Indukcinis šildytuvas: diagrama ir jo gaminimo sau procedūra. Indukcinės krosnys: veikimo principai, brėžiniai, kaip savo rankomis pasidaryti indukcinį vandens šildytuvą.

Tikslas yra praktinis įgyvendinimas namo šildymas naudojant metalo indukcinio lydymo metodus. Idėja nėra nauja ir yra pastatyti induktorių aplink šildymo vamzdį. Šildydami vamzdį, mes šildome vandenį, kuris cirkuliuoja šildymo sistemoje. Pagrindinė sąlyga, galinti žymiai sumažinti energijos sąnaudas, yra virpesių grandinė (induktorius->kondensatoriai), kuri veikia rezonansu. Įtampa padidėja maždaug dešimtis kartų, todėl metalas įkaista.

Klasika indukcinės grandinės, kaip parodė praktika, norint pakeisti sugedusius tranzistorius reikia brangių komponentų. Pagrindas buvo paimtas kaip indukcinis šildymo kontūras, naudojant ZVS (nulinės įtampos perjungimo) tranzistorių perjungimo metodą. Diagrama paimta iš svetainės http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/diy-induction-heater.htm.

IN surinkta grandinė, buvo naudojami STP40N10 tranzistoriai ir 50SQ100 5A, 100V Schottky diodai; rezistoriai yra 240 omų, išmatuota kondensatorių baterijos CBB81/224/2000V talpa yra 2,3 uF. Ferito žiedo magnetinis pralaidumas L2, pasak pardavėjo 10000, bet grandinė prasideda nuo ferito žiedo. Maitinimas - dvi baterijos pakeistos OSM1-1.6 transformatoriumi, kurio kintamoji įtampa yra 24 voltai, o kondensatoriaus pastovi įtampa yra apie 27 voltai. Schema veikė iš karto, jokių nustatymų nereikėjo. Daugiau ar mažiau įdomus rezultatas tam tikram induktoriaus dydžiui prasideda nuo 20 voltų.

Kiekvieno tranzistoriaus įtampa, palyginti su korpusu, yra 800 voltų, nesvarbu, kur ją matuojate. Grandinės veikimo dažnis be metalinis vamzdis induktorius, 321 KHz, srovės suvartojimas 1,7 amperų. Pridedant metalinį vamzdį dažnis sumažėja iki 138 KHz, srovės suvartojimas padidėja iki 5A. 0,5 colio vamzdis su 85 mm vidinio skersmens induktoriumi vidurio taško srityje šildomas iki vyšninės spalvos.

Tokiose grandinėse geriausia naudoti plėvelinius kondensatorius iš Evox Rifa, Faratronic ir Pilcor. Padidės efektyvumas, o kondicionierių reikės kelis kartus mažiau.

Srovės suvartojimas nustatomas užpildant induktorių metalu. Verta naudoti po besiūliais vamzdžiais maksimalus storis sienos STP40N10 tranzistoriai, kurių srovės suvartojimas didesnis nei 12 amperų, ​​tarnauja neilgai. Rekomenduojama svetainėje vandens aušinimas nenaudotas. Radiatorius ir induktorius įkaista, kondensatoriai šalti. Tranzistoriniams radiatoriams aušinti panaudojau kompiuterio ventiliatorių. Jei reikia, šilumos šalinimas gali būti organizuojamas ant to paties šildymo stovo.

Srovės transformatorius.

Antra, ne mažiau, jei ne daugiau įdomiu būdu aušinimo skysčio šildymas yra srovės transformatorius. Srovės transformatorius yra ferito žiedas, sumontuotas ant laido, einančio nuo kondensatoriaus bloko iki induktoriaus. Tinka bet kokio magnetinio pralaidumo ferito žiedai. Įskaitant žiedą, pagamintą iš transformatoriaus geležies. Kuo mažesnis magnetinės šerdies magnetinis pralaidumas, tuo mažesnis leistinas žiedo spindulys, kuo mažesnis išėjimo srovės dažnis, tuo labiau magnetinė šerdis įkaista. Naudojant transformatorių, šildymo efektyvumas yra didžiausias. Ferito žiedai, kurių vidinis skersmuo mažesnis nei 60 mm, neturėtų būti naudojami ilgalaikiam grandinės veikimui. Kai vidinis ferito žiedo skersmuo yra mažas, mažesnis nei 50 mm, srovės suvartojimas, reikalingas rezonansui palaikyti, smarkiai padidėja, o tranzistoriai sugenda. Jei naudojamas šerdis iš kuro rinklės, būtinas tarpas, tai ne pagal Feng Shui. Apvijų priešpriešinės apvijos atveju, kaip parodyta nuotraukoje, emf nėra.

Žemiau yra apkrovos prijungimo schema. Galite įjungti 220 V 95 W lempą be diodinio tiltelio, tačiau srovės transformatoriaus apsisukimų skaičių turėtumėte sumažinti iki maždaug penkių, kitaip lempa perdegs. Nereikėtų atkreipti dėmesio į dvigubą posūkių porą, naudojamą apvijoje. Tą patį reikėtų padaryti su pora laidų, juodos ir raudonos, kurie buvo prijungti prie jų ant tranzistorių radiatorių aukštos įtampos kondensatoriai iš mikrobangų krosnelių. Kondensatoriai labai įkaito, teko juos pakeisti, tegul kol kas laiko laidus.

Ferito žiedai, dedami į induktorių, padidina dažnį iki 400 kHz, srovės transformatorius sumažina iki 100 kHz. Lempos ryškumas reguliuojamas dažniu, didinant arba sumažinant ferito žiedų šerdį induktoriuje.

Testeris rodo, kad prijungus apkrovą srovė padidėjo dviem amperais. (Pirmuoju atveju srovė turi būti padauginta iš 100) Tai yra maždaug lygi naudojamos lempos galiai. Iš srovės transformatoriaus laisvo energijos paėmimo nėra. Aktyviosios apkrovos prijungimas padidina įrenginio sunaudojamą srovę. Tačiau ferito žiedų naudojimas aušinimo skysčiui šildyti, be induktoriaus, yra labai įdomus pasirinkimas.

Lanko iškrova.

Kiekvienam trims ar keturiems srovės transformatoriaus apsisukimams tenka 1000 voltų. Bandymas išmatuoti įtampą esant daugiau posūkiai baigėsi nesėkmingai dėl testerio gedimo. Galima daryti prielaidą, kad srovės transformatoriaus įtampa yra maždaug nuo penkių iki šešių tūkstančių voltų, todėl trečiasis šilumos šaltinis siūlomoje grandinėje yra lankinis išlydis. Dar nenusprendžiau, kaip juo šildyti aušinimo skystį. Viskas, su kuo artimai liečiasi lanko iškrova, ištirpsta.

Tarpinė suma.

1. Šildykite šildymo vamzdį naudodami Foucault sroves.
2. Papildoma šiluminė galia dėl radiatorių, ant kurių sumontuoti tranzistoriai, aušinimo.
3. Srovės transformatoriaus ferito aušinimas aušinimo skysčiu (vandeniu).
4. Lankinio išlydžio naudojimas yra problemiškas. Labai aukšta temperatūra. Bet labai daug žadantis. Lanko buvimas nepadidina įrenginio srovės suvartojimo.

Man puslapių pavyzdžiai:


Atsisiųskite visą vadovą:

Neseniai iškilo poreikis savo rankomis sukurti nedidelį indukcinį šildytuvą. Klajodamas po internetą radau keletą indukcinių šildytuvų diagramų. Daugelis schemų nepatenkino dėl gana sudėtingų laidų, kai kurios neveikė, tačiau buvo ir darbo variantų.

Prieš kelias dienas padariau išvadą, kad indukcinį šildytuvą galima pagaminti iš elektroninio transformatoriaus minimaliomis sąnaudomis.

Indukcinio šildymo principas yra Foucault srovių poveikis metalui. Toks šildytuvas aktyviai naudojamas įvairiose mokslo ir technologijų srityse. Teoriškai Foucault srovės yra abejingos metalų rūšims ir savybėms, todėl induktorius gali įkaitinti arba išlydyti absoliučiai bet kokį metalą.

Elektroninis transformatorius yra impulsinis maitinimo šaltinis, kurio pagrindu yra pastatytas mūsų šildytuvas. Tai paprastas pustiltinis inverteris, pastatytas ant dviejų galingų MJE13007 serijos dvipolių tranzistorių, kurie eksploatacijos metu siaubingai perkaista, todėl jiems reikia labai gero šilumos šalintuvo.

Pirmiausia turite išimti pagrindinį transformatorių iš elektroninio transformatoriaus. Mes pagaminsime savotišką induktorių ferito puodelio pagrindu. Norėdami tai padaryti, paimkite 2000 NM puodelį (puodelio dydis nėra ypač svarbus, bet pageidautina, kad jis būtų didesnis). Ant rėmo vyniojame 100 vijų 0,5 mm vielos, nuimame juos nuo laidų galų lako danga ir mes jį sugadinsime. Tada mes lituojame laidų galus vietoje standartinio impulsinio transformatoriaus - viskas paruošta!

Rezultatas yra gana galingas naminis indukcinis šildytuvas (efektyvumas ne didesnis kaip 65%), kurio pagrindu netgi galite surinkti nedidelę indukcinę viryklę. Jei paimsite metalo gabalą ir priartinsite šį metalą prie ritės centro, tada po kelių sekundžių metalas įkais. Su tokiu šildytuvu galima išlydyti 1,5 mm skersmens laidus - man pavyko vos per 20 sekundžių, bet tuo pačiu metu aukštos įtampos ET tranzistoriai taip įkaito, kad ant jų buvo galima kepti kiaušinius!

Eksploatacijos metu gali prireikti papildomo aušintuvų aušinimo, nes patirtis rodo, kad radiatorius tiesiog nespėja pašalinti šilumos iš tranzistorių.

Pagrindinis tokio keitiklio veikimas yra gana paprastas. Pati grandinė indukcinis šildytuvas patogu, nes nereikia jokios konfigūracijos(sudėtingesnėse grandinėse dažnai reikia sureguliuoti grandinę pagal rezonanso dažnį, tiksliai apskaičiuoti grandinės laido apsisukimų skaičių ir skersmenį, taip pat suskaičiuoti grandinės kondensatorių, bet čia viso to nėra ir grandinė veikia iš karto).

Tinklo įtampa (220 voltų) pirmiausia išlyginama diodiniu lygintuvu, tada tiekiama į grandinę. Dažnis nustatomas DB3 dinistoriumi (diakas). Pati grandinė neturi jokios apsaugos, tik ribojantį rezistorių prie maitinimo įėjimo, kuris neva turėtų veikti kaip tinklo saugiklis, bet kai menkiausia problema Pirmieji išskrenda tranzistoriai. Indukcinio šildytuvo grandinės patikimumą galima padidinti lygintuve diodus pakeitus galingesniais, į grandinės įvestį įdėjus tinklo filtrą, o galios tranzistorius pakeitus galingesniais, tarkime, MJE13009.

Apskritai nerekomenduoju įjungti tokio šildytuvo ilgą laiką, jei nėra aktyvaus aušinimo, kitaip būsite priversti keisti tranzistorius kas 5 minutes.

Metalo lydymas indukciniu būdu plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose: metalurgijoje, mechaninėje inžinerijoje, juvelyrikos pramonėje. Savo rankomis galite surinkti paprastą indukcinę krosnį metalui lydyti namuose.

Metalų įkaitimas ir lydymasis indukcinėse krosnyse vyksta dėl vidinio šildymo ir metalo kristalinės gardelės pokyčių, kai per jas praeina aukšto dažnio sūkurinės srovės. Šis procesas pagrįstas rezonanso reiškiniu, kai sūkurinės srovės turi didžiausią vertę.

Kad per išlydytą metalą tekėtų sūkurinės srovės, jis dedamas į elektros zoną. magnetinis laukas induktorius - ritė. Jis gali būti spiralės, aštuonių figūrų ar trefo formos. Induktoriaus forma priklauso nuo šildomo ruošinio dydžio ir formos.

Induktoriaus ritė yra prijungta prie šaltinio AC. Gamyboje lydymosi krosnys naudoti pramoninio dažnio 50 Hz sroves, nedideliems metalų kiekiams lydyti papuošalų gamyboje aukšto dažnio generatoriai kaip efektyvesnis.

Rūšis

Sūkurinės srovės uždaromos grandinėje, kurią riboja induktoriaus magnetinis laukas. Todėl laidžių elementų šildymas galimas tiek ritės viduje, tiek jos išorėje.

    Todėl indukcinės krosnys būna dviejų tipų:
  • kanalas, kuriame metalų lydymosi talpykla yra kanalai, esantys aplink induktorių, o jo viduje yra šerdis;
  • tiglį, jie naudoja specialų indą – tiglį iš karščiui atsparios medžiagos, dažniausiai nuimamą.

Kanalinė krosnis per didelis ir skirtas pramoniniam metalo lydymo kiekiui. Jis naudojamas ketaus, aliuminio ir kitų spalvotųjų metalų lydymui.
Tiglio krosnis Tai gana kompaktiška, ją naudoja juvelyrai ir radijo mėgėjai, tokią krosnelę galima surinkti savo rankomis ir naudoti namuose.

Įrenginys

    Naminė krosnis metalams lydyti turi gana paprastas dizainas ir susideda iš trijų pagrindinių blokų, išdėstytų bendrame korpuse:
  • aukšto dažnio kintamosios srovės generatorius;
  • induktorius - spiralinė apvija iš varinės vielos arba vamzdžio, pagaminta rankomis;
  • tiglis.

Tiglis dedamas į induktorių, apvijos galai prijungiami prie srovės šaltinio. Kai srovė teka per apviją, aplink ją atsiranda elektromagnetinis laukas su kintamu vektoriumi. Magnetiniame lauke kyla sūkurinės srovės, nukreiptos statmenai jo vektoriui ir einančios išilgai uždaros kilpos apvijos viduje. Jie praeina per metalą, įdėtą į tiglį, kaitindami jį iki lydymosi temperatūros.

Indukcinės krosnies privalumai:

  • greitas ir vienodas metalo įkaitinimas iš karto įjungus instaliaciją;
  • šildymo kryptis - šildomas tik metalas, o ne visa instaliacija;
  • didelis lydymosi greitis ir lydalo homogeniškumas;
  • nėra metalo lydinių komponentų išgaravimo;
  • Įrengimas yra ekologiškas ir saugus.

Suvirinimo inverteris gali būti naudojamas kaip indukcinės krosnies metalui lydyti generatorius. Taip pat galite surinkti generatorių naudodami toliau pateiktas diagramas savo rankomis.

Krosnis metalui lydyti naudojant suvirinimo keitiklį

Šis dizainas yra paprastas ir saugus, nes visuose keitikliuose yra vidinė apsauga nuo perkrovos. Visas krosnies surinkimas šiuo atveju priklauso nuo induktoriaus pagaminimo savo rankomis.

Paprastai tai atliekama spiralės pavidalu iš plonasienio varinio vamzdžio, kurio skersmuo 8-10 mm. Jis sulenktas pagal šabloną reikiamo skersmens, padėdami posūkius 5-8 mm atstumu. Posūkių skaičius yra nuo 7 iki 12, priklausomai nuo keitiklio skersmens ir charakteristikų. Induktoriaus bendra varža turi būti tokia, kad keitiklyje nesukeltų viršsrovių, kitaip jį išjungs vidinė apsauga.

Induktorių galima pritvirtinti korpuse, pagamintame iš grafito arba tekstolito, o viduje galima sumontuoti tiglį. Galite tiesiog pastatyti induktorių ant karščiui atsparaus paviršiaus. Korpusas neturi vesti srovės, priešingu atveju pro jį eis sūkurinės srovės ir sumažės įrenginio galia. Dėl tos pačios priežasties nerekomenduojama lydymosi zonoje dėti pašalinių daiktų.

Kai dirbama nuo suvirinimo inverteris jo korpusas turi būti įžemintas! Išvadas ir laidai turi atitikti keitiklio vartojamą srovę.


Privataus namo šildymo sistema yra pagrįsta krosnies ar katilo veikimu, kurio didelis našumas ir ilgas nenutrūkstamas tarnavimo laikas priklauso tiek nuo pačių šildymo prietaisų markės ir įrengimo, tiek nuo teisingas montavimas kaminas.
Rekomendacijų renkantis kieto kuro katilą rasite, o kitame skyriuje susipažinsite su tipais ir taisyklėmis:

Indukcinė krosnis su tranzistoriais: diagrama

Yra daug įvairiais būdais surinkite indukcinį šildytuvą savo rankomis. Gana paprasta ir patikrinta metalo lydymosi krosnies schema parodyta paveikslėlyje:

    Norėdami patys surinkti įrenginį, jums reikės šių dalių ir medžiagų:
  • du IRFZ44V tipo lauko tranzistoriai;
  • du UF4007 diodai (galima naudoti ir UF4001);
  • rezistorius 470 omų, 1 W (galite paimti du nuosekliai sujungtus 0,5 W);
  • plėveliniai kondensatoriai 250 V: 3 vnt., kurių talpa 1 μF; 4 vienetai - 220 nF; 1 gabalas - 470 nF; 1 gabalas - 330 nF;
  • vario apvijos viela emalio izoliacijoje Ø1,2 mm;
  • varinės apvijos viela emalio izoliacijoje Ø2 mm;
  • du žiedai iš induktorių, nuimti nuo kompiuterio maitinimo šaltinio.

„Pasidaryk pats“ surinkimo seka:

  • Ant radiatorių montuojami lauko tranzistoriai. Kadangi veikimo metu grandinė labai įkaista, radiatorius turi būti pakankamai didelis. Galite juos sumontuoti ant vieno radiatoriaus, bet tada reikia izoliuoti tranzistorius nuo metalo, naudojant guminius ir plastikinius tarpiklius ir poveržles. Lauko tranzistorių kontaktas parodytas paveikslėlyje.

  • Būtina padaryti du droselius. Norėdami juos pagaminti varinė viela 1,2 mm skersmens suvynioti ant žiedų, nuimtų nuo bet kurio kompiuterio maitinimo šaltinio. Šie žiedai pagaminti iš feromagnetinės geležies miltelių. Ant jų reikia vynioti nuo 7 iki 15 vielos apsisukimų, stengiantis išlaikyti atstumą tarp posūkių.

  • Aukščiau išvardyti kondensatoriai yra surinkti į bateriją, kurios bendra talpa yra 4,7 μF. Kondensatorių prijungimas yra lygiagretus.

  • Induktoriaus apvija pagaminta iš 2 mm skersmens varinės vielos. Apvyniokite 7–8 apvijos apsisukimus aplink cilindrinį objektą, atitinkantį tiglio skersmenį, palikdami galus pakankamai ilgus, kad būtų galima prijungti prie grandinės.
  • Prijunkite elementus prie plokštės pagal schemą. Kaip maitinimo šaltinis naudojama 12 V, 7,2 A/h baterija. Srovės sąnaudos darbo režimu yra apie 10 A, baterijos talpa tokiu atveju užteks apie 40 minučių keisti keičiant induktoriaus apvijos apsisukimų skaičių ir jų skersmenį.
Ilgai dirbant, kaitinimo elementai gali perkaisti! Norėdami juos atvėsinti, galite naudoti ventiliatorių.

Indukcinis metalo lydymo šildytuvas: vaizdo įrašas

Indukcinė krosnis su lempomis

Galingesnę indukcinę krosnį metalams lydyti galima surinkti savo rankomis naudojant elektroninius vamzdžius. Įrenginio schema parodyta paveikslėlyje.

Aukšto dažnio srovei generuoti naudojamos 4 lygiagrečiai sujungtos šviesos lempos. Kaip induktorius naudojamas 10 mm skersmens varinis vamzdis. Įrenginyje yra derinimo kondensatorius galiai reguliuoti. Išėjimo dažnis yra 27,12 MHz.

Norėdami surinkti grandinę, jums reikia:

  • 4 elektroniniai vamzdeliai - tetrodai, galite naudoti 6L6, 6P3 arba G807;
  • 4 droseliai prie 100...1000 µH;
  • 4 kondensatoriai, esant 0,01 µF;
  • neoninė indikacinė lempa;
  • trimerio kondensatorius.

Įrenginio surinkimas patiems:

  1. Induktorius yra pagamintas iš vario vamzdžio, sulenkiant jį į spiralės formą. Posūkių skersmuo 8-15 cm, atstumas tarp posūkių ne mažesnis kaip 5 mm. Litavimui prie grandinės galai yra alavuoti. Induktoriaus skersmuo turi būti 10 mm didesnis nei viduje esančio tiglio skersmuo.
  2. Induktorius dedamas į korpusą. Jis gali būti pagamintas iš karščiui atsparios, nelaidžios medžiagos arba iš metalo, užtikrinantis šilumos ir elektros izoliaciją nuo grandinės elementų.
  3. Lempos kaskados surenkamos pagal grandinę su kondensatoriais ir droseliais. Kaskados yra sujungtos lygiagrečiai.
  4. Prijunkite neoninę indikatoriaus lemputę – ji signalizuoja, kad grandinė paruošta darbui. Lempa išvedama į montavimo korpusą.
  5. Į grandinę įtrauktas kintamos talpos derinimo kondensatorius, jo rankena taip pat prijungta prie korpuso.


Visiems šalto rūkymo būdu paruoštų skanėstų mėgėjams siūlome išmokti greitai ir paprastai savo rankomis pasidaryti rūkyklą bei susipažinti su šalto rūkymo dūmų generatoriaus gaminimo foto ir vaizdo instrukcijomis.

Grandinės aušinimas

Pramoninėse lydymo įmonėse įrengta priverstinio aušinimo sistema, naudojant vandenį arba antifrizą. Vandens aušinimas namuose pareikalaus papildomų išlaidų, panašių į metalo lydymo įrenginio kainą.

Galimas aušinimas oru naudojant ventiliatorių, jei ventiliatorius yra pakankamai toli. Priešingu atveju metalinė apvija ir kiti ventiliatoriaus elementai bus papildoma sūkurinių srovių uždarymo grandinė, o tai sumažins įrengimo efektyvumą.

Elektroninių ir lempų grandinių elementai taip pat gali aktyviai įkaisti. Jiems vėsinti yra įrengti radiatoriai.

Saugos priemonės dirbant

  • Pagrindinis pavojus darbo metu yra nudegimų pavojus dėl įkaitusių įrenginio elementų ir išlydyto metalo.
  • Lempos grandinėje yra aukštos įtampos elementai, todėl ji turi būti dedama į uždarą korpusą, kad būtų išvengta atsitiktinio kontakto su elementais.
  • Elektromagnetinis laukas gali paveikti objektus, esančius už prietaiso korpuso. Todėl prieš darbą geriau apsivilkti drabužius be metalinių elementų ir iš darbo zonos išimti sudėtingus įrenginius: telefonus, skaitmeninius fotoaparatus.
Aparato nerekomenduojama naudoti žmonėms su implantuotu širdies stimuliatoriumi!

Metalams lydyti namuose skirta krosnis taip pat gali būti naudojama greitai įkaitinti metalinius elementus, pavyzdžiui, juos skardinant ar formuojant. Pateiktų instaliacijų veikimo charakteristikos gali būti pritaikytos konkrečiai užduočiai keičiant induktoriaus ir išėjimo signalo parametrus generatorių komplektai- taip galite pasiekti maksimalų jų efektyvumą.

Indukciniai šildytuvai veikia „iš magnetizmo gaunamos srovės“ principu. Specialioje ritėje sukuriamas didelės galios kintamasis magnetinis laukas, kuris uždarame laidininke sukuria sūkurines elektros sroves.

Indukcinėse viryklėse uždaras laidininkas yra metalinė keptuvė, kuri šildoma sūkurinėmis elektros srovėmis. Apskritai tokių prietaisų veikimo principas nėra sudėtingas, o jei turite šiek tiek fizikos ir elektrotechnikos žinių, surinkti indukcinį šildytuvą savo rankomis nebus sunku.

Šie įrenginiai gali būti pagaminti atskirai:

  1. Prietaisaišildymui šildymo katile.
  2. Mini orkaitės metalams lydyti.
  3. Plokštės maisto ruošimui.

Indukcinė viryklė „pasidaryk pats“ turi būti pagaminta laikantis visų šių prietaisų veikimo standartų ir reglamentų. Jei žmonėms pavojinga elektromagnetinė spinduliuotė sklinda už korpuso šoninėmis kryptimis, tuomet naudoti tokį įrenginį griežtai draudžiama.

Be to, dideli krosnelės projektavimo sunkumai kyla renkantis kaitlentės pagrindo medžiagą, kuri turi atitikti šiuos reikalavimus:

  1. Idealiai praleidžia elektromagnetinę spinduliuotę.
  2. Ne laidi medžiaga.
  3. Atlaiko aukštos temperatūros apkrovą.

Buitiniuose indukciniuose virimo paviršiuose naudojama brangi keramika gaminant indukcinę viryklę namuose, galite rasti verta alternatyva tokia medžiaga yra gana sudėtinga. Todėl pirmiausia turėtumėte suprojektuoti ką nors paprastesnio, pavyzdžiui, indukcinę krosnį metalams grūdinti.

Gamybos instrukcijos

Piešiniai


 1 pav. Elektros schema indukcinis šildytuvas
2 pav. Įrenginys. 3 pav. Paprasto indukcinio šildytuvo schema

Norėdami pagaminti viryklę, jums reikės šių medžiagų ir įrankių:

  • lydmetalis;
  • tekstolito plokštė.
  • mini gręžtuvas.
  • radioelementai.
  • termo pasta.
  • Cheminiai reagentai plokštėms ėsdinti.

Papildomos medžiagos ir jų savybės:

  1. Ritės gamybai, kuris skleis kaitinimui reikalingą kintamąjį magnetinį lauką, reikia paruošti 8 mm skersmens ir 800 mm ilgio vario vamzdžio gabalą.
  2. Galingi galios tranzistoriai yra brangiausia naminio indukcinio įrenginio dalis. Norėdami įdiegti dažnio generatoriaus grandinę, turite paruošti 2 tokius elementus. Šiems tikslams tinka šių markių tranzistoriai: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Sudarant grandinę naudojami 2 identiški iš išvardytų lauko efektų tranzistoriai.
  3. Virpesių grandinės gamybai reikės 0,1 mF talpos keraminių kondensatorių, kurių darbinė įtampa 1600 V. Kad ritėje susidarytų didelės galios kintamoji srovė, reikės 7 tokių kondensatorių.
  4. Eksploatuojant tokį indukcinį įrenginį, lauko tranzistoriai labai įkais ir jei prie jų nebus pritvirtinti aliuminio lydinio radiatoriai, tai jau po kelių sekundžių veikimo maksimalia galia šie elementai suges. Tranzistoriai turėtų būti dedami ant šilumos kriauklių per ploną šiluminės pastos sluoksnį, kitaip tokio aušinimo efektyvumas bus minimalus.
  5. Diodai, kurie naudojami indukciniame šildytuve, turi veikti itin greitai. Šiai grandinei tinkamiausi diodai: MUR-460; UF-4007; JAI – 307.
  6. 3 grandinėje naudojami rezistoriai: 10 kOhm galia 0,25 W – 2 vnt. ir 440 omų galia – 2 W. Zener diodai: 2 vnt. kurių darbinė įtampa yra 15 V. Zenerio diodų galia turi būti ne mažesnė kaip 2 W. Droselis, skirtas prijungti prie ritės maitinimo gnybtų, naudojamas su indukcija.
  7. Norėdami maitinti visą įrenginį, jums reikės maitinimo šaltinio, kurio galia iki 500 W. ir įtampa 12 - 40 V.Šį įrenginį galite maitinti iš automobilio akumuliatoriaus, bet negalėsite gauti didžiausių galios rodmenų esant tokiai įtampai.


 Pats elektroninio generatoriaus ir ritės gamybos procesas užtrunka šiek tiek laiko ir atliekamas tokia seka:

  1. Nuo varinis vamzdis pagaminta 4 cm skersmens spiralė Norėdami pagaminti spiralę, turėtumėte varinis vamzdis užsukite ant 4 cm skersmens plokščio paviršiaus strypo. Prie 2 vamzdelio galų prilituojami tvirtinimo žiedai, skirti prijungti prie tranzistorių radiatorių.
  2. Spausdintinė plokštė pagaminta pagal schemą. Jei įmanoma sumontuoti polipropileninius kondensatorius, tai dėl to, kad tokie elementai turi minimalius nuostolius ir stabilų darbą esant didelėms įtampos svyravimų amplitudėms, įrenginys veiks daug stabiliau. Kondensatoriai grandinėje sumontuoti lygiagrečiai, kad susidarytų virpesių grandinė su varine ritė.
  3. Metalo šildymasįvyksta ritės viduje po to, kai grandinė prijungiama prie maitinimo šaltinio arba akumuliatoriaus. Kaitinant metalą, būtina užtikrinti, kad spyruoklės apvijose nebūtų trumpojo jungimo. Jei įkaitintu metalu vienu metu paliesite 2 ritės apsisukimus, tranzistoriai iš karto suges.

Niuansai


  1. Atliekant metalų kaitinimo ir grūdinimo eksperimentus, indukcinės ritės viduje temperatūra gali būti reikšminga ir siekia 100 laipsnių Celsijaus. Šis šiluminio šildymo efektas gali būti naudojamas buitiniam vandeniui šildyti arba namų šildymui.
  2. Aukščiau aptarto šildytuvo diagrama (3 pav.), esant maksimaliai apkrovai, ritės viduje gali skleisti 500 W magnetinę energiją. Šios galios nepakanka dideliam vandens kiekiui pašildyti, o norint sukonstruoti didelės galios indukcinę ritę, reikės pagaminti grandinę, kurioje reikės naudoti labai brangius radijo elementus.
  3. Biudžetinis sprendimas skysčių indukciniam šildymui organizuoti, yra kelių aukščiau aprašytų įrenginių, esančių nuosekliai, naudojimas. Šiuo atveju spiralės turi būti toje pačioje linijoje ir neturėti bendro metalinio laidininko.
  4. KaipNaudojamas 20 mm skersmens nerūdijančio plieno vamzdis. Ant vamzdžio „suvertos“ kelios indukcinės spiralės, kad šilumokaitis būtų spiralės viduryje ir nesiliestų su jo posūkiais. Vienu metu įjungus 4 tokius įrenginius, šildymo galia bus apie 2 kW, kurios jau pakanka skysčiui šildyti per srautą su maža vandens cirkuliacija, iki verčių, leidžiančių naudoti šią konstrukciją tiekiant. šilto vandens mažas namas.
  5. Jei prijungsite tai šildymo elementas su gerai izoliuotu baku, kuris bus virš šildytuvo, bus sukurta katilo sistema, kurioje skystis bus šildomas nerūdijančio vamzdžio viduje, šildomas vanduo kils aukštyn, o jo vietą užims šaltesnis skystis.
  6. Jei namo plotas yra reikšmingas, tada indukcinių ritių skaičius gali būti padidintas iki 10 vnt.
  7. Tokio katilo galią galima nesunkiai reguliuoti išjungiant arba įjungiant spirales. Kuo daugiau sekcijų įjungiama vienu metu, tuo didesnė tokiu būdu veikiančio šildymo įrenginio galia.
  8. Norėdami maitinti tokį modulį, jums reikės galingo maitinimo šaltinio. Jei yra keitiklis suvirinimo aparatas DC, tada iš jo galima pagaminti reikiamos galios įtampos keitiklį.
  9. Dėl to, kad sistema veikia nuolat elektros srovė , kuri neviršija 40 V, tokio įrenginio veikimas yra gana saugus, svarbiausia generatoriaus maitinimo grandinėje įrengti saugiklių bloką, kuris trumpojo jungimo atveju išjungs sistemą ir taip pašalins gaisro galimybė.
  10. Tokiu būdu galite organizuoti „nemokamą“ namų šildymą., priklauso nuo maitinimo šaltinio įrengimo indukciniai įtaisaiįkraunamos baterijos, kurios bus įkraunamos naudojant saulės ir vėjo energiją.
  11. Baterijos turi būti sujungtos į 2 dalis, sujungtas nuosekliai. Dėl to maitinimo įtampa su tokia jungtimi bus ne mažesnė kaip 24 V, o tai užtikrins katilo veikimą dideliu galingumu. Be to, nuoseklioji jungtis sumažins srovę grandinėje ir padidins baterijų tarnavimo laiką.


  1. Operacija naminiai prietaisai indukcinis šildymas, ne visada pašalina žmogui kenksmingos elektromagnetinės spinduliuotės plitimą, todėl indukcinis katilas turi būti montuojamas negyvenamoje zonoje ir ekranuotas cinkuotu plienu.
  2. Privaloma dirbant su elektra reikia laikytis saugos taisyklių ir ypač tai taikoma kintamosios srovės tinklams, kurių įtampa yra 220 V.
  3. Kaip eksperimentas galima pagaminti kaitlentė maisto ruošimui pagal straipsnyje nurodytą schemą, bet veikia šį įrenginį nuolat nerekomenduojama dėl trūkumų pačių pagaminta ekranavimas šio įrenginio, dėl to žmogaus organizmas gali būti veikiamas kenksmingos elektromagnetinės spinduliuotės, galinčios neigiamai paveikti sveikatą.

Kai žmogus susiduria su būtinybe šildyti metalinį daiktą, mintyse visada iškyla ugnis. Ugnis yra senamadiškas, neefektyvus ir lėtas metalo kaitinimo būdas. Liūto dalį energijos jis išleidžia šilumai ir visada ugniai rūksta dūmai. Kaip būtų puiku, jei visų šių problemų pavyktų išvengti.

Šiandien aš jums parodysiu, kaip su ZVS tvarkykle savo rankomis surinkti indukcinį šildytuvą. Šis prietaisas šildo daugumą metalų naudodamas ZVS tvarkyklę ir elektromagnetizmo galią. Toks šildytuvas yra labai efektyvus, neskleidžia dūmų, o šildymas toks mažas metalo gaminiai, kaip, tarkim, sąvaržėlė – kelių sekundžių reikalas. Vaizdo įraše parodytas šildytuvo veikimas, tačiau instrukcijos skiriasi.

1 veiksmas: veikimo principas



Daugeliui iš jūsų dabar kyla klausimas – kas tas ZVS vairuotojas? Tai labai efektyvus transformatorius, galintis sukurti galingą elektromagnetinį lauką, kuris šildo metalą – mūsų šildytuvo pagrindą.

Kad būtų aišku, kaip veikia mūsų įrenginys, pakalbėsiu apie pagrindiniai punktai. Pirma svarbus punktas— 24 V maitinimo įtampa turi būti 24 V, o didžiausia srovė – 10 A. Turėsiu dvi nuosekliai sujungtas švino rūgšties baterijas. Jie maitina ZVS vairuotojų plokštę. Transformatorius tiekia pastovią srovę į ritę, kurios viduje dedamas šildomas objektas. Nuolat keičiant srovės kryptį susidaro kintamasis magnetinis laukas. Jis sukuria sūkurines sroves metalo viduje, daugiausia aukšto dažnio. Dėl šių srovių ir mažos metalo varžos susidaro šiluma. Pagal Ohmo dėsnį srovės stipris, transformuotas į šilumą grandinėje su aktyvia varža, bus P=I^2*R.

Metalas, sudarantis objektą, kurį norite šildyti, yra labai svarbus. Geležies lydiniai turi didesnį magnetinį pralaidumą ir gali naudoti daugiau magnetinio lauko energijos. Dėl to jie greičiau įkaista. Aliuminis turi mažą magnetinį laidumą, todėl įkaista ilgiau. O objektai, turintys didelį atsparumą ir mažą magnetinį laidumą, pavyzdžiui, pirštas, visiškai neįkais. Labai svarbus medžiagos atsparumas. Kuo didesnė varža, tuo silpnesnė srovė praeis per medžiagą ir atitinkamai bus generuojama mažiau šilumos. Kuo mažesnė varža, tuo stipresnė bus srovė, o pagal Ohmo dėsnį – tuo mažesni įtampos nuostoliai. Tai šiek tiek sudėtinga, tačiau dėl pasipriešinimo ir išėjimo galios ryšio didžiausia galia pasiekiama, kai varža yra 0.

Transformatorius ZVS yra labiausiai sunkioji dalisįrenginį, paaiškinsiu, kaip jis veikia. Įjungus srovę, ji per du indukcinius droselius teka į abu ritės galus. Droseliai reikalingi tam, kad prietaisas negamintų per daug srovės. Toliau srovė teka per 2 470 omų rezistorius į MOS tranzistorių vartus.

Dėl to, kad nėra idealių komponentų, vienas tranzistorius įsijungs anksčiau nei kitas. Kai tai atsitiks, jis perima visą įeinančią srovę iš antrojo tranzistoriaus. Jis taip pat sutrumpins antrąjį prie žemės. Dėl šios priežasties srovė ne tik tekės per ritę į žemę, bet ir per greitąjį diodą išsikraus antrojo tranzistoriaus vartai, taip užblokuodami. Dėl to, kad kondensatorius yra prijungtas lygiagrečiai su ritė, susidaro virpesių grandinė. Dėl kilusio rezonanso srovė pakeis kryptį ir įtampa nukris iki 0V. Šiuo metu pirmojo tranzistoriaus vartai per diodą išsikrauna į antrojo tranzistoriaus vartus, blokuodami jį. Šis ciklas kartojasi tūkstančius kartų per sekundę.

Manoma, kad 10K rezistorius sumažins perteklinį tranzistoriaus užtvaros įkrovą, veikdamas kaip kondensatorius, o Zenerio diodas turėtų palaikyti 12 V ar žemesnę tranzistorių vartų įtampą, kad jie nesupūstų. Šis transformatorius yra aukšto dažnio įtampos keitiklis, leidžiantis įkaisti metalinius daiktus.
Atėjo laikas surinkti šildytuvą.

2 žingsnis: medžiagos


Norint surinkti šildytuvą, reikia nedaug medžiagų, o daugumą jų, laimei, galima rasti nemokamai. Jei matote kur nors gulintį katodinių spindulių vamzdį, eikite ir pasiimkite. Jame yra dauguma šildytuvui reikalingų dalių. Jei norite kokybiškesnių dalių, pirkite jas elektros dalių parduotuvėje.

Jums reikės:

3 veiksmas: įrankiai

Šiam projektui jums reikės:

4 veiksmas: FET aušinimas

Šiame įrenginyje tranzistoriai išsijungia esant 0 V įtampai ir nelabai įkaista. Bet jei norite, kad šildytuvas veiktų ilgiau nei vieną minutę, turite pašalinti šilumą iš tranzistorių. Aš padariau vieną bendrą šilumos šalintuvą abiem tranzistoriams. Įsitikinkite, kad metaliniai užtvarai neliečia absorberio, kitaip MOS tranzistoriai sutrumpės ir sprogs. Aš naudojau kompiuterio radiatorių ir ant jo jau buvo juostelė silikono sandariklis. Norėdami patikrinti izoliaciją, palieskite kiekvieno MOS tranzistoriaus (vartų) vidurinę koją, jei multimetras pypsi, tada tranzistoriai nėra izoliuoti.

5 veiksmas: kondensatoriaus bankas

Kondensatoriai labai įkaista dėl nuolat per juos tekančios srovės. Mūsų šildytuvui reikalinga 0,47 µF kondensatoriaus vertė. Todėl visus kondensatorius reikia sujungti į bloką, taip gausime reikiamą talpą ir padidės šilumos išsklaidymo plotas. Kondensatoriaus nominali įtampa turi būti didesnė nei 400 V, kad būtų atsižvelgta į indukcinės įtampos smailes rezonansinėje grandinėje. Iš varinės vielos padariau du žiedus, prie kurių lygiagrečiai vienas kitam prilitavau 10 0,047 uF kondensatorių. Taigi, aš gavau kondensatorių banką, kurio bendra talpa 0,47 µF su puikiu oro aušinimu. Montuosiu lygiagrečiai su darbo spirale.

6 veiksmas: darbo spiralė



Tai yra įrenginio dalis, kurioje sukuriamas magnetinis laukas. Spiralė pagaminta iš varinės vielos – labai svarbu, kad būtų naudojamas varis. Iš pradžių šildymui naudojau plieninį gyvatuką, o prietaisas nelabai veikė. Be darbo krūvio sunaudojo 14 A! Palyginimui, pakeitus ritę varine, prietaisas pradėjo eiti tik 3 A. Manau, kad plieninėje ritėje dėl geležies atsirado sūkurinės srovės, taip pat buvo veikiamas indukcinis kaitinimas. Nesu tikras, ar tai yra priežastis, bet toks paaiškinimas man atrodo logiškiausias.

Spiralei paimkite didelio skersmens varinę vielą ir padarykite 9 posūkius ant PVC vamzdžio gabalo.

7 veiksmas: grandinės surinkimas





Atlikau daug bandymų ir klaidų, kol sutvarkiau grandinę. Didžiausi sunkumai buvo dėl maitinimo šaltinio ir ritės. Paėmiau 55A 12V perjungimo maitinimo šaltinį. Manau, kad šis maitinimo šaltinis tiekė per didelę pradinę srovę ZVS tvarkyklei, todėl MOS tranzistoriai sprogo. Galbūt papildomi induktoriai būtų tai ištaisę, bet nusprendžiau tiesiog pakeisti maitinimo šaltinį švino-rūgšties baterijomis.
Tada aš kovojau su rite. Kaip jau sakiau, plieno ritė netiko. Dėl didelės plieninės ritės srovės suvartojimo sprogo dar keli tranzistoriai. Iš viso sprogo 6 tranzistoriai. Na, jie mokosi iš klaidų.

Daug kartų perstačiau šildytuvą, bet čia papasakosiu, kaip surinkau geriausią jo versiją.

8 veiksmas: įrenginio surinkimas





Norėdami surinkti ZVS tvarkyklę, turite vadovautis pridedama schema. Pirmiausia paėmiau Zener diodą ir prijungiau jį prie 10K rezistoriaus. Šią dalių porą galima iš karto lituoti tarp MOS tranzistoriaus nutekėjimo ir šaltinio. Įsitikinkite, kad Zener diodas yra nukreiptas į kanalizaciją. Tada prilituokite MOS tranzistorius prie duonos plokštės su kontaktinėmis angomis. Apatinėje duonos plokštės pusėje lituokite du greitus diodus tarp kiekvieno tranzistoriaus vartų ir nutekėjimo.

Įsitikinkite, kad balta linija yra nukreipta į užraktą (2 pav.). Tada prijunkite teigiamą maitinimo šaltinį prie abiejų tranzistorių nutekėjimo per 2220 omų rezistorių. Įžeminkite abu šaltinius. Lituokite darbinę ritę ir kondensatoriaus bloką lygiagrečiai vienas kitam, tada lituokite kiekvieną galą prie skirtingų vartų. Galiausiai per 2 50 μH induktorius įjunkite srovę į tranzistorių vartus. Jie gali turėti toroidinę šerdį su 10 vielos vijų. Jūsų grandinė dabar paruošta naudoti.

9 veiksmas: tvirtinimas prie pagrindo

Kad visos jūsų indukcinio šildytuvo dalys laikytųsi kartu, joms reikia pagrindo. Aš tai paėmiau medinis blokas 5*10 cm lenta su elektros grandine, kondensatorių banku ir darbine ritė buvo suklijuota karšto lydalo klijais. Manau, kad įrenginys atrodo šauniai.

10 veiksmas: funkcionalumo patikrinimas





Norėdami įjungti šildytuvą, tiesiog prijunkite jį prie maitinimo šaltinio. Tada įdėkite daiktą, kurį reikia šildyti, darbinės ritės viduryje. Turėtų pradėti šildyti. Mano šildytuvas įkaitino sąvaržėlę iki raudono švytėjimo per 10 sekundžių. Objektai, didesni už nagus, įkaisdavo apie 30 sekundžių. Šildymo proceso metu srovės suvartojimas padidėjo maždaug 2 A. Šis šildytuvas gali būti naudojamas ne tik pramogoms.

Po naudojimo prietaisas neišskiria suodžių ar dūmų, veikia net izoliuotus metalinius daiktus, pavyzdžiui, dujų absorberius vakuuminiuose vamzdeliuose. Prietaisas saugus ir žmonėms – pirštui nieko nenutiks, jei įdėsite jį į darbinės spiralės centrą. Tačiau galite nusideginti nuo įkaitusio daikto.

Ačiū, kad skaitėte!



Pasidalinkite su draugais:
Susijusios publikacijos