Calentador de inducción de bricolaje para automóviles. Cómo hacer un calentador de inducción con tus propias manos según el esquema. Crear accesorios sofisticados

03.03.2020

Los calentadores de inducción funcionan según el principio de "obtener corriente del magnetismo". En una bobina especial, se genera un campo magnético alterno de alta potencia, que genera corrientes eléctricas de Foucault en un conductor cerrado.

Un conductor cerrado en las cocinas de inducción son utensilios de metal, que se calientan por vórtice. Corrientes eléctricas. En general, el principio de funcionamiento de tales dispositivos no es complicado, y en presencia de poco conocimiento en física y electricidad, ensamblar calentamiento por inducción El taller de bricolaje no será difícil.

Los siguientes dispositivos se pueden hacer de forma independiente:

Dispositivos para calentar en una caldera de calefacción.
mini hornos para fundir metales.
Platos para cocinar alimentos.

La cocina de inducción de bricolaje debe fabricarse de acuerdo con todas las normas y reglas para el funcionamiento de estos dispositivos. Si se emite radiación electromagnética peligrosa para los humanos fuera de la carcasa en las direcciones laterales, está estrictamente prohibido utilizar dicho dispositivo.

Además, una gran dificultad en el diseño de la estufa radica en la selección del material para la base de la placa, que debe cumplir los siguientes requisitos:

Ideal para conducir radiación electromagnética.
No conductivo.
Resiste el estrés de alta temperatura.

En cocinas domésticas superficies de inducción se utilizan cerámicas caras, cuando se hacen en casa cocina de inducción, encontrar una alternativa digna a dicho material es bastante difícil. Por lo tanto, para empezar, debe diseñar algo más simple, por ejemplo, un horno de inducción para endurecer metales.

Instrucciones de fabricación

Planos

Foto 1. Diagrama de cableado calentador de inducción

Figura 2. Dispositivo.

Figura 3. Esquema de un calentador de inducción simple

Para la fabricación del horno necesitará los siguientes materiales y herramientas:

soldar;
tablero de textolita.
minitaladro.
radioelementos.
pasta termica.
reactivos químicos para el grabado de tableros.

Materiales adicionales y sus características:

Para hacer una bobina, que emitirá un campo magnético alterno necesario para el calentamiento, es necesario preparar un trozo de tubo de cobre con un diámetro de 8 mm y una longitud de 800 mm.
Potentes transistores de potencia son la parte más cara de una instalación de inducción casera. Para montar el circuito del generador de frecuencia, es necesario preparar 2 elementos de este tipo. Para estos fines, los transistores de las marcas son adecuados: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. En la fabricación del circuito, se utilizan 2 transistores de efecto de campo idénticos a los enumerados.
Para la fabricación de un circuito oscilatorio. necesitará condensadores cerámicos con una capacidad de 0,1 mF y un voltaje de funcionamiento de 1600 V. Para que se forme una corriente alterna de alta potencia en la bobina, se requieren 7 de estos condensadores.
Durante el funcionamiento de un dispositivo de inducción de este tipo, los transistores de efecto de campo se calentarán mucho y si los radiadores de aleación de aluminio no están conectados a ellos, luego de unos segundos de funcionamiento a máxima potencia, estos elementos fallarán. Los transistores deben colocarse en disipadores de calor a través de una fina capa de pasta térmica, de lo contrario, la eficiencia de dicho enfriamiento será mínima.
Diodos, que se utilizan en un calentador de inducción, deben ser de acción ultrarrápida. Los más adecuados para este circuito, diodos: MUR-460; UV-4007; HER-307.
Resistencias utilizadas en el circuito 3: 10 kOhm con una potencia de 0,25 W - 2 uds. y potencia de 440 ohmios - 2 vatios. Diodos Zener: 2 uds. con una tensión de funcionamiento de 15 V. La potencia de los diodos zener debe ser de al menos 2 vatios. Con inducción se utiliza un estrangulador para conectar a las salidas de potencia de la bobina.
Para alimentar todo el dispositivo, necesitará una fuente de alimentación con una capacidad de hasta 500. W. y tensión 12 - 40 V. Puede alimentar este dispositivo con una batería de automóvil, pero no podrá obtener las lecturas de energía más altas con este voltaje.

El proceso mismo de fabricación de un generador electrónico y una bobina lleva poco tiempo y se lleva a cabo en la siguiente secuencia:

De un tubo de cobre Se hace una espiral de 4 cm de diámetro, para hacer una espiral se debe enrollar un tubo de cobre sobre una varilla de superficie plana de 4 cm de diámetro, la espiral debe tener 7 vueltas que no se deben tocar. Los anillos de montaje están soldados a los 2 extremos del tubo para la conexión a los radiadores de transistores.
La placa de circuito impreso está hecha de acuerdo con el esquema. Si es posible suministrar condensadores de polipropileno, entonces debido al hecho de que dichos elementos tienen pérdidas mínimas y un funcionamiento estable con grandes amplitudes de fluctuaciones de voltaje, el dispositivo funcionará de manera mucho más estable. Los capacitores en el circuito están instalados en paralelo, formando un circuito oscilatorio con una bobina de cobre.
Calentamiento de metales ocurre dentro de la bobina, después de que el circuito se conecta a una fuente de alimentación o batería. Al calentar el metal, es necesario asegurarse de que no haya un cortocircuito en los devanados del resorte. Si toca el metal calentado 2 vueltas de la bobina al mismo tiempo, los transistores fallan instantáneamente.

Matices

Al realizar experimentos sobre calentamiento y endurecimiento de metales., dentro de la bobina de inducción la temperatura puede ser significativa y asciende a 100 grados centígrados. Este efecto de calentamiento se puede utilizar para calentar agua para necesidades del hogar o para la calefacción del hogar.
Esquema del calentador discutido anteriormente (Figura 3), a carga máxima es capaz de proporcionar la radiación de energía magnética dentro de la bobina igual a 500 vatios. Tal potencia no es suficiente para calentar un gran volumen de agua, y la construcción de una bobina de inducción de alta potencia requerirá la fabricación de un circuito en el que será necesario utilizar elementos de radio muy costosos.
Una solución económica para organizar el calentamiento por inducción de un líquido., es el uso de varios dispositivos descritos anteriormente, dispuestos en serie. En este caso, las espirales deben estar en la misma línea y no tener un conductor metálico común.
ComoSe utiliza un tubo de acero inoxidable con un diámetro de 20 mm. Varias espirales de inducción están "ensartadas" en la tubería, de modo que el intercambiador de calor esté en el medio de la espiral y no entre en contacto con sus vueltas. Con la inclusión simultánea de 4 de estos dispositivos, la potencia de calentamiento será de aproximadamente 2 kW, que ya es suficiente para el flujo de calentamiento del líquido con una pequeña circulación de agua, a valores que permitan el uso de este diseño en el suministro. agua tibia casa pequeña.
Si conecta un elemento calefactor de este tipo a un tanque bien aislado, que estará ubicado sobre el calentador, el resultado será un sistema de caldera en el que el calentamiento del líquido se realizará dentro de la tubería de acero inoxidable, el agua calentada subirá y un líquido más frío ocupará su lugar.
Si el área de la casa es significativa., el número de bobinas de inducción se puede aumentar hasta 10 piezas.
La potencia de una caldera de este tipo se puede ajustar fácilmente. apagando o encendiendo las espirales. Cuantas más secciones se enciendan simultáneamente, mayor será la potencia del dispositivo de calentamiento que opera de esta manera.
Para alimentar un módulo de este tipo, necesita una fuente de alimentación potente. Si hay una máquina de soldar inverter corriente continua, entonces es posible hacer un convertidor de voltaje de la potencia requerida.
Debido al hecho de que el sistema funciona con corriente eléctrica continua, que no supera los 40 V, el funcionamiento de dicho dispositivo es relativamente seguro, lo principal es proporcionar un bloque de fusibles en el circuito de alimentación del generador que, en caso de cortocircuito, desactivará el sistema, eliminando así la posibilidad de un incendio.
Es posible organizar la calefacción "gratuita" de la casa de esta manera., siempre que se instalen baterías para alimentar dispositivos de inducción, que se cargarán con energía solar y eólica.
Las baterías deben combinarse en secciones de 2, conectadas en serie. Como resultado, la tensión de alimentación con dicha conexión será de al menos 24 V., lo que garantizará el funcionamiento de la caldera a alta potencia. Además, la conexión en serie reducirá la corriente en el circuito y aumentará la vida útil de la batería.

Funcionamiento de dispositivos de calentamiento por inducción caseros., no siempre permite excluir la propagación de radiaciones electromagnéticas nocivas para los humanos, por lo que la caldera de inducción debe instalarse en un área no residencial y protegerse con acero galvanizado.
Obligatorio cuando se trabaja con electricidad se deben seguir las normas de seguridad y, especialmente para redes de 220 V AC.
como un experimento Puede ser hecho quemador para cocinar alimentos de acuerdo con el esquema indicado en el artículo, pero no se recomienda operar constantemente este dispositivo debido a las imperfecciones fabricación propia blindaje de este dispositivo, debido a esto, es posible la exposición del cuerpo humano a radiación electromagnética dañina que puede afectar negativamente la salud.

La popularidad del calentador de inducción IR2153 puede explicarse por el hecho de que una persona siempre está buscando, una búsqueda interminable de fuentes de calor para calentar sus hogares, que serán: económicas, ecológicas y funcionales. Muchos incluso se atrevieron y no en vano a fabricar con sus propias manos un calentador de inducción para poder conectarlo al sistema de calefacción del hogar. El artículo describirá en detalle cómo hacer un calentador de inductor para gastar un mínimo de dinero y tiempo.

Diagrama de un calentador de inducción

Debido al hecho de que M. Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética allá por 1831, el mundo vio un gran número de dispositivos que calientan agua y otros medios.

Debido a que se realizó este descubrimiento, la gente lo usa a diario en la vida cotidiana.:

Hervidor eléctrico con calentador de disco para calentar agua;
horno multicocina;
placa de inducción;
Microondas (estufa);
Calentador;
Columna de calentamiento.

Además, la apertura se aplica a la extrusora (no mecánica). Anteriormente, fue ampliamente utilizado en metalurgia y otras industrias relacionadas con el procesamiento de metales. La caldera inductiva de fábrica funciona según el principio de la acción de las corrientes de Foucault en un núcleo especial ubicado en el interior de la bobina. Las corrientes de Foucault son superficiales, por lo que es mejor tomar un tubo de metal hueco como núcleo, a través del cual pasa el elemento refrigerante.

La ocurrencia de corrientes eléctricas ocurre debido al suministro de un voltaje alterno al devanado, provocando la aparición de un campo magnético eléctrico alterno, el cual cambia los potenciales 50 veces/seg. a la frecuencia industrial estándar de 50 Hz.

Al mismo tiempo, la bobina de inducción de Ruhmkorff está diseñada de tal manera que se puede conectar directamente a la red eléctrica de CA. En la producción, se utilizan corrientes eléctricas de alta frecuencia para dicho calentamiento, hasta 1 MHz, por lo que es bastante difícil lograr el funcionamiento del dispositivo a 50 Hz. El grosor del cable y la cantidad de vueltas de bobinado utilizadas por el dispositivo, el calentador de agua, se calculan por separado para cada unidad utilizando un método especial para la salida de calor requerida. Una unidad potente y casera debe funcionar de manera eficiente, calentar rápidamente el agua que fluye a través de la tubería y no calentarse.

Las organizaciones invierten mucho en el desarrollo e implementación de dichos productos, por lo que:

Todas las tareas se resuelven con éxito;
La eficiencia del dispositivo de calentamiento es del 98%;
Funciones sin interrupción.

Además de la mayor eficiencia, uno no puede dejar de atraer la velocidad con la que se produce el calentamiento del medio que pasa a través del núcleo. En la fig. Se propone un esquema de funcionamiento de un calentador de agua por inducción creado en la planta. Tal esquema tiene una unidad de marca VIN, que es producida por la planta de Izhevsk.

El tiempo que funcionará la unidad depende únicamente de qué tan apretada esté la carcasa y que el aislamiento de las vueltas del cable no esté dañado, y este es un período bastante significativo, según el fabricante, hasta 30 años.

Por todas estas ventajas, que el dispositivo tiene al 100%, es necesario pagar mucho dinero, un inductor, un calentador de agua magnético es el más caro de todos los tipos de instalaciones de calefacción. Por lo tanto, muchos artesanos prefieren ensamblar una unidad ultraeconómica para calentar por su cuenta.

Hacemos un calentador de inducción con nuestras propias manos.

Hacer un invento no es difícil, si tienes las habilidades, puedes hacer un buen dispositivo. El montaje más sencillo, que se monta a mano, consiste en un corte de tubo (plástico), en cuyo interior se disponen varios elementos (metal) formando un núcleo.

Podría ser:

Cable de acero inoxidable;
Enrollado en bolas, cortado en pequeños trozos de alambre: alambrón, cuyo diámetro es de 8 mm;
Perforar según el diámetro de la tubería.

Desde el exterior, se pegan palos de fibra de vidrio y se debe enrollar un cable de aislamiento de 1,7 mm de espesor. La longitud del cable es de aproximadamente 11 m, luego se debe probar el calentador de inducción llenándolo de agua y conectándolo, por ejemplo, a una placa de inducción de la marca ORION con una potencia de 2 kW en lugar de un inductor estándar. Un radiador de vórtice soldado a partir de varios tubos de metal actúa como un núcleo externo para las corrientes eléctricas de Foucault, que son creadas por la bobina del mismo panel.

En consecuencia, se puede sacar la siguiente conclusión:

La potencia calorífica del dispositivo de calefacción fabricado es superior a la potencia eléctrica del panel.
El número y el tamaño de los tubos se eligieron al azar, pero crearon una superficie suficiente para el suministro de calor, que surge de las corrientes de Foucault.
Este esquema de calentador de agua resultó ser exitoso para un caso particular cuando el edificio de apartamentos está rodeado por otros apartamentos que se calientan.

El dispositivo funciona correctamente, por lo que si tienes ganas, experiencia y conocimientos, puedes hacer realidad esta idea. Los modelos complejos pueden requerir el uso de un transformador trifásico.

Calentamiento por inducción de alta precisión

Dicho calentamiento tiene el principio más simple, ya que no tiene contacto. El calentamiento por pulsos de alta frecuencia permite alcanzar las condiciones de temperatura más altas, en las que es posible procesar los metales más difíciles de fundir. Para realizar el calentamiento por inducción, es necesario crear el voltaje requerido de 12 V (voltios) y la frecuencia de la inductancia en los campos electromagnéticos.

Esto se puede hacer en un dispositivo especial: un inductor. Es alimentado por electricidad de una fuente de alimentación industrial a 50 Hz.

Es posible utilizar fuentes de alimentación individuales para esto: convertidores / generadores. El dispositivo más simple para un dispositivo de baja frecuencia es una espiral (conductor aislado), que puede colocarse en el interior de una tubería de metal o enrollarse alrededor de ella. Las corrientes de salida calientan el tubo que, en el futuro, dará calor a la sala de estar.

El uso de calentamiento por inducción a frecuencias mínimas no es frecuente. El procesamiento más común de metales a una frecuencia más alta o media. Dichos dispositivos se distinguen por el hecho de que la onda magnética va a la superficie, donde se desintegra. La energía se convierte en calor. Para que el efecto sea mejor, ambos componentes deben tener una forma similar. ¿Dónde se aplica el calor?

aplicación de hoy calefacción de alta frecuencia generalizado:

Para fundir metales y su soldadura por un método sin contacto;
Industria de la ingenieria;
negocio de la joyería;
Creación de pequeños elementos (tableros) que pueden dañarse al utilizar otras técnicas;
Endurecimiento de superficies de piezas, diferentes configuraciones;
Tratamiento térmico de piezas;
Práctica médica (desinfección de dispositivos/instrumentos).

La calefacción puede resolver muchos problemas.

Beneficios: calentamiento por inducción de metal.

La calefacción tiene muchos beneficios. Con él, es posible calentar y derretir rápidamente cualquier material conductor a un estado líquido. Permite realizar el calentamiento en cualquier medio que no conduzca corriente, es decir, la función de fusión y trabajo.

Debido a que solo el conductor se calienta, las paredes permanecen frías. Este tipo de calefacción no contamina medioambiente. Si los quemadores de gas contaminan el aire, entonces el calentamiento por inducción lo elimina, porque la radiación electromagnética funciona. Dimensiones compactas del inductor. Capacidad para crear un dispositivo de cualquier forma.

La calefacción es indispensable si necesita calentar solo un área seleccionada en la superficie. Además, el dispositivo debe configurar dicho equipo especial para el modo requerido y ajustarlo.

Cómo hacer un calentador de inducción a partir de una fuente de alimentación de computadora

El calentador se puede hacer a partir de una fuente de alimentación de computadora.

Tomará:

Acelerador de una unidad de computadora;
soldador;
Maquina de soldar;
cortadores de alambre;
Alambre de acero inoxidable de 6 mm;
plano esmaltado alambre de cobre 2 milímetros;
Tubos de acero de 25 mm;
Tubo de plástico de 50 mm;
Accesorios sanitarios duraderos;
válvula explosiva;
Detalles para el montaje del circuito.

La caldera consta de serpentín, intercambiador de calor, caja de conexiones, armario de control, boquillas de entrada y salida. La instalación es simple, lo principal es seguir el esquema. Una buena fuente de alimentación de laboratorio puede diseñarse en un día e implementarse en un día. Los dispositivos se conectan a través de un punto de transformador.

Un simple inductor de bricolaje

En la vida hogareña, un inductor de HDTV a menudo puede ser útil.

Este dispositivo se utiliza a menudo para calentar hervido:

tuercas/pernos;
Armazones y vigas de automóviles;
Piezas para el servicio de automóviles, incluidos cojinetes y bujes varios.

Dichos dispositivos se pueden comprar en una tienda especializada, como cualquier otro equipo, por ejemplo, un acondicionador de aire inverter chino, un sensor sísmico, pero son muy costosos. Sin embargo, hay una salida, es muy posible crear un calentador de inducción en casa. Para el montaje, necesitará un transformador, se puede hacer a partir de 2 anillos. Se puede aplicar grado de ferrita M 2000 NM.

En el devanado primario, debe haber aproximadamente 26 vueltas de alambre con un diámetro de 0,75 mm. El devanado primario está conectado donde sale el inversor. El segundo devanado es un bucle de un tubo de cobre con un diámetro de 6 mm, también es una rama del tubo inductor, que pasa por el centro de la parte anular del transformador.

El inductor en sí es una bobina de varias vueltas de tubo de cobre: 4 mm.

El condensador, junto con el dispositivo, realiza el trabajo de un circuito de oscilación que crea una frecuencia de resonancia (resonante) a la que se sintoniza el inversor. Si se dispone un espacio en blanco en la parte central de la espiral de cobre, proporcionará una resistencia activa. La HDTV se produce en la bobina misma, por lo que el tubo con las bobinas se calienta mucho, lo que significa que debe enfriarse sin falta, para esto es posible usar agua común de las tuberías.

Para alimentar el inductor, es necesario utilizar tubos dieléctricos, ya que se desarrolla un alto voltaje en el circuito. Detrás agua corriendo que enfría el inductor, se necesita un monitoreo constante, por lo tanto, se coloca un inserto especial en el drenaje, al que se unen un termopar y un probador para controlar régimen de temperatura. El dispositivo debe usar el condensador más potente, se puede ensamblar a partir de cuarenta condensadores de alto voltaje a 0.033uF cada uno.

Calentador de inducción de bricolaje (video)

Como puede ver, hacer un inductor con sus propias manos no es difícil, lo principal es seguir el esquema, también puede crear una bocina de inducción o ensamblar un circuito de tiristores o cualquier otro, por ejemplo, el contenido interno de un transistor. .

Los electrodomésticos que calientan con electricidad en lugar de gas son seguros y convenientes. Tales calentadores no producen hollín y mal olor pero consume mucha electricidad. Una excelente salida es ensamblar un calentador de inducción con sus propias manos. Esto ahorra dinero y contribuye al presupuesto familiar. Hay muchos esquemas simples según los cuales el inductor se puede ensamblar de forma independiente.

Para facilitar la comprensión de los circuitos y ensamblar la estructura correctamente, será útil investigar la historia de la electricidad. Los métodos para calentar estructuras metálicas con una corriente de bobina electromagnética se usan ampliamente en la fabricación industrial de electrodomésticos: calderas, calentadores y estufas. Resulta que puedes hacer un calentador de inducción duradero y que funcione con tus propias manos.

El principio de funcionamiento de los dispositivos.

El famoso científico británico del siglo XIX, Faraday, pasó 9 años investigando para convertir las ondas magnéticas en electricidad. En 1931, finalmente se hizo un descubrimiento, llamado inducción electromagnética. El devanado de alambre de la bobina, en cuyo centro hay un núcleo de metal magnético, crea un campo magnético bajo el poder de la corriente alterna. Bajo la acción de los flujos de vórtice, el núcleo se calienta.

Un matiz importante es que se producirá calentamiento si la corriente alterna que alimenta la bobina cambia el vector y el signo del campo a altas frecuencias.

El descubrimiento de Faraday comenzó a utilizarse tanto en la industria como en la fabricación de motores y calentadores eléctricos caseros. La primera fundición basada en un inductor de vórtice se abrió en 1928 en Sheffield. Más tarde, según el mismo principio, se calentaban los talleres de las fábricas, y para calentar el agua, superficies metalicas los conocedores ensamblaron el inductor con sus propias manos.

El esquema del dispositivo de esa época es válido hoy. Un ejemplo clásico es una caldera de inducción, que incluye:

núcleo metálico;
marco;
aislamiento térmico.

Se logran menos peso, tamaño y mayor eficiencia mediante tubos de acero delgados que sirven como base del núcleo. En los azulejos de la cocina, el inductor es una bobina aplanada situada cerca de la encimera.

Las características del circuito para acelerar la frecuencia de la corriente son las siguientes:

la frecuencia industrial de 50 Hz no es adecuada para dispositivos caseros;
la conexión directa del inductor a la red provocará zumbidos y bajo calentamiento;
el calentamiento efectivo se lleva a cabo a una frecuencia de 10 kHz.

Montaje según esquemas

Cualquiera que esté familiarizado con las leyes de la física puede ensamblar un calentador inductivo con sus propias manos. La complejidad del dispositivo variará según el grado de preparación y experiencia del maestro.

Hay muchos tutoriales en video, siguiendo los cuales puede crear un dispositivo efectivo. Casi siempre es necesario utilizar los siguientes componentes básicos:

alambre de acero con un diámetro de 6-7 mm;
alambre de cobre para el inductor;
malla metálica (para sujetar el cable dentro de la caja);
adaptadores;
tubos para el cuerpo (de plástico o acero);
inversor de alta frecuencia.

Esto será suficiente para ensamblar una bobina de inducción con sus propias manos y, de hecho, es ella quien está en el corazón de calentador de agua instantaneo. Después de preparar los elementos necesarios puedes ir directamente al proceso de fabricación del dispositivo:

corte el alambre en segmentos de 6-7 cm;
cubrir con malla metalica parte interna tuberías y llene el cable hasta la parte superior;
cierre de manera similar la abertura de la tubería desde el exterior;
enrolle alambre de cobre alrededor de la caja de plástico al menos 90 veces para la bobina;
inserte la estructura en el sistema de calefacción;
usando un inversor, conecte la bobina a la electricidad.

Es aconsejable conectar primero a tierra el inversor y preparar anticongelante o agua.

De acuerdo con un algoritmo similar, puede ensamblar fácilmente una caldera de inducción, para lo cual debe:

cortar piezas de tubo de acero 25 por 45 mm con una pared no mayor de 2 mm;
soldarlos juntos, conectándolos con diámetros más pequeños;
soldar tapas de hierro a los extremos y taladrar agujeros para tubos roscados;
haga un soporte para una estufa de inducción soldando dos esquinas en un lado;
insertar quemador en el soporte desde las esquinas y conéctelo a la red eléctrica;
agregue refrigerante al sistema y encienda la calefacción.

Muchos inductores funcionan a una potencia no superior a 2 - 2,5 kW. Dichos calentadores están diseñados para una habitación de 20 a 25 m². Si el generador se usa en un servicio de automóvil, puede conectarlo a una máquina de soldar, pero Es importante tener en cuenta ciertos matices:

Necesita CA, no CC como un inversor. La máquina de soldar deberá ser examinada para detectar la presencia de puntos donde el voltaje no tenga una dirección directa.
El número de vueltas a un cable de mayor sección transversal se selecciona mediante un cálculo matemático.
Será necesario enfriar los elementos de trabajo.

Crear accesorios sofisticados

Es más difícil hacer una instalación de calefacción HDTV con sus propias manos, pero está sujeta a los radioaficionados, porque para recolectarla necesitará un circuito multivibrador. El principio de funcionamiento es similar: las corrientes de Foucault que surgen de la interacción del relleno de metal en el centro de la bobina y su propio campo altamente magnético calientan la superficie.

Diseño de instalaciones HDTV

Dado que incluso las bobinas pequeñas producen una corriente de aproximadamente 100 A, será necesario conectarles una capacitancia resonante para equilibrar el empuje de inducción. Hay 2 tipos de circuitos de trabajo para calentar HDTV a 12 V:

conectado a la red eléctrica.

eléctrico dirigido;
conectado a la red eléctrica.

En el primer caso, una instalación de mini HDTV se puede montar en una hora. Incluso en ausencia de una red de 220 V, puede usar un generador de este tipo en cualquier lugar, pero si tiene baterías de automóviles como fuentes de energía. Por supuesto, no es lo suficientemente potente como para derretir metal, pero es capaz de alcanzar las altas temperaturas necesarias para un trabajo fino, como calentar cuchillos y destornilladores hasta que estén azules. Para crearlo, necesitas comprar:

transistores de efecto de campo BUZ11, IRFP460, IRFP240;
batería de automóvil de 70 A / h;
condensadores de alta tensión.

La corriente de la fuente de alimentación de 11 A se reduce a 6 A durante el proceso de calentamiento debido a la resistencia del metal, pero permanece la necesidad de cables gruesos que puedan soportar una corriente de 11-12 A para evitar el sobrecalentamiento.

El segundo circuito para una instalación de calentamiento por inducción en una caja de plástico es más complejo, basado en el controlador IR2153, pero es más conveniente construir una resonancia de 100k sobre el regulador que lo usa. Es necesario controlar el circuito a través de un adaptador de red con un voltaje de 12 V o más.La unidad de potencia se puede conectar directamente a la red principal de 220 V mediante un puente de diodos. La frecuencia de resonancia es de 30 kHz. Se requerirán los siguientes elementos:

núcleo de ferrita de 10 mm y estrangulador de 20 vueltas;
tubo de cobre como bobina HDTV de 25 vueltas por mandril de 5 a 8 cm;
condensadores 250 v.

Calentadores de vórtice

Una instalación más potente capaz de calentar pernos hasta color amarillo, se puede ensamblar de acuerdo con un esquema simple. Pero durante el funcionamiento, la generación de calor será bastante grande, por lo que se recomienda instalar radiadores en transistores. También necesitará un estrangulador, que puede tomar prestado de la fuente de alimentación de cualquier computadora, y los siguientes materiales auxiliares:

alambre ferromagnético de acero;
alambre de cobre de 1,5 mm;
transistores de efecto de campo y diodos para voltaje inverso de 500 V;
diodos zener con una potencia de 2-3 W con un cálculo de 15 V;
resistencias simples.

Dependiendo del resultado deseado, el enrollamiento del cable en la base de cobre es de 10 a 30 vueltas. Luego viene el montaje del circuito y la preparación de la bobina base del calefactor a partir de unas 7 vueltas de hilo de cobre de 1,5 mm. Se conecta al circuito y luego a la electricidad.

Los artesanos que están familiarizados con la soldadura y el funcionamiento de un transformador trifásico pueden aumentar aún más la eficiencia del dispositivo al tiempo que reducen el peso y el tamaño. Para hacer esto, debe soldar las bases de dos tuberías, que servirán como núcleo y calentador, y soldar dos tuberías en el cuerpo después de enrollar para suministrar y eliminar el refrigerante.

Centrándose en los esquemas, puede ensamblar rápidamente inductores de varias capacidades para calentar agua, metales, calentar una casa, un garaje y un servicio de automóvil. También es necesario recordar las reglas de seguridad para el servicio efectivo de calentadores de este tipo, porque la fuga de refrigerante de dispositivo casero puede terminar en fuego.

Hay ciertas condiciones para organizar el trabajo:

la distancia entre la caldera de inducción, las paredes y los aparatos eléctricos debe ser de al menos 40 cm, y es mejor retirarse 1 m del piso y el techo;
con la ayuda de un manómetro y un dispositivo de liberación de aire, se proporciona un sistema de seguridad detrás de la tubería de salida;
es deseable utilizar dispositivos en circuitos cerrados con circulación forzada del refrigerante;
Es posible la aplicación en tuberías de plástico.

El autoensamblaje de generadores de inducción será económico, pero no gratuito, porque necesita suficientes componentes. buena calidad. Si una persona no tiene conocimientos y experiencia especiales en ingeniería de radio y soldadura, entonces no debe ensamblar un calentador de forma independiente para un área grande, ya que la potencia de calentamiento no excederá los 2,5 kW.

Sin embargo, el autoensamblaje del inductor puede considerarse como autoeducación y capacitación avanzada del propietario de la casa en la práctica. Puedes empezar con pequeños electrodomésticos circuitos simples, y dado que el principio de funcionamiento en dispositivos más complejos es el mismo, solo se agregó elementos adicionales y convertidores de frecuencia, entonces será fácil y bastante económico dominarlo por etapas.

En contacto con

El calentamiento por inducción es un método de calentamiento sin contacto por corrientes de alta frecuencia (ing. RFH - calentamiento por radiofrecuencia, calentamiento por ondas de radiofrecuencia) de materiales eléctricamente conductores.

Descripción del método.

El calentamiento por inducción es el calentamiento de materiales por corrientes eléctricas que son inducidas por un campo magnético alterno. Por lo tanto, este es el calentamiento de productos hechos de materiales conductores (conductores) por el campo magnético de los inductores (fuentes de un campo magnético alterno). El calentamiento por inducción se lleva a cabo como sigue. Se coloca una pieza de trabajo eléctricamente conductora (metal, grafito) en el llamado inductor, que es una o más vueltas de cable (la mayoría de las veces de cobre). Se inducen potentes corrientes de varias frecuencias (desde decenas de Hz hasta varios MHz) en el inductor utilizando un generador especial, como resultado de lo cual surge un campo electromagnético alrededor del inductor. El campo electromagnético induce corrientes de Foucault en la pieza de trabajo. Las corrientes de Foucault calientan la pieza de trabajo bajo la acción del calor de Joule (consulte la ley de Joule-Lenz).

El sistema de inductor en blanco es un transformador sin núcleo en el que el inductor es el devanado primario. La pieza de trabajo es un devanado secundario cortocircuitado. El flujo magnético entre los devanados se cierra en el aire.

A alta frecuencia, las corrientes de Foucault son desplazadas por el campo magnético formado por ellas en capas superficiales delgadas de la pieza de trabajo Δ (efecto de superficie), como resultado de lo cual su densidad aumenta bruscamente y la pieza de trabajo se calienta. Las capas subyacentes del metal se calientan debido a la conductividad térmica. No es la corriente lo importante, sino la alta densidad de corriente. En la capa de piel Δ, la densidad de corriente disminuye en un factor de e en relación con la densidad de corriente en la superficie de la pieza de trabajo, mientras que el 86,4 % del calor se libera en la capa de piel (del calor total liberado). La profundidad de la capa de piel depende en la frecuencia de radiación: cuanto mayor sea la frecuencia, la capa de piel más delgada También depende de la permeabilidad magnética relativa μ del material de la pieza de trabajo.

Para hierro, cobalto, níquel y aleaciones magnéticas a temperaturas por debajo del punto de Curie, μ tiene un valor de varios cientos a decenas de miles. Para otros materiales (fundiciones, metales no ferrosos, eutécticos líquidos de bajo punto de fusión, grafito, electrolitos, cerámica eléctricamente conductora, etc.), μ es aproximadamente igual a uno.

Por ejemplo, a una frecuencia de 2 MHz, la profundidad de la piel del cobre es de aproximadamente 0,25 mm, para el hierro ≈ 0,001 mm.

El inductor se calienta mucho durante el funcionamiento, ya que absorbe su propia radiación. Además, absorbe la radiación de calor de una pieza de trabajo caliente. Hacer inductores de tubos de cobre enfriado por agua. El agua se suministra por succión, lo que garantiza la seguridad en caso de quemadura u otra despresurización del inductor.

Solicitud:
Fusión, soldadura blanda y soldadura ultralimpia sin contacto de metal.
Obtención de prototipos de aleaciones.
Curvado y tratamiento térmico de piezas de máquinas.
negocio de la joyería.
Mecanizado de piezas pequeñas que pueden dañarse por llama o calentamiento por arco.
Endurecimiento superficial.
Endurecimiento y tratamiento térmico de piezas de forma compleja.
Desinfección de instrumental médico.

Ventajas.

Calentamiento o fusión a alta velocidad de cualquier material conductor de electricidad.

El calentamiento es posible en una atmósfera de gas protector, en un medio oxidante (o reductor), en un líquido no conductor, en vacío.

Calentamiento a través de las paredes de una cámara protectora de vidrio, cemento, plástico, madera: estos materiales absorben muy débilmente la radiación electromagnética y permanecen fríos durante el funcionamiento de la instalación. Solo se calienta el material conductor de la electricidad: metal (incluido el fundido), carbono, cerámica conductora, electrolitos, metales líquidos, etc.

Debido a las fuerzas MHD emergentes, el metal líquido se mezcla intensamente, hasta mantenerlo suspendido en aire o gas protector - así se obtienen aleaciones ultrapuras en pequeñas cantidades(fusión por levitación, fusión en un crisol electromagnético).

Dado que el calentamiento se realiza mediante radiación electromagnética, no existe contaminación de la pieza de trabajo por los productos de combustión del soplete en el caso de calentamiento por llama de gas, o por el material del electrodo en el caso de calentamiento por arco. Colocar las muestras en una atmósfera de gas inerte y una velocidad de calentamiento alta eliminará la formación de incrustaciones.

Facilidad de uso debido al pequeño tamaño del inductor.

El inductor se puede hacer en una forma especial; esto permitirá calentar partes de configuración compleja de manera uniforme en toda la superficie, sin que se deformen o no se calienten localmente.

Es fácil realizar calentamiento local y selectivo.

Dado que el calentamiento más intenso ocurre en las capas superiores delgadas de la pieza de trabajo y las capas subyacentes se calientan más suavemente debido a la conductividad térmica, el método es ideal para el endurecimiento de la superficie de las piezas (el núcleo permanece viscoso).

Fácil automatización de equipos: ciclos de calentamiento y enfriamiento, control de temperatura y mantenimiento, alimentación y extracción de piezas de trabajo.

Unidades de calentamiento por inducción:

En instalaciones con una frecuencia de operación de hasta 300 kHz, se utilizan inversores en conjuntos IGBT o transistores MOSFET. Tales instalaciones están diseñadas para calentar piezas grandes. Para calentar piezas pequeñas, se utilizan altas frecuencias (hasta 5 MHz, el rango de ondas medias y cortas), las instalaciones de alta frecuencia se construyen sobre tubos electrónicos.

Además, para calentar piezas pequeñas, las instalaciones de alta frecuencia se basan en transistores MOSFET para frecuencias operativas de hasta 1,7 MHz. El control y la protección de transistores a frecuencias más altas presenta ciertas dificultades, por lo que la configuración de frecuencias más altas sigue siendo bastante costosa.

El inductor para calentar piezas pequeñas tiene talla pequeña y una pequeña inductancia, lo que conduce a una disminución en el factor de calidad del circuito oscilatorio de trabajo a bajas frecuencias y una disminución en la eficiencia, y también representa un peligro para el oscilador maestro (el factor de calidad del circuito oscilatorio es proporcional a L / C, un circuito oscilatorio con un factor de calidad bajo se “bombea” demasiado con energía, forma un cortocircuito a través del inductor y desactiva el oscilador maestro). Para aumentar el factor de calidad del circuito oscilatorio, se utilizan dos formas:
- aumentar la frecuencia de funcionamiento, lo que conduce a la complejidad y coste de la instalación;
- el uso de insertos ferromagnéticos en el inductor; pegando el inductor con paneles de material ferromagnético.

Dado que el inductor funciona de manera más eficiente a altas frecuencias, Aplicación industrial recibió calentamiento por inducción después del desarrollo y el inicio de la producción de potentes lámparas generadoras. Antes de la Primera Guerra Mundial, el calentamiento por inducción tenía un uso limitado. En ese momento, se utilizaban como generadores generadores de máquinas de alta frecuencia (obras de V.P. Vologdin) o instalaciones de descarga de chispas.

El circuito generador puede ser, en principio, cualquiera (multivibrador, generador RC, generador excitado independientemente, varios generadores de relajación) que funcione con una carga en forma de bobina inductora y tenga suficiente potencia. También es necesario que la frecuencia de oscilación sea suficientemente alta.

Por ejemplo, para "cortar" un alambre de acero con un diámetro de 4 mm en unos pocos segundos, se requiere una potencia oscilatoria de al menos 2 kW a una frecuencia de al menos 300 kHz.

El esquema se selecciona de acuerdo con los siguientes criterios: confiabilidad; estabilidad de fluctuación; estabilidad de la potencia liberada en la pieza de trabajo; facilidad de fabricación; facilidad de configuración; número mínimo de piezas para reducir costos; el uso de piezas que en conjunto dan una reducción de peso y dimensiones, etc.

Durante muchas décadas, un generador inductivo de tres puntos (generador Hartley, generador de autotransformador) se ha utilizado como generador de oscilaciones de alta frecuencia. comentario, circuito en un divisor de voltaje de bucle inductivo). Este es un circuito de fuente de alimentación paralelo autoexcitado para el ánodo y un circuito selectivo de frecuencia hecho en un circuito oscilatorio. Se ha utilizado con éxito y se sigue utilizando en laboratorios, talleres de joyería, empresas industriales, así como en la práctica amateur. Por ejemplo, durante la Segunda Guerra Mundial, en tales instalaciones se llevó a cabo el endurecimiento de la superficie de los rodillos del tanque T-34.

Desventajas de los tres puntos:

Baja eficiencia (menos del 40% cuando se usa una lámpara).

Una fuerte desviación de frecuencia en el momento de calentar piezas de trabajo hechas de materiales magnéticos por encima del punto de Curie (≈700С) (cambios de μ), que cambia la profundidad de la capa de la piel y cambia impredeciblemente el modo de tratamiento térmico. Cuando se tratan piezas críticas con calor, esto puede ser inaceptable. Además, las potentes instalaciones de RF deben operar en un rango estrecho de frecuencias permitidas por Rossvyazokhrankultura, ya que con un blindaje deficiente, en realidad son transmisores de radio y pueden interferir con la transmisión de televisión y radio, los servicios costeros y de rescate.

Cuando se cambian los espacios en blanco (por ejemplo, de uno más pequeño a uno más grande), la inductancia del sistema de inductor y espacio en blanco cambia, lo que también conduce a un cambio en la frecuencia y la profundidad de la capa superficial.

Al cambiar los inductores de una sola vuelta a los de varias vueltas, a los más grandes o más pequeños, la frecuencia también cambia.

Bajo el liderazgo de Babat, Lozinsky y otros científicos, se desarrollaron circuitos generadores de dos y tres circuitos, con más alta eficiencia(hasta un 70%), así como un mejor mantenimiento de la frecuencia de funcionamiento. El principio de su acción es el siguiente. Debido al uso de circuitos acoplados y al debilitamiento de la conexión entre ellos, un cambio en la inductancia del circuito de trabajo no implica un cambio fuerte en la frecuencia del circuito de ajuste de frecuencia. Los transmisores de radio se construyen de acuerdo con el mismo principio.

Los generadores de alta frecuencia modernos son inversores basados en ensamblajes IGBT o transistores MOSFET potentes, generalmente fabricados de acuerdo con el esquema de puente o medio puente. Opera a frecuencias de hasta 500 kHz. Las puertas de los transistores se abren mediante un sistema de control de microcontrolador. El sistema de control, dependiendo de la tarea, le permite mantener automáticamente

A) frecuencia constante
b) potencia constante liberada en la pieza de trabajo
c) máxima eficiencia.

Por ejemplo, cuando un material magnético se calienta por encima del punto de Curie, el grosor de la capa superficial aumenta considerablemente, la densidad de corriente cae y la pieza de trabajo comienza a calentarse peor. Las propiedades magnéticas del material también desaparecen y el proceso de inversión de la magnetización se detiene: la pieza de trabajo comienza a calentarse peor, la resistencia de la carga disminuye abruptamente, lo que puede provocar el "espaciamiento" del generador y su falla. El sistema de control monitorea la transición a través del punto de Curie y aumenta automáticamente la frecuencia con una disminución abrupta de la carga (o reduce la potencia).

Comentarios.

El inductor debe colocarse lo más cerca posible de la pieza de trabajo si es posible. Esto no solo aumenta la densidad del campo electromagnético cerca de la pieza de trabajo (en proporción al cuadrado de la distancia), sino que también aumenta el factor de potencia Cos(φ).

El aumento de la frecuencia reduce drásticamente el factor de potencia (en proporción al cubo de la frecuencia).

Cuando los materiales magnéticos se calientan, también se libera calor adicional debido a la inversión de la magnetización; su calentamiento hasta el punto de Curie es mucho más eficiente.

Al calcular el inductor, es necesario tener en cuenta la inductancia de los neumáticos que conducen al inductor, que puede ser mucho mayor que la inductancia del propio inductor (si el inductor está hecho en forma de una sola vuelta de pequeño diámetro). o incluso parte de un giro - un arco).

Hay dos casos de resonancia en circuitos oscilatorios: resonancia de tensión y resonancia de corriente.
Circuito oscilatorio paralelo - resonancia de corrientes.
En este caso, el voltaje en la bobina y en el capacitor es el mismo que el del generador. En resonancia, la resistencia del circuito entre los puntos de ramificación se vuelve máxima y la corriente (I total) a través de la resistencia de carga Rn será mínima (la corriente dentro del circuito I-1l e I-2s es mayor que la corriente del generador) .

Idealmente, la impedancia del bucle es infinita: el circuito no extrae corriente de la fuente. Cuando la frecuencia del generador cambia en cualquier dirección de la frecuencia resonante, la impedancia del circuito disminuye y la corriente lineal (Itot) aumenta.

Circuito oscilatorio en serie - resonancia de tensión.

La característica principal de un circuito resonante en serie es que su impedancia es mínima en resonancia. (ZL + ZC - mínimo). Cuando la frecuencia se sintoniza a un valor por encima o por debajo de la frecuencia resonante, la impedancia aumenta.
Conclusión:
En un circuito paralelo en resonancia, la corriente a través de los conductores del circuito es 0 y el voltaje es máximo.
En un circuito en serie, ocurre lo contrario: el voltaje tiende a cero y la corriente es máxima.

El artículo fue tomado del sitio http://dic.academic.ru/ y transformado en un texto más comprensible para el lector por la compañía LLC Prominduktor.