Instalace 

Indukční ohřívač do auta udělej si sám. Jak vyrobit indukční ohřívač vlastníma rukama podle schématu. Vytváření sofistikovaných svítidel

Indukční ohřívače fungují na principu „získání proudu z magnetismu“. Ve speciální cívce se generuje vysoce výkonné střídavé magnetické pole, které v uzavřeném vodiči vytváří vířivé elektrické proudy.

Uzavřeným vodičem u indukčních sporáků je kovové nádobí, které se ohřívá vírem elektrické proudy. Obecně platí, že princip fungování takových zařízení není složitý a za přítomnosti malých znalostí fyziky a elektřiny je sestavit indukční ohřev Udělej si sám ateliér nebude nic těžkého.

Následující zařízení lze vyrobit nezávisle:

  1. Zařízení pro vytápění v topném kotli.
  2. Mini trouby pro tavení kovů.
  3. Talíře pro vaření jídla.

Indukční vařič pro kutily musí být vyroben v souladu se všemi normami a pravidly pro provoz těchto zařízení. Pokud je elektromagnetické záření nebezpečné pro člověka vyzařováno mimo pouzdro v bočních směrech, je přísně zakázáno takové zařízení používat.

Kromě toho velký problém při konstrukci sporáku spočívá ve výběru materiálu pro základnu varné desky, který musí splňovat následující požadavky:

  1. Ideální pro vedení elektromagnetického záření.
  2. Není vodivý.
  3. Odolá vysoké teplotní zátěži.

V domácích varných deskách indukční plochy při domácí výrobě se používá drahá keramika indukční vařič, najít hodnou alternativu k takovému materiálu je docela obtížné. Pro začátek byste proto měli navrhnout něco jednoduššího, například indukční pec na kalení kovů.

Návod na výrobu

Plány


 Obrázek 1. Elektrické schéma indukční ohřívač
Obrázek 2. Zařízení. Obrázek 3. Schéma jednoduchého indukčního ohřívače

Pro výrobu pece budete potřebovat následující materiály a nástroje:

  • pájka;
  • textolitová deska.
  • mini vrtačka.
  • radioelementy.
  • teplovodivá pasta.
  • chemická činidla pro leptání desek.

Další materiály a jejich vlastnosti:

  1. Chcete-li vytvořit cívku, který bude vyzařovat střídavé magnetické pole nutné pro ohřev, je nutné připravit kus měděné trubky o průměru 8 mm a délce 800 mm.
  2. Výkonné výkonové tranzistory jsou nejdražší částí domácí indukční instalace. Pro montáž obvodu generátoru frekvence je nutné připravit 2 takové prvky. Pro tyto účely jsou vhodné tranzistory značek: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Při výrobě obvodu jsou použity 2 identické z uvedených tranzistorů s efektem pole.
  3. Pro výrobu oscilačního obvodu budete potřebovat keramické kondenzátory s kapacitou 0,1 mF a provozním napětím 1600 V. Aby se v cívce vytvořil střídavý proud o vysokém výkonu, je potřeba 7 takových kondenzátorů.
  4. Během provozu takového indukčního zařízení tranzistory s efektem pole se velmi zahřejí a pokud k nim nejsou připojeny radiátory z hliníkové slitiny, po několika sekundách provozu na maximální výkon tyto prvky selžou. Umístění tranzistorů na chladiče by mělo být přes tenkou vrstvu tepelné pasty, jinak bude účinnost takového chlazení minimální.
  5. Diody, které se používají v indukčním ohřívači, musí mít ultra rychlý účinek. Nejvhodnější pro tento obvod, diody: MUR-460; UV-4007; HER-307.
  6. Rezistory použité v okruhu 3: 10 kOhm s výkonem 0,25 W - 2 ks. a výkon 440 ohmů - 2 watty. Zenerovy diody: 2 ks. s provozním napětím 15 V. Výkon zenerových diod musí být minimálně 2 watty. U indukce se používá tlumivka pro připojení k výkonovým výstupům cívky.
  7. Pro napájení celého zařízení budete potřebovat napájecí zdroj s kapacitou až 500.W. a napětí 12 - 40 V. Toto zařízení můžete napájet z autobaterie, ale při tomto napětí nedosáhnete nejvyššího výkonu.


 Samotný proces výroby elektronického generátoru a cívky trvá trochu času a probíhá v následujícím pořadí:

  1. Z měděné trubky vyrobí se spirála o průměru 4 cm.K vytvoření spirály by se měla měděná trubička navinout na tyč s rovným povrchem o průměru 4 cm. Spirála by měla mít 7 závitů, které by se neměly dotýkat. Na 2 koncích trubice jsou připájeny montážní kroužky pro připojení k tranzistorovým radiátorům.
  2. Deska s plošnými spoji je vyrobena podle schématu. Pokud je možné dodat polypropylenové kondenzátory, pak vzhledem k tomu, že takové prvky mají minimální ztráty a stabilní provoz při velkých amplitudách kolísání napětí, bude zařízení pracovat mnohem stabilněji. Kondenzátory v obvodu jsou instalovány paralelně a tvoří oscilační obvod s měděnou cívkou.
  3. Kovové topení se vyskytuje uvnitř cívky po připojení obvodu ke zdroji napájení nebo baterii. Při zahřívání kovu je nutné zajistit, aby nedocházelo ke zkratu vinutí pružiny. Pokud se zahřátého kovu dotknete 2 závitů cívky současně, tranzistory okamžitě selžou.

Nuance


  1. Při provádění pokusů o zahřívání a kalení kovů, uvnitř indukční cívky může být teplota značná a dosahuje až 100 stupňů Celsia. Tento topný efekt lze využít k ohřevu vody pro domácí potřeby nebo pro vytápění domu.
  2. Schéma ohřívače diskutované výše (obrázek 3), při maximální zátěži je schopen poskytnout vyzařování magnetické energie uvnitř cívky rovné 500 wattům. Takový výkon nestačí k ohřevu velkého objemu vody a konstrukce vysoce výkonné indukční cívky bude vyžadovat výrobu obvodu, ve kterém bude nutné použít velmi drahé rádiové prvky.
  3. Rozpočtové řešení pro organizaci indukčního ohřevu kapaliny, je použití několika zařízení popsaných výše, uspořádaných v sérii. V tomto případě musí být spirály na stejném vedení a nesmí mít společný kovový vodič.
  4. Tak jakoje použita nerezová trubka o průměru 20 mm. Na potrubí je „navlečeno“ několik indukčních spirál, takže výměník tepla je uprostřed spirály a nedochází ke kontaktu se svými závity. Při současném zařazení 4 takových zařízení bude topný výkon asi 2 kW, což již stačí pro průtokový ohřev kapaliny s malou cirkulací vody na hodnoty umožňující použití tohoto provedení v dodávce. teplá voda malý dům.
  5. Pokud takové topné těleso připojíte k dobře izolované nádrži, který bude umístěn nad ohřívačem, výsledkem bude kotlový systém, ve kterém bude ohřev kapaliny probíhat uvnitř nerezové trubky, ohřátá voda bude stoupat a na její místo nastoupí chladnější kapalina.
  6. Pokud je plocha domu významná, počet indukčních cívek lze zvýšit až na 10 kusů.
  7. Výkon takového kotle lze snadno upravit vypnutím nebo zapnutím spirálek. Čím více současně zapnutých sekcí, tím větší bude výkon takto pracujícího topného zařízení.
  8. K napájení takového modulu potřebujete výkonný napájecí zdroj. Pokud existuje invertorový svařovací stroj stejnosměrný proud, pak je možné z něj vyrobit měnič napětí požadovaného výkonu.
  9. Vzhledem k tomu, že systém funguje na stejnosměrný elektrický proud, která nepřesahuje 40 V, provoz takového zařízení je relativně bezpečný, hlavní věcí je zajistit pojistkový blok v napájecím obvodu generátoru, který v případě zkratu odpojí systém od napětí, čímž se eliminuje možnost požáru.
  10. Tímto způsobem je možné organizovat „bezplatné“ vytápění domu za předpokladu, že jsou instalovány baterie pro napájení indukčních zařízení, která budou nabíjena pomocí solární a větrné energie.
  11. Baterie by měly být kombinovány v sekcích po 2, zapojeny do série. V důsledku toho bude napájecí napětí s takovým připojením nejméně 24 V., což zajistí provoz kotle při vysokém výkonu. Sériové zapojení navíc sníží proud v obvodu a prodlouží životnost baterie.


  1. Provoz domácích indukčních ohřívacích zařízení, ne vždy umožňuje vyloučit šíření elektromagnetického záření škodlivého pro člověka, proto by měl být indukční kotel instalován v nebytovém prostoru a stíněný pozinkovanou ocelí.
  2. Povinné při práci s elektřinou je třeba dodržovat bezpečnostní předpisy a zejména pro sítě 220 V AC.
  3. Jako experiment může být vyrobeno varná deska pro vaření jídla podle schématu uvedeného v článku, ale nedoporučuje se toto zařízení neustále provozovat kvůli nedokonalostem vlastní výroba stínění tohoto zařízení, z tohoto důvodu vystavení lidského těla škodlivému elektromagnetickému záření, které může nepříznivě ovlivnit zdraví.

Oblíbenost indukčního ohřívače IR2153 lze vysvětlit tím, že člověk neustále hledá - nekonečné hledání člověka po zdrojích tepla pro vytápění svých domovů, které budou: ekonomické, ekologické a funkční. Mnozí se dokonce odvážili a ne nadarmo vyrobit indukční ohřívač vlastníma rukama, aby jej mohli připojit k topnému systému domova. Článek podrobně popíše, jak vyrobit indukční ohřívač, abyste utratili minimum peněz a času.

Schéma indukčního ohřívače

Díky tomu, že M. Faraday objevil fenomén elektromagnetické indukce již v roce 1831, svět viděl velký počet zařízení, která ohřívají vodu a další média.

Protože byl tento objev realizován, lidé jej denně používají v každodenním životě:

  • Rychlovarná konvice s kotoučovým ohřívačem pro ohřev vody;
  • Multicooker trouba;
  • indukční varná deska;
  • Mikrovlnné trouby (sporáky);
  • Ohřívač;
  • Topný sloup.

Otvor se také aplikuje na extrudér (ne mechanický). Dříve byl široce používán v metalurgii a dalších odvětvích souvisejících se zpracováním kovů. Tovární indukční kotel funguje na principu působení vířivých proudů na speciální jádro umístěné uvnitř cívky. Foucaultovy vířivé proudy jsou povrchové, proto je lepší vzít jako jádro dutou kovovou trubku, kterou prochází chladicí prvek.

K výskytu elektrických proudů dochází v důsledku dodávky střídavého napětí do vinutí, což způsobuje vzhled střídavého elektrického magnetického pole, které mění potenciály 50krát / s. na standardní průmyslové frekvenci 50 Hz.

Indukční cívka Ruhmkorff je zároveň navržena tak, aby ji bylo možné připojit přímo k elektrické síti. Ve výrobě se k takovému ohřevu používají vysokofrekvenční elektrické proudy - až 1 MHz, takže je poměrně obtížné dosáhnout provozu zařízení na 50 Hz. Tloušťka drátu a počet závitů vinutí používaných zařízením, ohřívačem vody, se vypočítávají samostatně pro každou jednotku podle speciální metody pro požadovaný tepelný výkon. Podomácku vyrobená výkonná jednotka musí fungovat efektivně, rychle ohřívat vodu protékající potrubím a neohřívat se.

Organizace výrazně investují do vývoje a implementace takových produktů, takže:

  • Všechny úkoly jsou úspěšně vyřešeny;
  • Účinnost topného zařízení je 98%;
  • Funguje bez přerušení.

Kromě nejvyšší účinnosti nelze nepřitahovat rychlost, s jakou probíhá ohřev média procházejícího jádrem. Na Obr. je navrženo schéma fungování indukčního ohřívače vody vytvořeného v závodě. Takové schéma má jednotku značky VIN, kterou vyrábí závod Iževsk.

Jak dlouho bude jednotka fungovat, závisí pouze na tom, jak těsné je pouzdro a není poškozena izolace závitů drátu, a to je podle výrobce poměrně významné období - až 30 let.

Za všechny tyto výhody, které má zařízení 100%, je třeba zaplatit hodně peněz, indukční, magnetický ohřívač vody je nejdražší ze všech typů topných instalací. Proto mnoho řemeslníků dává přednost tomu, aby si sami sestavili ultraekonomickou jednotku pro vytápění.

Vyrábíme indukční ohřívač vlastníma rukama

Vyrobit vynález není těžké, pokud máte dovednosti, můžete vyrobit dobré zařízení. Nejjednodušší sestava, která se montuje ručně, se skládá z trubkového řezu (plast), uvnitř kterého jsou uspořádány různé prvky (kov), aby vytvořily jádro.


To může být:

  • drát z nerezové oceli;
  • Svinuté do kuliček, nasekané na malé kousky drátu - drátěnka, jejíž průměr je 8 mm;
  • Vrtejte podle průměru trubky.

Z vnější strany jsou na ni nalepeny sklolaminátové tyčinky, na které je třeba navinout drát o tloušťce 1,7 mm v izolaci. Délka drátu je přibližně 11 m. Poté je třeba indukční ohřívač otestovat napuštěním vody a připojením např. na indukční varnou desku značky ORION o výkonu 2 kW místo běžné tlumivky. Vírový radiátor svařený z několika kovových trubek funguje jako vnější jádro pro vířivé elektrické proudy, které jsou vytvářeny cívkou stejného panelu.

V důsledku toho lze vyvodit následující závěr:

  1. Tepelný výkon vyrobeného topného zařízení je vyšší než elektrický výkon panelu.
  2. Počet a velikost trubic byly zvoleny náhodně, ale vytvářely dostatečnou plochu pro přívod tepla, které vzniká vířivými proudy.
  3. Toto schéma ohřívače vody se ukázalo jako úspěšné pro konkrétní případ, kdy je bytový dům obklopen dalšími byty, které jsou vytápěny.

Zařízení funguje správně, takže pokud máte chuť, zkušenosti a znalosti, můžete tento nápad uvést do života. Složité modely mohou vyžadovat použití 3fázového transformátoru.

Vysoce přesný indukční ohřev

Takové vytápění má nejjednodušší princip, protože je bezkontaktní. Vysokofrekvenční pulzní ohřev umožňuje dosáhnout nejvyšších teplotních podmínek, při kterých je možné zpracovávat nejobtížnější kovy při tavení. Pro provedení indukčního ohřevu je nutné vytvořit požadované napětí 12V (voltů) a frekvenci indukčnosti v elektromagnetických polích.

To lze provést ve speciálním zařízení - induktoru. Je napájen elektřinou z průmyslového zdroje s frekvencí 50 Hz.

K tomu je možné použít jednotlivé zdroje - měniče / generátory. Nejjednodušším zařízením pro nízkofrekvenční zařízení je spirála (izolovaný vodič), kterou lze umístit do vnitřku kovové trubky nebo ji namotat. Procházející proudy ohřívají trubici, která v budoucnu dodává teplo do obývacího pokoje.

Použití indukčního ohřevu na minimálních frekvencích není častým jevem. Nejběžnější zpracování kovů vyšší nebo střední frekvencí. Taková zařízení se vyznačují tím, že magnetická vlna jde na povrch, kde se rozpadá. Energie se přeměňuje na teplo. Aby byl efekt lepší, musí mít obě složky podobný tvar. Kde se teplo aplikuje?

Dnešní aplikace vysokofrekvenční ohřev rozšířený:

  • Pro tavení kovů a jejich pájení bezkontaktní metodou;
  • Strojírenský průmysl;
  • Obchod se šperky;
  • Vytváření malých prvků (desek), které lze při použití jiných technik poškodit;
  • Kalení povrchů dílů, různé konfigurace;
  • Tepelné zpracování dílů;
  • Lékařská praxe (dezinfekce přístrojů/nástrojů).

Topení může vyřešit mnoho problémů.

Výhody: kovový indukční ohřev

Vytápění má mnoho výhod. S ním je možné rychle zahřát a roztavit jakýkoli vodivý materiál do kapalného stavu. Umožňuje provádět ohřev v jakémkoli médiu, které nevede proud, tedy tavicí a pracovní funkci.


Protože se zahřívá pouze vodič, zůstávají stěny studené. Tento typ vytápění neznečišťuje životní prostředí. Pokud plynové hořáky znečišťují vzduch, pak indukční ohřev toto eliminuje, protože funguje elektromagnetické záření. Kompaktní rozměry induktoru. Schopnost vytvořit zařízení jakéhokoli tvaru.

Vytápění je nepostradatelné, pokud potřebujete vytápět pouze vybranou plochu na povrchu. Zařízení má také nastavit takové speciální vybavení pro požadovaný režim a upravit jej.

Jak vyrobit indukční ohřívač z napájení počítače

Ohřívač může být vyroben z napájení počítače.

Zabere to:

  • Plyn z počítačové jednotky;
  • páječka;
  • Svářečka;
  • nůžky na drát;
  • Nerezový drát 6 mm;
  • smaltovaný byt měděný drát 2 mm;
  • Ocelové trubky 25 mm;
  • Plastová trubka 50 mm;
  • Odolné sanitární armatury;
  • Výbušný ventil;
  • Podrobnosti pro sestavení obvodu.

Kotel se skládá z spirály, výměníku, svorkovnice, ovládací skříně, vstupních a výstupních trysek. Instalace je jednoduchá, hlavní věcí je dodržovat schéma. Dobrý laboratorní napájecí zdroj lze navrhnout za den a realizovat za den. Zařízení jsou připojena přes transformátorový bod.

Jednoduchý induktor pro kutily

V domácím životě se může HDTV induktor často hodit.

Toto zařízení se často používá k ohřevu vařeného:

  • matice/šrouby;
  • Rámy a nosníky automobilů;
  • Díly pro autoservis včetně ložisek a různých pouzder.

Taková zařízení lze zakoupit ve specializovaném obchodě, stejně jako jakékoli jiné vybavení, například čínská invertorová klimatizace, seismický senzor, ale jsou velmi drahé. Existuje však cesta ven, je docela možné vytvořit indukční ohřívač doma. Pro montáž budete potřebovat transformátor, lze jej vyrobit ze 2 kroužků. Lze použít feritovou třídu M 2000 NM.

V primárním vinutí by mělo být přibližně 26 závitů drátu o průměru 0,75 mm. Primární vinutí je připojeno tam, kde vystupuje střídač. Druhé vinutí je tvořeno jednou smyčkou měděné trubičky o průměru 6 mm, je zároveň odbočkou tlumivky-trubice, která prochází středem prstencové části transformátoru.

Vlastní induktor je cívka několika závitů měděné trubky - 4 mm.

Kondenzátor spolu se zařízením vykonává práci oscilačního obvodu, který vytváří rezonanční kmitočet (rezonanční), na který je měnič naladěn. Pokud je polotovar uspořádán ve střední části měděné spirály, pak bude poskytovat aktivní odpor. HDTV se vyskytuje v samotné cívce, takže trubice s cívkami se velmi zahřívá, což znamená, že musí být bezpodmínečně chlazena, k tomu je možné použít běžnou vodu z potrubí.

Pro napájení induktoru je nutné použít dielektrické trubice, protože v obvodu vzniká vysoké napětí. Za tekoucí voda který ochlazuje induktor, je potřeba neustálé monitorování, proto je v odtoku uspořádána speciální vložka, ke které je připojen termočlánek a tester pro ovládání teplotní režim. Zařízení by mělo používat nejvýkonnější kondenzátor, dá se skládat od čtyřiceti vysokonapěťové kondenzátory při 0,033uF každý.

DIY indukční ohřívač (video)

Jak vidíte, vyrobit induktor vlastníma rukama není obtížné, hlavní věcí je dodržovat schéma, můžete také vytvořit indukční klakson nebo sestavit tyristorový obvod nebo jakýkoli jiný, například vnitřní obsah tranzistoru .

Spotřebiče, které topí elektřinou spíše než plynem, jsou bezpečné a pohodlné. Takové ohřívače neprodukují saze a zápach ale spotřebují hodně elektřiny. Vynikající cestou ven je sestavení indukčního ohřívače vlastníma rukama. To šetří peníze a přispívá do rodinného rozpočtu. Existuje mnoho jednoduchých schémat, podle kterých lze induktor sestavit nezávisle.

Aby bylo snazší pochopit obvody a správně sestavit strukturu, bude užitečné nahlédnout do historie elektřiny. Metody ohřevu kovových konstrukcí elektromagnetickým proudem cívky jsou široce používány v průmyslové výrobě domácích spotřebičů - kotlů, ohřívačů a sporáků. Ukazuje se, že si můžete vyrobit funkční a odolný indukční ohřívač vlastníma rukama.

Princip činnosti zařízení

Princip činnosti zařízení

Slavný britský vědec Faraday z 19. století strávil 9 let výzkumem přeměny magnetických vln na elektřinu. V roce 1931 byl konečně učiněn objev, nazvaný elektromagnetická indukce. Drátové vinutí cívky, v jejímž středu je jádro z magnetického kovu, vytváří pod silou střídavého proudu magnetické pole. Působením vírových proudů se jádro zahřívá.

Důležitou nuancí je, že k ohřevu dojde, pokud střídavý proud napájející cívku změní vektor a znaménko pole při vysokých frekvencích.

Faradayův objev se začal využívat jak v průmyslu, tak při výrobě podomácku vyrobených motorů a elektrických ohřívačů. První slévárna založená na vírovém induktoru byla otevřena v roce 1928 v Sheffieldu. Později, podle stejného principu, byly dílny továren vytápěny a pro ohřev vody, kovové povrchy fajnšmekři sestavili induktor vlastníma rukama.

Tehdejší schéma zařízení platí i dnes. Klasickým příkladem je indukční kotel, který zahrnuje:

  • kovové jádro;
  • rám;
  • tepelná izolace.

Nižší hmotnosti, menší velikosti a vyšší účinnosti je dosaženo prostřednictvím tenkých ocelových trubek, které tvoří základ jádra. V kuchyňských obkladech je induktor zploštělá cívka umístěná v blízkosti varné desky.

Vlastnosti obvodu pro zrychlení frekvence proudu jsou následující:

  • průmyslová frekvence 50 Hz není vhodná pro domácí zařízení;
  • přímé připojení induktoru k síti povede k brumu a nízkému zahřívání;
  • efektivní ohřev se provádí při frekvenci 10 kHz.

Montáž podle schémat

Každý, kdo je obeznámen s fyzikálními zákony, může sestavit indukční ohřívač vlastníma rukama. Složitost zařízení se bude lišit od stupně připravenosti a zkušeností velitele.

Existuje mnoho video tutoriálů, podle kterých můžete vytvořit efektivní zařízení. Téměř vždy je nutné použít následující základní komponenty:

  • ocelový drát o průměru 6-7 mm;
  • měděný drát pro induktor;
  • kovová síť (pro držení drátu uvnitř pouzdra);
  • adaptéry;
  • trubky pro tělo (vyrobené z plastu nebo oceli);
  • vysokofrekvenční měnič.

To bude stačit k sestavení indukční cívky vlastníma rukama a je to ona, kdo je srdcem průtokový ohřívač vody. Po přípravě potřebných prvků můžete přejít přímo k výrobnímu procesu zařízení:

  • nakrájejte drát na segmenty 6-7 cm;
  • kryt s kovovou síťovinou vnitřní část trubky a naplňte drát až nahoru;
  • podobně zavřete otvor potrubí zvenčí;
  • naviňte měděný drát kolem plastového pouzdra alespoň 90krát pro cívku;
  • vložte konstrukci do topného systému;
  • pomocí invertoru připojte cívku k el.

Je vhodné nejprve střídač uzemnit a připravit nemrznoucí kapalinu nebo vodu.

Podle podobného algoritmu můžete snadno sestavit indukční kotel, pro který byste měli:

  • nakrájet kousky z ocelová trubka 25 x 45 mm se stěnou ne silnější než 2 mm;
  • svařte je dohromady a spojte je s menšími průměry;
  • svar železné poklice na konce a vyvrtejte otvory pro závitové trubky;
  • vytvořte držák pro indukční sporák svařením dvou rohů na jedné straně;
  • vložit varná deska do držáku z rohů a připojte se k síti;
  • doplňte chladicí kapalinu do systému a zapněte topení.

Mnoho induktorů pracuje s výkonem ne vyšším než 2 - 2,5 kW. Takové ohřívače jsou určeny pro místnost 20 - 25 m². Pokud je generátor používán v autoservisu, můžete jej připojit ke svářečce, ale Je důležité vzít v úvahu určité nuance:

  • Potřebujete AC, ne DC jako měnič. Svařovací stroj bude muset být prozkoumán na přítomnost bodů, kde napětí nemá přímý směr.
  • Počet závitů drátu většího průřezu se volí matematickým výpočtem.
  • Bude vyžadováno chlazení pracovních prvků.

Vytváření sofistikovaných svítidel

Je obtížnější vytvořit instalaci vytápění HDTV vlastními rukama, ale podléhá radioamatérům, protože k jejímu sběru budete potřebovat multivibrační obvod. Princip činnosti je podobný - vířivé proudy vznikající interakcí kovové výplně ve středu cívky a jejího vlastního vysoce magnetického pole ohřívají povrch.

Návrh HDTV instalací

Vzhledem k tomu, že i malé cívky produkují proud asi 100 A, bude nutné je zapojit s rezonanční kapacitou, aby se vyrovnal indukční tah. Existují 2 typy pracovních okruhů pro ohřev HDTV na 12 V:

  • připojen k elektrické síti.

  • cílené elektrické;
  • připojen k elektrické síti.

V prvním případě lze instalaci mini HDTV sestavit za hodinu. I při absenci sítě 220 V můžete takový generátor použít kdekoli, pokud však máte jako zdroje energie autobaterie. Samozřejmě není dostatečně výkonný na roztavení kovu, ale je schopen se zahřát na vysoké teploty potřebné pro jemnou práci, jako je ohřev nožů a šroubováků do modra. Chcete-li jej vytvořit, musíte si zakoupit:

  • tranzistory s efektem pole BUZ11, IRFP460, IRFP240;
  • autobaterie od 70 A / h;
  • vysokonapěťové kondenzátory.

Proud napájecího zdroje 11 A je během procesu ohřevu snížen na 6 A kvůli odporu kovu, ale zůstává potřeba silných drátů, které vydrží proud 11-12 A, aby se zabránilo přehřátí.

Druhý okruh pro instalaci indukčního ohřevu v plastovém pouzdře je složitější, je založen na budiči IR2153, ale je pohodlnější vybudovat nad regulátorem rezonanci 100k. Obvod je nutné ovládat přes síťový adaptér s napětím 12 V a více. Napájecí jednotku lze připojit přímo do hlavní sítě 220 V pomocí diodového můstku. Rezonanční frekvence je 30 kHz. Budou vyžadovány následující položky:

  • feritové jádro 10 mm a sytič 20 otáček;
  • měděná trubka jako HDTV cívka 25 závitů na trn 5–8 cm;
  • kondenzátory 250V.

Vírové ohřívače

Výkonnější instalace schopná zahřát šrouby až žlutá barva, lze sestavit podle jednoduchého schématu. Ale během provozu bude tvorba tepla poměrně velká, proto se doporučuje instalovat radiátory na tranzistory. Dále budete potřebovat tlumivku, kterou si můžete zapůjčit ze zdroje jakéhokoli počítače, a následující pomocné materiály:

  • ocelový feromagnetický drát;
  • měděný drát 1,5 mm;
  • polem řízené tranzistory a diody pro zpětné napětí od 500 V;
  • zenerovy diody o výkonu 2-3 W s výpočtem 15 V;
  • jednoduché odpory.

V závislosti na požadovaném výsledku je navíjení drátu na měděné základně od 10 do 30 závitů. Dále přichází na řadu montáž obvodu a příprava základní cívky ohřívače z cca 7 závitů měděného drátu 1,5 mm. Připojuje se k okruhu a poté k elektřině.

Řemeslníci obeznámení se svařováním a provozem třífázového transformátoru mohou dále zvýšit účinnost zařízení a zároveň snížit hmotnost a velikost. K tomu je třeba svařit základny dvou trubek, které budou sloužit jako jádro i ohřívač, a po navinutí přivařit dvě trubky do těla pro přívod a odvod chladicí kapaliny.

Zaměřením na schémata můžete rychle sestavit induktory různých kapacit pro ohřev vody, kovů, vytápění domu, garáže a autoservisu. Je také nutné pamatovat na bezpečnostní pravidla pro efektivní obsluhu ohřívačů tohoto typu, protože únik chladicí kapaliny z domácí zařízení může skončit požárem.

Existují určité podmínky pro organizaci práce:

  • vzdálenost mezi indukčním kotlem, stěnami, elektrickými spotřebiči by měla být alespoň 40 cm a je lepší ustoupit 1 m od podlahy a stropu;
  • pomocí tlakoměru a odvzdušňovacího zařízení je za výstupním potrubím zajištěn bezpečnostní systém;
  • je žádoucí používat zařízení v uzavřených okruzích s nuceným oběhem chladicí kapaliny;
  • aplikace v plastových potrubích je možná.

Vlastní montáž indukčních generátorů bude levná, ale ne zdarma, protože potřebujete dostatek komponent dobrá kvalita. Pokud osoba nemá speciální znalosti a zkušenosti v oblasti radiotechniky a svařování, neměli byste samostatně sestavovat ohřívač pro velkou plochu, protože topný výkon nepřesáhne 2,5 kW.

Samostatnou montáž induktoru však lze považovat za sebevzdělávání a zdokonalování majitele domu v praxi. Můžete začít s malými spotřebiči jednoduché obvody, a protože princip fungování ve složitějších zařízeních je stejný, pouze doplněno doplňkové prvky a frekvenčních měničů, pak bude snadné a poměrně levné zvládnout to po etapách.

V kontaktu s

Indukční ohřev je způsob bezkontaktního ohřevu vysokofrekvenčními proudy (angl. RFH - radiofrekvenční ohřev, ohřev radiofrekvenčními vlnami) elektricky vodivých materiálů.

Popis metody.

Indukční ohřev je ohřev materiálů elektrickými proudy, které jsou indukovány střídavým magnetickým polem. Jedná se tedy o ohřev výrobků z vodivých materiálů (vodičů) magnetickým polem induktorů (zdrojů střídavého magnetického pole). Indukční ohřev se provádí následovně. Elektricky vodivý (kovový, grafitový) obrobek je umístěn v tzv. induktoru, což je jeden nebo více závitů drátu (nejčastěji mědi). V induktoru se pomocí speciálního generátoru indukují silné proudy různých frekvencí (od desítek Hz do několika MHz), v důsledku čehož kolem induktoru vzniká elektromagnetické pole. Elektromagnetické pole indukuje vířivé proudy v obrobku. Vířivé proudy ohřívají obrobek působením Jouleova tepla (viz Joule-Lenzův zákon).

Systém induktor-blank je bezjádrový transformátor, ve kterém je induktor primárním vinutím. Obrobek je sekundární vinutí zkratované. Magnetický tok mezi vinutími se ve vzduchu uzavírá.

Při vysoké frekvenci jsou vířivé proudy vytlačovány jimi vytvořeným magnetickým polem do tenkých povrchových vrstev obrobku Δ (Povrchový efekt), v důsledku čehož se jejich hustota prudce zvyšuje a obrobek se zahřívá. Spodní vrstvy kovu se zahřívají v důsledku tepelné vodivosti. Není důležitý proud, ale vysoká proudová hustota. V potahové vrstvě Δ se proudová hustota snižuje o faktor e vzhledem k proudové hustotě na povrchu obrobku, přičemž ve vrstvě kůže se uvolňuje 86,4 % tepla (z celkového uvolněného tepla. Hloubka povrchové vrstvy závisí na na frekvenci záření: čím vyšší frekvence, tím tenčí vrstva kůže Závisí také na relativní magnetické permeabilitě μ materiálu obrobku.

Pro železo, kobalt, nikl a magnetické slitiny při teplotách pod Curieovým bodem má μ hodnotu od několika stovek do desítek tisíc. Pro ostatní materiály (taveniny, neželezné kovy, kapalná nízkotavná eutektika, grafit, elektrolyty, elektricky vodivá keramika atd.) se μ rovná přibližně jedné.

Například při frekvenci 2 MHz je hloubka slupky pro měď asi 0,25 mm, pro železo ≈ 0,001 mm.

Induktor se během provozu velmi zahřívá, protože absorbuje své vlastní záření. Navíc pohlcuje tepelné záření z horkého obrobku. Vyrobte induktory z měděné trubky chlazené vodou. Voda je přiváděna odsáváním - to zajišťuje bezpečnost v případě popálení nebo jiného odtlakování induktoru.

Aplikace:
Ultra čisté bezkontaktní tavení, pájení a svařování kovů.
Získávání prototypů slitin.
Ohýbání a tepelné zpracování strojních součástí.
Obchod se šperky.
Obrábění malých dílů, které mohou být poškozeny plamenem nebo obloukovým ohřevem.
Povrchové kalení.
Kalení a tepelné zpracování součástí složitého tvaru.
Dezinfekce lékařských nástrojů.

Výhody.

Vysokorychlostní ohřev nebo tavení jakéhokoli elektricky vodivého materiálu.

Zahřívání je možné v ochranné plynové atmosféře, v oxidačním (nebo redukčním) médiu, v nevodivé kapalině, ve vakuu.

Ohřev stěnami ochranné komory ze skla, cementu, plastů, dřeva - tyto materiály velmi slabě absorbují elektromagnetické záření a zůstávají během provozu instalace studené. Ohřívá se pouze elektricky vodivý materiál - kov (včetně roztaveného), uhlík, vodivá keramika, elektrolyty, tekuté kovy atd.

Vlivem vznikajících sil MHD je tekutý kov intenzivně promícháván, až zůstává suspendován ve vzduchu nebo ochranném plynu – tak se získávají ultračisté slitiny v malá množství(levitační tavení, tavení v elektromagnetickém kelímku).

Vzhledem k tomu, že ohřev se provádí pomocí elektromagnetického záření, nedochází ke znečištění obrobku zplodinami hoření hořáku v případě ohřevu plynovým plamenem nebo materiálem elektrody v případě ohřevu obloukem. Umístění vzorků do atmosféry inertního plynu a vysoké rychlosti zahřívání eliminuje tvorbu vodního kamene.

Snadné použití díky malé velikosti induktoru.

Induktor může být vyroben ve speciálním tvaru - to umožní rovnoměrně ohřívat části složité konfigurace po celém povrchu, aniž by to vedlo k jejich deformaci nebo lokálnímu nezahřívání.

Je snadné provádět lokální a selektivní vytápění.

Vzhledem k tomu, že k nejintenzivnějšímu ohřevu dochází v tenkých horních vrstvách obrobku a spodní vrstvy se díky tepelné vodivosti ohřívají šetrněji, je metoda ideální pro povrchové kalení součástí (jádro zůstává viskózní).

Snadná automatizace zařízení - cykly ohřevu a chlazení, kontrola a přidržování teploty, podávání a odebírání obrobků.

Indukční topné jednotky:

V instalacích s pracovní frekvencí do 300 kHz se používají invertory na sestavách IGBT nebo tranzistory MOSFET. Taková zařízení jsou navržena pro vytápění velkých dílů. K ohřevu malých dílů se používají vysoké frekvence (do 5 MHz, rozsah středních a krátkých vln), vysokofrekvenční instalace jsou stavěny na elektronkách.

Také pro ohřev malých dílů jsou vysokofrekvenční instalace postaveny na tranzistorech MOSFET pro pracovní frekvence až 1,7 MHz. Řízení a ochrana tranzistorů na vyšších frekvencích představuje určité potíže, takže nastavení vyšších frekvencí je stále poměrně drahé.

Induktor pro ohřev malých dílů má malá velikost a malá indukčnost, která vede ke snížení činitele kvality pracovního oscilačního obvodu při nízkých frekvencích a snížení účinnosti a představuje také nebezpečí pro hlavní oscilátor (faktor kvality oscilačního obvodu je úměrný L / C, oscilační obvod s nízkým činitelem jakosti je příliš dobře „napumpován“ energií, vytvoří zkrat přes induktor a vypne hlavní oscilátor). Pro zvýšení faktoru kvality oscilačního obvodu se používají dva způsoby:
- zvýšení provozní frekvence, což vede ke složitosti a ceně instalace;
- použití feromagnetických vložek v induktoru; lepení induktoru panely z feromagnetického materiálu.

Protože induktor pracuje nejúčinněji při vysokých frekvencích, průmyslové aplikace obdržela indukční ohřev po vývoji a zahájení výroby výkonných generátorových lamp. Před první světovou válkou byl indukční ohřev omezený. V té době se jako generátory používaly vysokofrekvenční strojní generátory (práce V.P. Vologdina) nebo jiskrové výboje.

Obvod generátoru může být v zásadě jakýkoliv (multivibrátor, RC generátor, nezávisle buzený generátor, různé relaxační generátory), který pracuje na zátěži v podobě indukční cívky a má dostatečný výkon. Je také nutné, aby frekvence kmitání byla dostatečně vysoká.

Například, aby bylo možné během několika sekund "uříznout" ocelový drát o průměru 4 mm, je zapotřebí oscilační výkon alespoň 2 kW při frekvenci alespoň 300 kHz.

Schéma se vybírá podle následujících kritérií: spolehlivost; stabilita kolísání; stabilita výkonu uvolněného v obrobku; snadnost výroby; snadné nastavení; minimální počet dílů pro snížení nákladů; použití dílů, které celkově snižují hmotnost a rozměry atd.

Po mnoho desetiletí se jako generátor vysokofrekvenčních kmitů používá indukční tříbodový generátor (Hartleyův generátor, autotransformátorový generátor). zpětná vazba, obvod na dělič napětí indukční smyčky). Jedná se o samobuzený paralelní napájecí obvod pro anodu a frekvenčně selektivní obvod vytvořený na oscilačním obvodu. Úspěšně se používal a nadále používá v laboratořích, klenotnických dílnách, průmyslové podniky, stejně jako v amatérské praxi. Například během druhé světové války bylo na takových zařízeních prováděno povrchové kalení válců tanku T-34.

Nevýhody tří teček:

Nízká účinnost (méně než 40% při použití lampy).

Silná frekvenční odchylka v okamžiku ohřevu obrobků z magnetických materiálů nad Curieovým bodem (≈700С) (změny μ), která mění hloubku vrstvy kůže a nepředvídatelně mění režim tepelného zpracování. Při tepelném zpracování kritických částí to může být nepřijatelné. Také výkonné RF instalace musí pracovat v úzkém rozsahu frekvencí povolených Rossvyazokhrankultura, protože se špatným stíněním jsou ve skutečnosti rádiovými vysílači a mohou rušit televizní a rozhlasové vysílání, pobřežní a záchranné služby.

Při výměně polotovarů (například z menších na větší) se změní indukčnost systému induktor-blank, což vede také ke změně frekvence a hloubky vrstvy kůže.

Při změně jednootáčkových induktorů na víceotáčkové, na větší či menší se mění i frekvence.

Pod vedením Babata, Lozinského a dalších vědců byly vyvinuty dvou- a tříokruhové generátorové obvody, které mají více vysoká účinnost(až 70 %), stejně jako lepší držení pracovní frekvence. Princip jejich působení je následující. V důsledku použití sdružených obvodů a zeslabení spojení mezi nimi nemá změna indukčnosti pracovního obvodu za následek silnou změnu frekvence obvodu pro nastavení frekvence. Rádiové vysílače jsou konstruovány podle stejného principu.

Moderní vysokofrekvenční generátory jsou invertory založené na sestavách IGBT nebo výkonných tranzistorech MOSFET, obvykle vyrobené podle schématu můstku nebo polomůstku. Pracujte na frekvencích až 500 kHz. Vrata tranzistorů se otevírají pomocí řídicího systému mikrokontroléru. Řídicí systém v závislosti na úkolu umožňuje automaticky držet

A) konstantní frekvence
b) konstantní výkon uvolněný v obrobku
c) maximální účinnost.

Například, když se magnetický materiál zahřeje nad Curieovým bodem, tloušťka vrstvy kůže se prudce zvětší, proudová hustota klesne a obrobek se začne hůře zahřívat. Zmizí i magnetické vlastnosti materiálu a zastaví se proces reverzace magnetizace - obrobek se začne hůře zahřívat, zatěžovací odpor prudce klesne - to může vést k "odstupu" generátoru a jeho poruše. Řídicí systém sleduje přechod Curieovým bodem a automaticky zvyšuje frekvenci s prudkým poklesem zátěže (nebo snižuje výkon).

Poznámky.

Induktor by měl být pokud možno umístěn co nejblíže k obrobku. Tím se nejen zvýší hustota elektromagnetického pole v blízkosti obrobku (v poměru k druhé mocnině vzdálenosti), ale také se zvýší účiník Cos(φ).

Zvýšením frekvence se dramaticky sníží účiník (v poměru k třetí mocnině frekvence).

Při zahřívání magnetických materiálů se také uvolňuje dodatečné teplo v důsledku převrácení magnetizace, jejich zahřívání na Curieův bod je mnohem efektivnější.

Při výpočtu induktoru je nutné vzít v úvahu indukčnost pneumatik vedoucích k induktoru, která může být mnohem větší než indukčnost samotného induktoru (pokud je induktor vyroben ve formě jediné otáčky malého průměr nebo i část otáčky - oblouk).

Existují dva případy rezonance v oscilačních obvodech: napěťová rezonance a proudová rezonance.
Paralelní oscilační obvod - rezonance proudů.
V tomto případě je napětí na cívce a na kondenzátoru stejné jako na generátoru. Při rezonanci se odpor obvodu mezi body větvení stane maximálním a proud (celkem I) přes odpor zátěže Rn bude minimální (proud uvnitř obvodu I-1l a I-2s je větší než proud generátoru) .

V ideálním případě je impedance smyčky nekonečná - obvod neodebírá žádný proud ze zdroje. Při změně frekvence generátoru v libovolném směru od rezonanční frekvence klesá impedance obvodu a zvyšuje se lineární proud (Itot).

Sériový oscilační obvod - napěťová rezonance.

Hlavním rysem sériového rezonančního obvodu je, že jeho impedance je při rezonanci minimální. (ZL + ZC - minimum). Když je frekvence naladěna na hodnotu nad nebo pod rezonanční frekvencí, impedance se zvyšuje.
Závěr:
V paralelním obvodu při rezonanci je proud procházející vodiči obvodu 0 a napětí je maximální.
V sériovém obvodu je tomu naopak - napětí má tendenci k nule a proud je maximální.

Článek byl převzat ze stránek http://dic.academic.ru/ a do srozumitelnějšího textu pro čtenáře přepracován společností LLC Prominduktor.