Budget επαγωγική θέρμανση. Πώς να φτιάξετε έναν επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια σας από έναν μετατροπέα συγκόλλησης

Η επαγωγική θέρμανση είναι μια μέθοδος θέρμανσης χωρίς επαφή με ρεύματα υψηλής συχνότητας (RFH - θέρμανση με ραδιοσυχνότητες, θέρμανση με κύματα ραδιοσυχνοτήτων) ηλεκτρικά αγώγιμων υλικών.

Περιγραφή της μεθόδου.

Η επαγωγική θέρμανση είναι η θέρμανση των υλικών ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία επάγονται από ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Κατά συνέπεια, πρόκειται για τη θέρμανση προϊόντων από αγώγιμα υλικά (αγωγούς) από το μαγνητικό πεδίο των επαγωγέων (πηγές εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου). Η επαγωγική θέρμανση πραγματοποιείται ως εξής. Ένα ηλεκτρικά αγώγιμο τεμάχιο εργασίας (μέταλλο, γραφίτης) τοποθετείται σε ένα λεγόμενο επαγωγέα, το οποίο είναι μία ή περισσότερες στροφές σύρματος (συνήθως χαλκού). Ισχυρά ρεύματα διαφόρων συχνοτήτων (από δεκάδες Hz έως πολλά MHz) προκαλούνται στον επαγωγέα χρησιμοποιώντας μια ειδική γεννήτρια, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο. Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο προκαλεί δινορεύματα στο τεμάχιο εργασίας. Τα δινορεύματα θερμαίνουν το τεμάχιο εργασίας υπό την επίδραση της θερμότητας Joule (βλ. νόμο Joule-Lenz).

Το σύστημα πηνίου είναι ένας μετασχηματιστής χωρίς πυρήνα στον οποίο το πηνίο είναι η κύρια περιέλιξη. Το τεμάχιο εργασίας είναι το δευτερεύον τύλιγμα, βραχυκυκλωμένο. Η μαγνητική ροή μεταξύ των περιελίξεων κλείνει μέσω του αέρα.

Σε υψηλές συχνότητες, τα δινορευματικά ρεύματα μετατοπίζονται από το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούν τα ίδια σε λεπτά επιφανειακά στρώματα του τεμαχίου εργασίας Δ (φαινόμενο επιφανείας), με αποτέλεσμα η πυκνότητά τους να αυξάνεται απότομα και το τεμάχιο εργασίας να θερμαίνεται. Τα υποκείμενα στρώματα μετάλλου θερμαίνονται λόγω της θερμικής αγωγιμότητας. Δεν είναι το ρεύμα που είναι σημαντικό, αλλά η υψηλή πυκνότητα ρεύματος. Στο στρώμα δέρματος Δ, η πυκνότητα ρεύματος μειώνεται κατά e φορές σε σχέση με την πυκνότητα ρεύματος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, ενώ το 86,4% της θερμότητας απελευθερώνεται στο στρώμα του δέρματος (της συνολικής απελευθέρωσης θερμότητας. Το βάθος του στρώματος δέρματος εξαρτάται από τη συχνότητα ακτινοβολίας: όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο λεπτό είναι το στρώμα του δέρματος Εξαρτάται επίσης από τη σχετική μαγνητική διαπερατότητα μ του υλικού του τεμαχίου.

Για σίδηρο, κοβάλτιο, νικέλιο και μαγνητικά κράματα σε θερμοκρασίες κάτω από το σημείο Κιουρί, το μ έχει τιμή από αρκετές εκατοντάδες έως δεκάδες χιλιάδες. Για άλλα υλικά (τήγματα, μη σιδηρούχα μέταλλα, υγρά ευτηκτικά χαμηλής τήξης, γραφίτης, ηλεκτρολύτες, ηλεκτρικά αγώγιμα κεραμικά κ.λπ.) το μ είναι περίπου ίσο με τη μονάδα.

Για παράδειγμα, σε συχνότητα 2 MHz, το βάθος του δέρματος για τον χαλκό είναι περίπου 0,25 mm, για το σίδηρο ≈ 0,001 mm.

Ο επαγωγέας θερμαίνεται πολύ κατά τη λειτουργία, καθώς απορροφά τη δική του ακτινοβολία. Επιπλέον, απορροφά τη θερμική ακτινοβολία από το ζεστό τεμάχιο εργασίας. Οι επαγωγείς κατασκευάζονται από χάλκινους σωλήνες που ψύχονται με νερό. Το νερό τροφοδοτείται με αναρρόφηση - αυτό εξασφαλίζει ασφάλεια σε περίπτωση εξάντλησης ή άλλης αποσυμπίεσης του επαγωγέα.

Εφαρμογή:
Εξαιρετικά καθαρή τήξη, συγκόλληση και συγκόλληση μετάλλου χωρίς επαφή.
Απόκτηση πρωτοτύπων κραμάτων.
Κάμψη και θερμική επεξεργασία εξαρτημάτων μηχανών.
Κατασκευή κοσμημάτων.
Επεξεργασία μικρών εξαρτημάτων που μπορεί να καταστραφούν από φλόγα αερίου ή θέρμανση με τόξο.
Επιφανειακή σκλήρυνση.
Σκλήρυνση και θερμική επεξεργασία εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα.
Απολύμανση ιατρικών εργαλείων.

Φόντα.

Υψηλής ταχύτητας θέρμανση ή τήξη οποιουδήποτε ηλεκτρικά αγώγιμου υλικού.

Η θέρμανση είναι δυνατή σε προστατευτική ατμόσφαιρα αερίου, σε οξειδωτικό (ή αναγωγικό) περιβάλλον, σε μη αγώγιμο υγρό ή σε κενό.

Θέρμανση μέσω των τοίχων ενός προστατευτικού θαλάμου από γυαλί, τσιμέντο, πλαστικό, ξύλο - αυτά τα υλικά απορροφούν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία πολύ ασθενώς και παραμένουν κρύα κατά τη λειτουργία της εγκατάστασης. Θερμαίνεται μόνο ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό - μέταλλο (συμπεριλαμβανομένου του λιωμένου), άνθρακας, αγώγιμα κεραμικά, ηλεκτρολύτες, υγρά μέταλλα κ.λπ.

Λόγω των δυνάμεων MHD που προκύπτουν, λαμβάνει χώρα εντατική ανάμειξη του υγρού μετάλλου, μέχρι να διατηρηθεί σε αιώρηση στον αέρα ή σε ένα προστατευτικό αέριο - έτσι λαμβάνονται εξαιρετικά καθαρά κράματα σε μικρές ποσότητες (τήξη αιώρησης, τήξη σε ηλεκτρομαγνητικό χωνευτήριο) .

Δεδομένου ότι η θέρμανση πραγματοποιείται μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, δεν υπάρχει μόλυνση του τεμαχίου εργασίας με προϊόντα καύσης με πυρσό στην περίπτωση θέρμανσης με φλόγα αερίου ή με το υλικό ηλεκτροδίου στην περίπτωση θέρμανσης με τόξο. Η τοποθέτηση δειγμάτων σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου και υψηλοί ρυθμοί θέρμανσης θα εξαλείψει το σχηματισμό αλάτων.

Ευκολία στη χρήση λόγω του μικρού μεγέθους του επαγωγέα.

Ο επαγωγέας μπορεί να κατασκευαστεί από ειδικό σχήμα - αυτό θα επιτρέψει ομοιόμορφη θέρμανση σε ολόκληρη την επιφάνεια του εξαρτήματος σύνθετη διαμόρφωση, χωρίς να οδηγεί σε παραμόρφωσή τους ή τοπική έλλειψη θέρμανσης.

Είναι εύκολο να πραγματοποιηθεί τοπική και επιλεκτική θέρμανση.

Δεδομένου ότι η πιο έντονη θέρμανση εμφανίζεται στα λεπτά ανώτερα στρώματα του τεμαχίου εργασίας και τα υποκείμενα στρώματα θερμαίνονται πιο ήπια λόγω θερμικής αγωγιμότητας, η μέθοδος είναι ιδανική για επιφανειακή σκλήρυνση των εξαρτημάτων (ο πυρήνας παραμένει παχύρρευστος).

Εύκολος αυτοματισμός εξοπλισμού - κύκλοι θέρμανσης και ψύξης, ρύθμιση θερμοκρασίας και συντήρηση, τροφοδοσία και αφαίρεση τεμαχίων.

Μονάδες επαγωγικής θέρμανσης:

Για εγκαταστάσεις με συχνότητα λειτουργίας έως 300 kHz, χρησιμοποιούνται μετατροπείς που βασίζονται σε συγκροτήματα IGBT ή τρανζίστορ MOSFET. Τέτοιες εγκαταστάσεις έχουν σχεδιαστεί για τη θέρμανση μεγάλων εξαρτημάτων. Για τη θέρμανση μικρών εξαρτημάτων, χρησιμοποιούνται υψηλές συχνότητες (έως 5 MHz, μεσαία και μικρά κύματα), οι εγκαταστάσεις υψηλής συχνότητας κατασκευάζονται σε σωλήνες κενού.

Επίσης, για τη θέρμανση μικρών εξαρτημάτων, κατασκευάζονται εγκαταστάσεις υψηλής συχνότητας με χρήση τρανζίστορ MOSFET για συχνότητες λειτουργίας έως 1,7 MHz. Ο έλεγχος των τρανζίστορ και η προστασία τους σε υψηλότερες συχνότητες παρουσιάζει ορισμένες δυσκολίες, επομένως οι ρυθμίσεις υψηλότερης συχνότητας εξακολουθούν να είναι αρκετά ακριβές.

Ο επαγωγέας για τη θέρμανση μικρών εξαρτημάτων είναι μικρός σε μέγεθος και έχει χαμηλή επαγωγή, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του συντελεστή ποιότητας του ταλαντωτικού κυκλώματος εργασίας σε χαμηλές συχνότητες και μείωση της απόδοσης και επίσης θέτει σε κίνδυνο τον κύριο ταλαντωτή (ποιότητα ο συντελεστής του ταλαντωτικού κυκλώματος είναι ανάλογος του L/C, ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα με χαμηλό συντελεστή ποιότητας είναι πολύ καλά «αντλείται» με ενέργεια, σχηματίζει βραχυκύκλωμα στον επαγωγέα και απενεργοποιεί τον κύριο ταλαντωτή). Για να αυξηθεί ο παράγοντας ποιότητας του ταλαντωτικού κυκλώματος, χρησιμοποιούνται δύο τρόποι:
- αύξηση της συχνότητας λειτουργίας, η οποία οδηγεί σε πιο περίπλοκες και δαπανηρές εγκαταστάσεις.
- χρήση σιδηρομαγνητικών ενθεμάτων στον επαγωγέα. επικόλληση του επαγωγέα με πάνελ από σιδηρομαγνητικό υλικό.

Δεδομένου ότι ο επαγωγέας λειτουργεί πιο αποτελεσματικά σε υψηλές συχνότητες, η επαγωγική θέρμανση έλαβε βιομηχανική εφαρμογή μετά την ανάπτυξη και την έναρξη της παραγωγής λαμπτήρων γεννήτριας υψηλής ισχύος. Πριν από τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, η επαγωγική θέρμανση είχε περιορισμένη χρήση. Ως γεννήτριες χρησιμοποιήθηκαν τότε γεννήτριες μηχανών υψηλής συχνότητας (έργα της V.P. Vologdin) ή εγκαταστάσεις εκκένωσης σπινθήρα.

Το κύκλωμα γεννήτριας μπορεί, καταρχήν, να είναι οτιδήποτε (πολυδονητής, γεννήτρια RC, γεννήτρια με ανεξάρτητη διέγερση, διάφορες γεννήτριες χαλάρωσης), που λειτουργεί με φορτίο με τη μορφή πηνίου επαγωγής και έχει επαρκή ισχύ. Είναι επίσης απαραίτητο η συχνότητα ταλάντωσης να είναι αρκετά υψηλή.

Για παράδειγμα, για να «κόψετε» ένα χαλύβδινο σύρμα με διάμετρο 4 mm σε λίγα δευτερόλεπτα, απαιτείται ταλαντωτική ισχύς τουλάχιστον 2 kW σε συχνότητα τουλάχιστον 300 kHz.

Το σχήμα επιλέγεται σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια: αξιοπιστία; σταθερότητα κραδασμών. σταθερότητα της ισχύος που απελευθερώνεται στο τεμάχιο εργασίας. ευκολία κατασκευής? ευκολία εγκατάστασης? ελάχιστη ποσότηταανταλλακτικά για μείωση του κόστους. η χρήση εξαρτημάτων που μαζί έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση του βάρους και των διαστάσεων κ.λπ.

Για πολλές δεκαετίες, μια επαγωγική γεννήτρια τριών σημείων (γεννήτρια Hartley, γεννήτρια αυτομετασχηματιστή) χρησιμοποιήθηκε ως γεννήτρια ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας. ανατροφοδότηση, κύκλωμα που βασίζεται σε επαγωγικό διαιρέτη τάσης βρόχου). Αυτό είναι ένα αυτοδιεγερτικό κύκλωμα παράλληλης τροφοδοσίας για την άνοδο και ένα κύκλωμα επιλεκτικής συχνότητας κατασκευασμένο σε ένα ταλαντούμενο κύκλωμα. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία και συνεχίζει να χρησιμοποιείται σε εργαστήρια, εργαστήρια κοσμημάτων, βιομηχανικές επιχειρήσεις, καθώς και στην ερασιτεχνική πρακτική. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, πραγματοποιήθηκε επιφανειακή σκλήρυνση των κυλίνδρων δεξαμενών T-34 σε τέτοιες εγκαταστάσεις.

Μειονεκτήματα τριών σημείων:

Χαμηλή απόδοση (λιγότερο από 40% όταν χρησιμοποιείται λαμπτήρας).

Ισχυρή απόκλιση συχνότητας τη στιγμή της θέρμανσης των τεμαχίων από μαγνητικά υλικάπάνω από το σημείο Curie (≈700C) (μ αλλαγές), το οποίο αλλάζει το βάθος του στρώματος του δέρματος και αλλάζει απρόβλεπτα τη λειτουργία θερμικής επεξεργασίας. Κατά τη θερμική επεξεργασία κρίσιμων εξαρτημάτων, αυτό μπορεί να είναι απαράδεκτο. Επίσης, οι ισχυρές εγκαταστάσεις HDTV πρέπει να λειτουργούν σε ένα στενό εύρος συχνοτήτων που επιτρέπει η Rossvyazohrankultura, καθώς με κακή θωράκιση είναι στην πραγματικότητα ραδιοπομποί και μπορούν να επηρεάσουν την τηλεοπτική και ραδιοφωνική μετάδοση, τις παράκτιες υπηρεσίες και τις υπηρεσίες διάσωσης.

Κατά την αλλαγή των τεμαχίων εργασίας (για παράδειγμα, από ένα μικρότερο σε ένα μεγαλύτερο), αλλάζει η αυτεπαγωγή του συστήματος πηνίου-τεμαχίου εργασίας, γεγονός που οδηγεί επίσης σε αλλαγή στη συχνότητα και το βάθος του στρώματος δέρματος.

Όταν αλλάζετε πηνία μονής στροφής σε πολλαπλών στροφών, σε μεγαλύτερα ή μικρότερα, αλλάζει και η συχνότητα.

Υπό την ηγεσία των Babat, Lozinsky και άλλων επιστημόνων, αναπτύχθηκαν κυκλώματα γεννήτριας δύο και τριών κυκλωμάτων που έχουν υψηλότερη απόδοση (έως 70%) και επίσης διατηρούν καλύτερα τη συχνότητα λειτουργίας. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι η εξής. Λόγω της χρήσης συζευγμένων κυκλωμάτων και της αποδυνάμωσης της σύνδεσης μεταξύ τους, μια αλλαγή στην αυτεπαγωγή του κυκλώματος λειτουργίας δεν συνεπάγεται έντονη αλλαγή στη συχνότητα του κυκλώματος ρύθμισης συχνότητας. Οι πομποί ραδιοφώνου σχεδιάζονται χρησιμοποιώντας την ίδια αρχή.

Οι σύγχρονες γεννήτριες HDTV είναι μετατροπείς που βασίζονται σε συγκροτήματα IGBT ή ισχυρά τρανζίστορ MOSFET, που συνήθως κατασκευάζονται σύμφωνα με ένα κύκλωμα γέφυρας ή μισής γέφυρας. Λειτουργία σε συχνότητες έως 500 kHz. Οι πύλες του τρανζίστορ ανοίγουν χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ελέγχου μικροελεγκτή. Το σύστημα ελέγχου, ανάλογα με την εργασία στο χέρι, σας επιτρέπει να κρατάτε αυτόματα

Α) σταθερή συχνότητα
β) σταθερή ισχύς που απελευθερώνεται στο τεμάχιο εργασίας
γ) μέγιστο υψηλή απόδοση.

Για παράδειγμα, όταν ένα μαγνητικό υλικό θερμαίνεται πάνω από το σημείο Κιουρί, το πάχος του στρώματος του δέρματος αυξάνεται απότομα, η πυκνότητα ρεύματος πέφτει και το τεμάχιο εργασίας αρχίζει να θερμαίνεται χειρότερα. Οι μαγνητικές ιδιότητες του υλικού εξαφανίζονται επίσης και η διαδικασία αντιστροφής της μαγνήτισης σταματά - το τεμάχιο εργασίας αρχίζει να θερμαίνεται χειρότερα, η αντίσταση φορτίου μειώνεται απότομα - αυτό μπορεί να οδηγήσει σε "εξάπλωση" της γεννήτριας και αστοχία της. Το σύστημα ελέγχου παρακολουθεί τη μετάβαση μέσω του σημείου Curie και αυξάνει αυτόματα τη συχνότητα όταν το φορτίο μειώνεται απότομα (ή μειώνει την ισχύ).

Σημειώσεις.

Εάν είναι δυνατόν, το πηνίο πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τεμάχιο εργασίας. Αυτό όχι μόνο αυξάνει την πυκνότητα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου κοντά στο τεμάχιο εργασίας (ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης), αλλά αυξάνει επίσης τον συντελεστή ισχύος Cos(φ).

Η αύξηση της συχνότητας μειώνει απότομα τον συντελεστή ισχύος (ανάλογα με τον κύβο της συχνότητας).

Κατά τη θέρμανση των μαγνητικών υλικών, απελευθερώνεται επιπλέον θερμότητα λόγω της αντιστροφής της μαγνήτισης, η θέρμανση τους στο σημείο Κιουρί είναι πολύ πιο αποτελεσματική.

Κατά τον υπολογισμό ενός επαγωγέα, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η αυτεπαγωγή των ζυγών που οδηγούν στον επαγωγέα, η οποία μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη από την αυτεπαγωγή του ίδιου του πηνίου (εάν ο επαγωγέας κατασκευάζεται με τη μορφή μιας στροφής μικρής διαμέτρου ή ακόμη και μέρος μιας στροφής - ένα τόξο).

Υπάρχουν δύο περιπτώσεις συντονισμού σε ταλαντωτικά κυκλώματα: συντονισμός τάσης και συντονισμός ρεύματος.
Παράλληλο ταλαντούμενο κύκλωμα – συντονισμός ρεύματος.
Σε αυτή την περίπτωση, η τάση στο πηνίο και στον πυκνωτή είναι ίδια με αυτή της γεννήτριας. Σε συντονισμό, η αντίσταση κυκλώματος μεταξύ των σημείων διακλάδωσης γίνεται μέγιστη και το ρεύμα (Ι σύνολο) μέσω της αντίστασης φορτίου Rн θα είναι ελάχιστο (το ρεύμα μέσα στο κύκλωμα I-1l και I-2s είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα της γεννήτριας).

Στην ιδανική περίπτωση, η σύνθετη αντίσταση βρόχου είναι άπειρη - το κύκλωμα δεν αντλεί ρεύμα από την πηγή. Όταν η συχνότητα της γεννήτριας αλλάζει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση από τη συχνότητα συντονισμού, η σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος μειώνεται και το ρεύμα γραμμής (σύνολο I) αυξάνεται.

Σειρά ταλαντευόμενο κύκλωμα – συντονισμός τάσης.

Το κύριο χαρακτηριστικό ενός κυκλώματος συντονισμού σειράς είναι ότι η σύνθετη αντίστασή του είναι ελάχιστη στον συντονισμό. (ZL + ZC – ελάχιστο). Όταν ρυθμίζετε τη συχνότητα πάνω ή κάτω από τη συχνότητα συντονισμού, η σύνθετη αντίσταση αυξάνεται.
Σύναψη:
Σε ένα παράλληλο κύκλωμα συντονισμού, το ρεύμα μέσω των ακροδεκτών του κυκλώματος είναι 0 και η τάση είναι μέγιστη.
Σε ένα σειριακό κύκλωμα, αντίθετα, η τάση τείνει στο μηδέν και το ρεύμα είναι μέγιστο.

Το άρθρο λήφθηκε από τον ιστότοπο http://dic.academic.ru/ και αναθεωρήθηκε σε κείμενο πιο κατανοητό για τον αναγνώστη από την Prominductor LLC.

Οι συσκευές που θερμαίνονται χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια αντί για αέριο είναι ασφαλείς και βολικές. Τέτοιες θερμάστρες δεν παράγουν αιθάλη και δυσάρεστη οσμή, αλλά καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Μια εξαιρετική λύση είναι να συναρμολογήσετε έναν επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια σας. Αυτό αποτελεί εξοικονόμηση κόστους και συνεισφορά στον οικογενειακό προϋπολογισμό. Υπάρχουν πολλά απλά σχήματα σύμφωνα με τα οποία μπορείτε να συναρμολογήσετε μόνοι σας έναν επαγωγέα.

Για να καταστεί ευκολότερη η κατανόηση των κυκλωμάτων και η σωστή συναρμολόγηση της δομής, θα ήταν χρήσιμο να εξετάσουμε την ιστορία της ηλεκτρικής ενέργειας. Μέθοδοι Θέρμανσης μεταλλικές κατασκευέςΤα πηνία ηλεκτρομαγνητικού ρεύματος χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανική παραγωγή οικιακές συσκευές- λέβητες, θερμάστρες και σόμπες. Αποδεικνύεται ότι μπορείτε να φτιάξετε έναν λειτουργικό και ανθεκτικό επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια σας.

Πώς λειτουργούν οι συσκευές

Πώς λειτουργούν οι συσκευές

Διάσημοι Βρετανοί επιστήμονας XIXαιώνα Ο Faraday πέρασε 9 χρόνια ερευνώντας για να μετατρέψει τα μαγνητικά κύματα σε ηλεκτρισμό. Το 1931, επιτέλους έγινε μια ανακάλυψη, που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Η περιέλιξη του σύρματος του πηνίου, στο κέντρο του οποίου υπάρχει ένας πυρήνας από μαγνητικό μέταλλο, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο υπό τη δύναμη εναλλασσόμενου ρεύματος. Υπό την επίδραση των ροών δίνης, ο πυρήνας θερμαίνεται.

Μια σημαντική απόχρωση - θέρμανση θα συμβεί εάν AC, τροφοδοτώντας το πηνίο, θα αλλάξει το διάνυσμα και το πρόσημο του πεδίου στις υψηλές συχνότητες.

Η ανακάλυψη του Faraday άρχισε να χρησιμοποιείται τόσο στη βιομηχανία όσο και στην κατασκευή σπιτικά μοτέρκαι ηλεκτρικές θερμάστρες. Το πρώτο μεταλλουργείο βασισμένο σε επαγωγέα δίνης άνοιξε το 1928 στο Σέφιλντ. Αργότερα, τα εργαστήρια του εργοστασίου θερμάνθηκαν με την ίδια αρχή και για να θερμάνουν το νερό, μεταλλικές επιφάνειεςοι ειδικοί συναρμολόγησαν το πηνίο με τα χέρια τους.

Το διάγραμμα της συσκευής εκείνης της εποχής ισχύει και σήμερα. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι ένας επαγωγικός λέβητας, ο οποίος περιέχει:

• μεταλλικός πυρήνας?
• πλαίσιο;
• θερμομόνωση.

Λιγότερο βάρος, μέγεθος και υψηλότερη απόδοση επιτυγχάνονται χάρη στους λεπτούς χαλύβδινους σωλήνες που χρησιμεύουν ως βάση του πυρήνα. Στα πλακάκια κουζίνας, ο επαγωγέας είναι ένα πεπλατυσμένο πηνίο που βρίσκεται κοντά στην εστία.

Τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος για την επιτάχυνση της συχνότητας ρεύματος είναι τα εξής:

• Η βιομηχανική συχνότητα 50 Hz δεν είναι κατάλληλη για οικιακές συσκευές.
• Η απευθείας σύνδεση του επαγωγέα στο δίκτυο θα οδηγήσει σε βουητό και χαμηλή θέρμανση.
• Η αποτελεσματική θέρμανση πραγματοποιείται σε συχνότητα 10 kHz.

Συναρμολόγηση σύμφωνα με διαγράμματα

Όποιος γνωρίζει τους νόμους της φυσικής μπορεί να συναρμολογήσει έναν επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια του. Η πολυπλοκότητα της συσκευής θα ποικίλλει ανάλογα με το επίπεδο ετοιμότητας και εμπειρίας του πλοιάρχου.

Υπάρχουν πολλά εκπαιδευτικά βίντεο που μπορείτε να ακολουθήσετε για να δημιουργήσετε αποτελεσματική συσκευή. Είναι σχεδόν πάντα απαραίτητο να χρησιμοποιείτε τα ακόλουθα βασικά εξαρτήματα:

• χαλύβδινο σύρμα με διάμετρο 6−7 mm.
• σύρμα χαλκού για τον επαγωγέα.
• μεταλλικό πλέγμα (για να συγκρατεί το σύρμα μέσα στο περίβλημα).
• προσαρμογείς?
• σωλήνες για το σώμα (πλαστικό ή χάλυβα).
• μετατροπέας υψηλής συχνότητας.

Αυτό θα είναι αρκετό για να συναρμολογήσετε ένα επαγωγικό πηνίο με τα χέρια σας και αυτό είναι που βρίσκεται στην καρδιά του ταχυθερμοσίφωνας. Αφού προετοιμαστούν τα απαραίτητα στοιχεία Μπορείτε να προσεγγίσετε απευθείας τη διαδικασία κατασκευής της συσκευής:

• κόψτε το σύρμα σε κομμάτια 6-7 cm.
• καλύψτε με μεταλλικό πλέγμα εσωτερικό μέροςσωλήνες και γεμίστε το σύρμα μέχρι την κορυφή.
• κλείστε ομοίως την οπή του σωλήνα από έξω.
• τυλίξτε το χάλκινο σύρμα γύρω από το πλαστικό σώμα τουλάχιστον 90 φορές για ένα πηνίο.
• τοποθετήστε τη δομή στο σύστημα θέρμανσης.
• Χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα, συνδέστε το πηνίο στην ηλεκτρική ενέργεια.

Συνιστάται πρώτα η γείωση του μετατροπέα και η προετοιμασία αντιψυκτικού ή νερού.

Χρησιμοποιώντας έναν παρόμοιο αλγόριθμο, μπορείτε εύκολα να συναρμολογήσετε έναν επαγωγικό λέβητα, για τον οποίο θα πρέπει:

• κόψτε τα κενά από χαλύβδινος σωλήνας 25 επί 45 mm με τοίχωμα όχι μεγαλύτερο από 2 mm.
• συγκολλήστε τα μεταξύ τους, συνδέοντάς τα με μικρότερες διαμέτρους.
• συγκόλληση σιδερένια καπάκιαστα άκρα και τρυπήστε τρύπες για σωλήνες με σπείρωμα.
• φτιάξτε μια βάση για μια επαγωγική σόμπα συγκολλώντας δύο γωνίες στη μία πλευρά.
• εισάγω τελώνιοστο στήριγμα από τις γωνίες και συνδέστε το στο τροφοδοτικό.
• προσθέστε ψυκτικό στο σύστημα και ενεργοποιήστε τη θέρμανση.

Πολλοί επαγωγείς λειτουργούν με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 2 - 2,5 kW. Τέτοιοι θερμαντήρες έχουν σχεδιαστεί για δωμάτιο 20 - 25 m². Εάν η γεννήτρια χρησιμοποιείται σε σέρβις αυτοκινήτου, μπορείτε να τη συνδέσετε σε μηχανή συγκόλλησης, αλλά Είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη ορισμένες αποχρώσεις:

• Χρειάζεστε εναλλασσόμενο ρεύμα, όχι συνεχές ρεύμα όπως ένας μετατροπέας. Μηχανή συγκόλλησηςθα πρέπει να εξεταστεί για την παρουσία σημείων όπου η τάση δεν έχει άμεση κατεύθυνση.
• Ο αριθμός των στροφών σε ένα σύρμα μεγαλύτερης διατομής επιλέγεται με μαθηματικούς υπολογισμούς.
• Απαιτείται ψύξη των στοιχείων λειτουργίας.

Δημιουργία εξελιγμένων συσκευών

Η δημιουργία μιας εγκατάστασης θέρμανσης HDTV με τα χέρια σας είναι πιο δύσκολη, αλλά οι ραδιοερασιτέχνες μπορούν να το κάνουν, γιατί για να τη συναρμολογήσετε θα χρειαστείτε ένα κύκλωμα πολυδονητή. Η αρχή λειτουργίας είναι παρόμοια - τα δινορεύματα που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση του μεταλλικού πληρωτικού στο κέντρο του πηνίου και το δικό του εξαιρετικά μαγνητικό πεδίο θερμαίνουν την επιφάνεια.

Σχεδιασμός εγκαταστάσεων HDTV

Δεδομένου ότι ακόμη και μικρά πηνία παράγουν ρεύμα περίπου 100 A, θα χρειαστεί να συνδεθεί μια χωρητικότητα συντονισμού με αυτά για να εξισορροπηθεί το ρεύμα επαγωγής. Υπάρχουν 2 τύποι κυκλωμάτων λειτουργίας για θέρμανση HDTV στα 12 V:

• συνδεδεμένο στο ρεύμα.

• στοχευμενα ηλεκτρικα?
• συνδεδεμένο στο ρεύμα.

Στην πρώτη περίπτωση, μια εγκατάσταση μίνι HDTV μπορεί να συναρμολογηθεί σε μια ώρα. Ακόμη και αν δεν υπάρχει δίκτυο 220 V, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια τέτοια γεννήτρια οπουδήποτε, αρκεί να έχετε μπαταρίες αυτοκινήτου ως πηγές ενέργειας. Φυσικά, δεν είναι αρκετά ισχυρό για να λιώσει μέταλλο, αλλά μπορεί να ζεσταθεί μέχρι υψηλές θερμοκρασίεςαπαραίτητο για μικρές εργασίες, όπως θέρμανση μαχαιριών και κατσαβιδιών μπλε. Για να το δημιουργήσετε πρέπει να αγοράσετε:

• τρανζίστορ εφέ πεδίου BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• μπαταρία αυτοκινήτου από 70 A/h.
• πυκνωτές υψηλής τάσης.

Το ρεύμα του τροφοδοτικού 11 Α μειώνεται στα 6 Α κατά τη θέρμανση λόγω της μεταλλικής αντίστασης, αλλά η ανάγκη για χοντρά σύρματα που να αντέχουν ρεύμα 11-12 Α παραμένει για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση.

Το δεύτερο κύκλωμα για εγκατάσταση επαγωγικής θέρμανσης σε πλαστική θήκη είναι πιο περίπλοκο, με βάση το πρόγραμμα οδήγησης IR2153, αλλά είναι πιο βολικό να το χρησιμοποιήσετε για να δημιουργήσετε συντονισμό 100k μέσω του ρυθμιστή. Το κύκλωμα πρέπει να ελέγχεται μέσω προσαρμογέα δικτύου με τάση 12 V ή μεγαλύτερη. Η συχνότητα συντονισμού είναι 30 kHz. Θα απαιτηθούν τα ακόλουθα στοιχεία:

• Πυρήνας φερρίτη 10 mm και επαγωγέας 20 στροφών.
• χάλκινος σωλήνας ως πηνίο HDTV των 25 στροφών σε έναν άξονα 5-8 cm.
• πυκνωτές 250 V.

Θερμοσίφωνες Vortex

Μια πιο ισχυρή εγκατάσταση με δυνατότητα θέρμανσης μπουλονιών μέχρι κίτρινος, μπορεί να συναρμολογηθεί σύμφωνα με ένα απλό σχήμα. Αλλά κατά τη λειτουργία, η παραγωγή θερμότητας θα είναι αρκετά μεγάλη, επομένως συνιστάται η εγκατάσταση καλοριφέρ σε τρανζίστορ. Θα χρειαστείτε επίσης ένα τσοκ, το οποίο μπορείτε να δανειστείτε από το τροφοδοτικό οποιουδήποτε υπολογιστή, και τα ακόλουθα βοηθητικά υλικά:

• σιδηρομαγνητικό σύρμα χάλυβα.
• σύρμα χαλκού 1,5 mm;
• τρανζίστορ πεδίου και δίοδοι για αντίστροφη τάση από 500 V.
• Δίοδοι Zener με ισχύ 2-3 W, με ονομαστική τάση 15 V.
• απλές αντιστάσεις.

Ανάλογα με το επιθυμητό αποτέλεσμα, η περιέλιξη του σύρματος σε μια χάλκινη βάση κυμαίνεται από 10 έως 30 στροφές. Ακολουθεί η συναρμολόγηση του κυκλώματος και η προετοιμασία του πηνίου βάσης του θερμαντήρα περίπου 7 στροφών σύρμα χαλκούστο 1,5 χλστ. Συνδέεται με το κύκλωμα και μετά με το ηλεκτρικό ρεύμα.

Οι τεχνίτες που είναι εξοικειωμένοι με τη συγκόλληση και τη λειτουργία ενός μετασχηματιστή τριών φάσεων μπορούν να αυξήσουν περαιτέρω την απόδοση της συσκευής, ενώ μειώνουν το βάρος και το μέγεθος. Για να γίνει αυτό, πρέπει να συγκολλήσετε τις βάσεις δύο σωλήνων, οι οποίοι θα χρησιμεύσουν τόσο ως πυρήνας όσο και ως θερμαντήρας και συγκολλήστε δύο σωλήνες στο περίβλημα μετά την περιέλιξη για την παροχή και την αφαίρεση του ψυκτικού.

Με βάση τα διαγράμματα, μπορείτε να συναρμολογήσετε γρήγορα επαγωγείς διαφόρων δυνάμεων για θέρμανση νερού, μετάλλων, θέρμανση σπιτιού, γκαράζ και κέντρου σέρβις αυτοκινήτων. Είναι επίσης απαραίτητο να θυμάστε τους κανόνες ασφαλείας για την αποτελεσματική συντήρηση των θερμαντήρων αυτού του τύπου, επειδή υπάρχει διαρροή ψυκτικού από σπιτική συσκευήμπορεί να καταλήξει σε φωτιά.

Υπάρχουν ορισμένες προϋποθέσεις για την οργάνωση της εργασίας:

• η απόσταση μεταξύ του λέβητα επαγωγής, των τοίχων, των ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να είναι τουλάχιστον 40 cm και είναι καλύτερο να υποχωρήσετε 1 m από το δάπεδο και την οροφή.
• χρησιμοποιώντας ένα μανόμετρο και μια συσκευή απελευθέρωσης αέρα, παρέχεται ένα σύστημα ασφαλείας πίσω από τον σωλήνα εξόδου.
• Συνιστάται η χρήση των συσκευών σε κλειστά κυκλώματα με αναγκαστική κυκλοφορίαψυκτικό;
• Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πλαστικούς αγωγούς.

Η αυτοσυναρμολόγηση των γεννητριών επαγωγής θα είναι φθηνή, αλλά ούτε και δωρεάν, επειδή χρειάζεστε αρκετά εξαρτήματα καλής ποιότητας. Εάν ένα άτομο δεν έχει ειδικές γνώσεις και εμπειρία στη ραδιομηχανική και τη συγκόλληση, τότε δεν πρέπει να συναρμολογήσετε μόνοι σας θερμάστρα για μεγάλη περιοχή, επειδή η ισχύς θέρμανσης δεν θα υπερβαίνει τα 2,5 kW.

Ωστόσο αυτοσυναρμολόγησηΤο Inductor μπορεί να θεωρηθεί ως αυτοεκπαίδευση και προηγμένη εκπαίδευση του ιδιοκτήτη του σπιτιού στην πράξη. Μπορείτε να ξεκινήσετε με μικρές συσκευές απλά κυκλώματα, και δεδομένου ότι η αρχή λειτουργίας σε πιο σύνθετες συσκευές είναι η ίδια, απλώς προσθέτουν πρόσθετα στοιχείακαι μετατροπείς συχνότητας, τότε η εκμάθηση βήμα προς βήμα θα είναι εύκολη και αρκετά προσιτή.