dette skjemaet er kondensatorhåndtaket - i dette tilfellet er det plassert utenfor.

I tillegg vil metallet i spolen (induktor) smelte i enheten med den minste kraften.

Når du produserer, er det nødvendig å huske noen viktige punkter som påvirker hastigheten på metallet. Den:

• makt;
• Frekvens;
• virvel tap;
• varmeoverføringsintensitet;
• hysteresetap.

Enheten får strøm fra et standard 220 V-nettverk, men med en forhåndsinstallert likeretter. Hvis ovnen er beregnet på oppvarming av et rom, anbefales det å bruke en nikrom spiral, og hvis du smelter, bør du bruke grafittbørster. La oss bli kjent med hvert av designene mer detaljert.

Video - Konstruksjon fra en sveiseomformer

Essensen av designet er som følger: et par grafittbørster er installert, og pulvergranitt helles mellom dem, hvoretter tilkoblingen til nedtrapp-transformatoren utføres. Det er karakteristisk at når du smelter, kan du ikke være redd for elektrisk støt, siden det ikke er behov for å bruke 220 V.

Monteringsteknologi

Trinn 1. Basen er samlet - en boks laget av murstein murstein på 10x10x18 cm, lagt på ildfaste fliser.

Trinn 2. Boksen er ferdig med asbestplate. Etter fukting med vann mykner materialet, slik at du kan gi det hvilken som helst form. Hvis ønskelig kan strukturen pakkes inn med ståltråd.

Merk! Dimensjonene på boksen kan variere avhengig av transformatorens kraft.

Trinn 3. Det beste alternativet for en grafittovn er en transformator fra en sveisemaskin med en effekt på 0,63 kW. Hvis transformatoren er vurdert til 380V, kan den spoles tilbake, selv om mange erfarne elektrikere hevder at du kan la den være som den er

Trinn 4. Transformatoren er pakket inn i tynn aluminium - slik at strukturen ikke blir for varm under drift.

Trinn 5. Grafittbørster er installert, et leiresubstrat er installert på bunnen av esken - slik at det smeltede metallet ikke sprer seg.

Den største fordelen med en slik ovn er den høye temperaturen, som til og med er egnet for smelting av platina eller palladium. Men blant minusene er hurtig oppvarming av transformatoren, et lite volum (ikke mer enn 10 g kan smeltes om gangen). Av denne grunn vil en annen utforming være nødvendig for å smelte store volumer.

Så for å smelte store mengder metall vil det være nødvendig med en ovn med nikromtråd. Prinsippet for konstruksjonens drift er ganske enkelt: en elektrisk strøm tilføres en nikrom spiral som varmes opp og smelter metallet. Det er mange forskjellige formler for å beregne lengden på en ledning på nettet, men de er i utgangspunktet de samme.

Trinn 1. For spiralen brukes ø0,3 mm nichrome med en lengde på ca. 11 m.

Trinn 2. Ledningen må vikles. For å gjøre dette trenger du et rett kobberrør ø5 mm - spiralen er viklet på den.

Trinn 3. Som en digel brukes et lite keramisk rør ø1,6 cm og 15 cm langt. Den ene enden av røret er plugget med en asbesttråd - så det smeltede metallet ikke vil strømme ut.

Trinn 4. Etter å ha sjekket funksjonaliteten og spiralen er lagt rundt røret. I dette tilfellet er den samme asbesttråden plassert mellom svingene - det vil forhindre kortslutning og begrense tilgangen til oksygen.

Trinn 5. Den ferdige spolen er plassert i en lampe med høy effekt. Disse patronene er vanligvis keramiske og er tilpasset størrelsen.

Fordelene med dette designet:

• høy produktivitet (opptil 30 g ved ett løp);
• rask oppvarming (ca. fem minutter) og lang avkjøling;
• brukervennlighet - det er praktisk å helle metall i former;
• rask utskifting av spolen i tilfelle utbrenthet.

Men det er selvfølgelig også ulemper:

• nichrome brenner ut, spesielt hvis spiralen er dårlig isolert;
• usikkerhet - enheten er koblet til en 220 V strømforsyning.

Merk! Du kan ikke tilsette metall til ovnen hvis den forrige delen allerede er smeltet der. Ellers vil alt materialet fly rundt i rommet, dessuten kan det skade øynene.

Som en konklusjon

Som du kan se, kan det fremdeles lages en induksjonsovn alene. Men for å være ærlig, er den beskrevne designen (som alt på Internett) egentlig ikke en ovn, men en Kukhtetsky laboratorieomformer. Det er rett og slett umulig å montere en fullverdig induksjonsstruktur hjemme.