Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный нагреватель индукционный


Индукционные нагреватели своими руками - как сделать? Простая схема и инструкция

Индукционные нагреватели работают по принципу “получение тока из магнетизма”. В специальной катушке генерируется переменное магнитное поле высокой мощности, которое порождает вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

Замкнутым проводником в индукционных плитах является металлическая посуда, которая разогревается вихревыми электрическими токами. В общем, принцип работы таких приборов не сложен, и при наличии небольших познаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель своими руками не составит большого труда.

Самостоятельно могут быть изготовлены следующие приборы:

  1. Приборы для нагрева теплоносителя в котле отопления.
  2. Мини-печи для плавки металлов.
  3. Плиты для приготовления пищи.

Индукционная плита своими руками, должна быть изготовлена с соблюдением всех норм и правил для эксплуатации данных приборов. Если за пределы корпуса в боковых направлениях будет выделяться опасное для человека электромагнитное излучение, то использовать такой прибор категорически запрещается.

Кроме этого большая сложность при конструировании плиты заключается в подборе материала для основания варочной поверхности, которое должно удовлетворять следующим требованиям:

  1. Идеально проводить электромагнитное излучение.
  2. Не являться токопроводящим материалом.
  3. Выдерживать высокую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях используется дорогая керамика, при изготовлении в домашних условиях индукционной плиты, найти достойную альтернативу такому материалу – довольно сложно. Поэтому, для начала следует сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • паяльник;
  • припой;
  • текстолитовая плата.
  • мини-дрель.
  • радиоэлементы.
  • термопаста.
  • химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

  1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
  2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
  3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
  4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
  5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
  6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
  7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

  1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
  2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
  3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

Нюансы

  1. При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
  2. Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
  3. Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
  4. В качестве теплообменника используется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками. При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.
  5. Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.
  6. Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
  7. Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.
  8. Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.
  9. Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
  10. Можно таким образом организовать “бесплатное” отопление дома, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
  11. Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Блиц-советы

  1. Эксплуатация самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда позволяет исключить распространение вредного для человека электромагнитного излучения, поэтому индукционный котёл следует устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованной сталью.
  2. Обязательно при работе с электричеством следует соблюдать правила техники безопасности, особенно это касается сетей переменного тока напряжением 220 В.
  3. В качестве эксперимента можно изготовить варочную поверхность для приготовления пищи по схеме указанной в статье, но эксплуатировать данный прибор постоянно не рекомендуется по причине несовершенства самостоятельного изготовления экранирования данного устройства, из-за этого возможно воздействие на организм человека вредного электромагнитного излучения, способного негативно сказаться на здоровье.

Как спроектировать схему индукционного нагревателя

В статье объясняется пошаговое руководство по проектированию собственной самодельной базовой схемы индукционного нагревателя, которую также можно использовать в качестве индукционной варочной панели.

Базовая концепция индукционного нагревателя

Вы, возможно, встречали в Интернете много схем индукционного нагревателя, изготовленных своими руками, но, похоже, никто не раскрыл решающий секрет, лежащий в основе реализации идеальной и успешной конструкции индукционного нагревателя. Прежде чем узнать этот секрет, важно знать основные принципы работы индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель на самом деле является крайне «неэффективной» формой электрического трансформатора, и эта неэффективность становится его основным преимуществом.

Мы знаем, что в электрическом трансформаторе сердечник должен быть совместим с наведенной частотой, и когда существует несовместимость между частотой и материалом сердечника в трансформаторе, это приводит к выделению тепла.

По сути, трансформатору с железным сердечником потребуется более низкий диапазон частот от 50 до 100 Гц, и по мере увеличения этой частоты сердечник может проявлять тенденцию к пропорциональному нагреванию.Это означает, что если частота будет увеличена до гораздо более высокого уровня, она может превысить 100 кГц, что приведет к сильному нагреву внутри ядра.

Да, это именно то, что происходит с системой индукционного нагрева, где варочная панель действует как сердечник и, следовательно, сделана из железа. А индукционная катушка подвергается воздействию высокой частоты, что в совокупности приводит к выработке пропорционально интенсивного количества тепла на сосуде. Поскольку частота оптимизирована на очень высоком уровне, обеспечивается максимально возможный нагрев металла.

Теперь давайте продолжим и изучим важные аспекты, которые могут потребоваться для проектирования успешной и технически правильной схемы индукционного нагревателя. Следующие детали объяснят это:

Что вам понадобится

Две основные вещи, необходимые для создания любой индукционной посуды:

1) Бифилярная катушка.

2) Схема генератора регулируемой частоты

Я уже обсуждал несколько схем индукционного нагревателя на этом веб-сайте, вы можете прочитать их ниже:

Схема солнечного индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT

Простая схема индукционного нагревателя - Схема нагревательной плиты

Схема малого индукционного нагревателя для школьного проекта

Все вышеперечисленные звенья имеют две вышеупомянутые общие черты, то есть у них есть рабочая катушка и каскад задающего генератора.

Проектирование рабочей катушки

Для разработки индукционной посуды рабочая катушка должна быть плоской по своей природе, поэтому она должна быть бифилярного типа с ее конфигурацией, как показано ниже:

Бифилярная конструкция катушки, показанная выше, может эффективно использовать для изготовления домашней индукционной посуды.

Для оптимального отклика и низкого тепловыделения внутри катушки убедитесь, что провод бифилярной катушки сделан из множества тонких медных жил вместо одной сплошной проволоки.

Таким образом, это становится рабочей катушкой кухонной посуды, теперь концы этой катушки просто нужно объединить с согласующим конденсатором и совместимой сетью частотного драйвера, как показано на следующем рисунке:

Проектирование H-моста Схема последовательного резонансного драйвера

До сих пор информация должна была просветить вас относительно того, как сконфигурировать простую индукционную посуду или конструкцию индукционной варочной панели, однако наиболее важной частью конструкции является то, как резонировать конденсаторную сеть катушки (контур резервуара) в наиболее оптимальный диапазон, чтобы схема работала на наиболее эффективном уровне.

Для того чтобы цепь катушки / емкости конденсатора (LC-цепь) работала на их уровне резонанса, необходимо, чтобы индуктивность катушки и емкость конденсатора были идеально согласованы.

Это может произойти только в том случае, если реактивное сопротивление обоих аналогов одинаковое, то есть реактивное сопротивление катушки (индуктора) и конденсатора примерно одинаковы.

Как только это будет исправлено, можно ожидать, что контур резервуара будет работать на своей собственной частоте, а цепь LC достигнет точки резонанса.Это называется идеально настроенной LC-схемой.

На этом завершаются основные процедуры проектирования контура индукционного нагревателя.

Вам может быть интересно узнать, что такое резонанс контура LC. ?? И как это можно быстро рассчитать для выполнения конкретной конструкции индукционного нагревателя? Мы подробно обсудим это в следующих разделах.

Вышеупомянутые абзацы объясняют фундаментальные секреты разработки недорогой, но эффективной индукционной варочной панели в домашних условиях, в следующих описаниях мы увидим, как это можно реализовать, специально рассчитав ее ключевые параметры, такие как резонанс настроенного контура LC и правильный размер провода катушки для обеспечения оптимальной пропускной способности тока.

Что такое резонанс в LC-цепи индукционного нагревателя

Когда конденсатор в настроенной LC-цепи на мгновение заряжается, конденсатор пытается разрядить и сбросить накопленный заряд по катушке, катушка принимает заряд и сохраняет заряд в форме магнитного поля. Но как только конденсатор разряжен в процессе, катушка вырабатывает почти эквивалентное количество заряда в виде магнитного поля, и теперь она пытается заставить его вернуться внутрь конденсатора, хотя и с противоположной полярностью.

Изображение предоставлено:

Википедия

Конденсатор снова вынужден заряжаться, но на этот раз в обратном направлении, и как только он полностью заряжен, он снова пытается опустошиться через катушку, и это приводит к в обмене заряда в виде колебательного тока через LC-сеть.

Частота этого колебательного тока становится резонансной частотой настроенного LC-контура.

Однако из-за собственных потерь вышеуказанные колебания со временем затухают, а частота и заряд через какое-то время заканчиваются.

Но если разрешено поддерживать частоту через внешний частотный вход, настроенный на тот же уровень резонанса, то это может гарантировать постоянный эффект резонанса, индуцируемый через LC-контур.

На резонансной частоте мы можем ожидать, что амплитуда напряжения, колеблющегося в LC-цепи, будет на максимальном уровне, что приведет к наиболее эффективной индукции.

Следовательно, мы можем подразумевать, что для реализации идеального резонанса в сети LC для конструкции индукционного нагревателя нам необходимо обеспечить следующие важные параметры:

1) Настроенная цепь LC

2) И частота согласования для поддержания резонанс LC-контура.

Это можно рассчитать по следующей простой формуле:

F = 1 ÷ x √LC

, где L - в Генри, а C - в фарадах

Если вы не хотите идти Из-за хлопот расчета резонанса резервуара LC катушки по формуле гораздо более простым вариантом может быть использование следующего программного обеспечения:

Калькулятор резонансной частоты LC

Или вы также можете построить этот измеритель угла наклона сетки для определения и установки резонанса частота.

Как только резонансная частота определена, пора настроить полную мостовую ИС на эту резонансную частоту, выбрав подходящим образом временные компоненты Rt и Ct. Это может быть выполнено методом проб и ошибок путем практических измерений или с помощью следующей формулы:

Для расчета значений Rt / Ct можно использовать следующую формулу:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, где Rt - в Омах и Ct в Фарадах.

Использование последовательного резонанса

В концепции индукционного нагревателя, обсуждаемой в этом посте, используется последовательный резонансный контур.

Когда используется последовательный резонансный LC-контур, у нас есть последовательно соединенные индуктор (L) и конденсатор (C), как показано на следующей схеме.

Общее напряжение В , приложенное к последовательному LC, будет суммой напряжения на катушке индуктивности L и напряжения на конденсаторе C. Ток, протекающий через систему, будет равен току, протекающему через L и компоненты C.

V = VL + VC

I = IL = IC

Частота приложенного напряжения влияет на реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора.Когда частота увеличивается от минимального значения до более высокого значения, индуктивное реактивное сопротивление XL индуктора будет пропорционально увеличиваться, но XC, то есть емкостное реактивное сопротивление, будет уменьшаться.

Однако, когда частота увеличивается, будет конкретный случай или порог, когда величины индуктивного реактивного сопротивления и емкостного реактивного сопротивления будут просто равны. Этот экземпляр будет резонансной точкой серии LC, и частота может быть установлена ​​как резонансная частота.

Следовательно, в последовательном резонансном контуре резонанс будет возникать, когда

XL = XC

или, ωL = 1 / ωC

, где ω = угловая частота.

Оценка значения ω дает:

ω = ωo = 1 / √ LC, которая определяется как резонансная угловая частота.

Подставляя это в предыдущее уравнение, а также конвертируя угловую частоту (в радианах в секунду) в частоту (Гц), в конечном итоге получаем:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Расчет сечения провода для рабочей катушки индукционного нагревателя

После того, как вы рассчитали оптимизированные значения L и C для контура резервуара индукционного нагревателя и оценили точную совместимую частоту для схемы драйвера, пришло время вычислить и зафиксируйте текущую пропускную способность рабочей катушки и конденсатора.

Поскольку ток в конструкции индукционного нагревателя может быть существенно большим, этот параметр нельзя игнорировать, и его следует правильно назначить цепи LC.

Использование формул для расчета размеров провода для индукционного размера провода может быть немного сложным, особенно для новичков, и именно поэтому на этом сайте было включено специальное программное обеспечение для того же самого, которое любой заинтересованный любитель может использовать для измерения размера провод подходящего размера для вашей индукционной варочной панели.

О Swagatam

Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Самодельный индукционный нагреватель Схема DIY

Схема индукционного нагревателя

Как работают эти индукционные нагреватели? Мы рассмотрим схему и шаг за шагом объясним, как создается колебательный сигнал, как индуцируется ток и как нагревается металл. Наконец, мы используем эту схему и устанавливаем самодельную версию и смотрим, работает ли она на нагрев некоторых металлов. Так что посмотрим ...

ЧАСТЬ 1 - Коммерческий модуль

Во-первых, чтобы изучить и сопоставить сигналы, я купил один из этих коммерческих модулей индукционного нагревателя.Этот рекламируется как 1000Вт mdoule. Мы видим огромные конденсаторы, катушки и еще несколько компонентов, а на выходе - огромную катушку из толстой медной проволоки. Эта выходная катушка создаст мощное магнитное поле, которое будет нагревать металлы, и мы увидим, как это сделать. Я делаю еще одну катушку из медного провода и помещаю ее рядом с катушкой индукционного нагревателя, и, как вы можете видеть на осциллографе, у нас есть колебательный сигнал около 100 МГц.

Чтобы понять, как этот модуль нагревает металлы, нам нужно понять 3 вещи.Во-первых, как магнитные поля могут вызывать токи внутри металлов и обратный процесс, как токопроводящие провода будут создавать магнитные поля. Затем нам нужно увидеть, как резонанс этих катушек и конденсаторов будет создавать высокочастотные сигналы и, наконец, как ток будет нагревать металлы. Как вы можете видеть ниже, после включения модуля эти высокочастотные и мощные колебания нагревают металл до ярко-красного цвета всего за несколько секунд.

ЧАСТЬ 2 - Закон Фарадея

Закон индукции Фарадея - это основной закон электромагнетизма, предсказывающий, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая явление электродвижущей силы, называемое электромагнитной индукцией.Это основной принцип работы трансформаторов, индукторов и многих типов электродвигателей, генераторов и соленоидов. Таким образом, движущийся магнит будет создавать изменения магнитного потока внутри катушки, и тем самым мы можем индуцировать ток внутри катушки. Но что еще могло формировать коретерирование магнитных полей?


Что ж, еще один компонент, помимо amgnet, который также создает магнитные поля, - это катушка. Да, катушка могла бы производить обратный процесс индукции тока. Если мы подаем ток через катушку, будет создано магнитное поле, поэтому нам не нужны магниты.Катушка могла создавать магнитное поле и наводить ток во второй катушке, как трансформаторы. Итак, теперь мы знаем, как вызвать ток, и этот ток будет нагревать наш металл. Ниже вы можете увидеть, как я передаю сигнал от одной катушки к другой.

ЧАСТЬ 3 - Частота резонанса

В этом примере мы будем использовать катушку и конденсатор параллельно. Это называется резервуаром LC, и если мы ударим по нему электроникой, он будет резонировать на своей резонансной частоте.Итак, если я приложу небольшой импульс напряжения, и они отключат соединение, это создаст быстро колеблющийся сигнал. Я подключаю конденсатор и катушку параллельно и очень быстро прикасаюсь к одному кабелю с напряжением 12 В к этому резервуару LC. Посмотрите ниже, что происходит. После прикосновения к резервуару LC я получаю на осциллографе первый осциллирующий сигнал, который медленно затухает. Итак, теперь мы получаем наши высокочастотные и мощные колебания, которые позже индуцируют ток внутри металла. Но наша схема работает немного иначе.Для этого давайте посмотрим на схему базового и простого модуля индукционного нагревателя.


ЧАСТЬ 4 - Схема

В этом примере мы будем использовать катушку и конденсатор параллельно. Это называется резервуаром LC, и если мы ударим по нему электроникой, он будет резонировать на своей резонансной частоте. Итак, если я приложу небольшой импульс напряжения, и они отключат соединение, это создаст быстро колеблющийся сигнал. Я подключаю конденсатор и катушку параллельно и очень быстро прикасаюсь к одному кабелю с напряжением 12 В к этому резервуару LC.Посмотрите ниже, что происходит. После прикосновения к резервуару LC я получаю на осциллографе первый осциллирующий сигнал, который медленно затухает. Итак, теперь мы получаем наши высокочастотные и мощные колебания, которые позже индуцируют ток внутри металла. Но наша схема работает немного иначе. Для этого давайте посмотрим на схему базового и простого модуля индукционного нагревателя.


Итак, как вы можете видеть на схеме выше, у нас на выходе 3 катушки. Пока не обращайте внимания на катушку L3, потому что это будет выходная катушка, которая будет создавать магнитное поле.У нас есть 2 катушки L1 и L2 и один конденсатор C1. У нас будет резонанс, как и раньше, но на этот раз он будет другим и никогда не прекратится. Как вы можете видеть, у нас также есть два диода, D1 и D2, которые подключены к затвору двух транзисторов, T1 и T2. Когда сигнал сначала колеблется на C1, на одной стороне C1 будет положительное напряжение, а на другой стороне C1 - отрицательное напряжение. Таким образом, один диод будет пропускать ток, а другой - нет. Итак, один транзистор будет включен, а другой выключен.Но буквально через мгновение из-за этого процесса полярность на C1 изменится, и это активирует второй транзистор и выключит другой. И этот процесс будет повторяться снова и снова, и это изменит поток тока внутри катушки L3, потому что, как вы можете видеть, один enf этой катушки подключен к 15 В, а другой конец будет подключен к отрицательному или положительному, и тем самым будет создаваться колебательный ток. Это создаст колеблющееся магнитное поле.


Помогите мне, поделившись этим постом
.

Индукционный нагреватель для лабораторий и магазинов

В сообщении объясняется, как сделать небольшую самодельную цепь индукционного нагревателя для лабораторий и магазинов для выполнения небольших нагревательных работ, таких как плавление украшений или кипячение небольшого количества жидкостей с помощью электричества или батареи. Автор: г-н Суни и г-н Наим

  1. Цели и требования схемы
  2. Наша задача состоит в том, чтобы создать индукционную цепь для использования от 12 В до 24 В с плоской спиралью, в которой можно довести до кипения пол литра воды. как можно меньше времени.
  3. Основная цель - заставить индукционную цепь работать, но есть и другие проблемы, которые описаны ниже.
  4. Емкость, в которой должна кипеть вода, изготовлена ​​из нержавеющей стали с двойными стенками и изолирована, а расстояние между внешней и внутренней емкостью, где работает индукция, составляет около 5-7 мм.
  5. Мы выбрали индукцию, чтобы защитить электронные компоненты от тепла обычного спирального нагревателя, которое возможно, когда резервуар изолирован.
  6. Внешний контейнер имеет диаметр Ø 70 мм, а пространство для электронных компонентов имеет высоту 20 мм, поэтому еще одна проблема - посмотреть, есть ли у нас место для компонентов.
  7. К источнику питания подключен переключатель наклона, который отключает питание индукционной петли в случае наклона контейнера на 15 градусов или более. Когда питание индукционной цепи прерывается, включается звуковой зуммер.
  8. Далее к индукционной петле подключаются два термостата.Один термостат, который отключает питание индукционной цепи, когда вода достигает точки кипения, и другой термостат, который поддерживает температуру воды около 60 градусов - не знаю, потребуется ли для этого программируемая схема. Я также хотел бы знать, есть ли в наличии инфракрасные термостаты.
  9. Я знаю, что это сразу много, но, как уже упоминалось, основная цель - заставить индукционную цепь работать. Можно ли прислать нам список необходимых компонентов и схему электрической схемы.
  10. Будем рады услышать от вас!
  11. С уважением, Суни Кристиансен
  12. Привет, сэр, мне нужна электрическая схема индукционного нагревателя для нашего магазина, у нас есть магазин серебряных украшений
  13. , поэтому я хочу расплавить серебро, а иногда и золото, но если вы отправите небольшую схему с бестрансформаторным источником питания, который будет будь добр ко мне.
  14. Я видел в Интернете очень маленький проект по индукционному нагревателю, но я не могу найти источник питания без тензодатчика, вы можете мне помочь, если отправите и проект индукционного нагревателя, и его бестрансформаторный источник питания. базовый метод разработки индивидуальной схемы индукционного нагревателя путем оптимизации резонанса цепи LC-резервуара, здесь мы собираемся применить ту же концепцию и посмотреть, как предложенная самодельная схема индукционного нагревателя может быть построена для использования в лабораториях и ювелирных магазинах.

    На следующем рисунке показана стандартная конструкция индукционного нагревателя, которую пользователь может настроить в соответствии с его индивидуальными предпочтениями.

    Принципиальная схема

    Работа контура

    Вся схема сконфигурирована на основе популярной полномостовой ИС IRS2453, что действительно делает проектирование полномостовых инверторов чрезвычайно простым и надежным. Здесь мы используем эту ИС для создания цепи инвертора индукционного нагревателя постоянного тока в постоянный.

    Как видно из конструкции, ИС использует не более 4 N-канальных МОП-транзисторов для реализации полной мостовой топологии инвертора, кроме того, ИС включает в себя встроенный генератор и сеть самонастройки, что обеспечивает чрезвычайно компактную конструкцию схемы инвертора. .

    Частоту генератора можно регулировать, изменяя компоненты Ct и Rt.

    Н-мост МОП-транзистора нагружен контуром LC-резервуара с использованием бифилярной катушки, которая вместе с несколькими параллельными конденсаторами образует индукционную рабочую катушку.

    Микросхема также включает распиновку для отключения, которую можно использовать для отключения ИС и всей схемы в случае катастрофических обстоятельств.

    Здесь мы использовали сеть ограничителя тока на транзисторе BC547 и сконфигурировали ее с выводом SD IC для обеспечения безопасной реализации схемы с управляемым током.С такой компоновкой пользователь может свободно экспериментировать со схемой, не опасаясь сжечь силовые устройства во время различных операций оптимизации.

    Как обсуждалось в одной из предыдущих статей, оптимизация резонанса рабочей катушки становится ключевым моментом для любой цепи индукционного нагревателя, и здесь мы также следим за точной настройкой частоты, чтобы обеспечить наиболее благоприятный резонанс для наших индукционный нагреватель LC-цепи.

    Неважно, имеет ли рабочая катушка форму спиральной бифилярной катушки или цилиндрической спиральной обмотки, до тех пор, пока резонанс правильно согласован, можно ожидать, что результат будет оптимальным для выбранной конструкции.

    Как рассчитать частоту резонанса

    Резонансную частоту для контура резервуара LC можно рассчитать по формуле:

    F = 1/ x √LC Где F - частота , L - индуктивность катушки (со вставленной магнитной нагрузкой), а C - конденсатор, подключенный параллельно катушке. Обязательно укажите значение L в Генри и C в Фараде . В качестве альтернативы вы также можете использовать это программное обеспечение для расчета резонанса для определения значений различных параметров в конструкции .

    Значение F может быть выбрано произвольно, скажем, например, мы можем предположить, что оно равно 50 кГц, затем L можно определить путем измерения индуктивности рабочей катушки, и, наконец, значение C можно найти, используя формулу выше , или указанное программное обеспечение калькулятора.

    При измерении индуктивности L убедитесь, что ферромагнитная нагрузка прикреплена к рабочей катушке, а конденсаторы отключены.

    Выбор конденсатора

    Поскольку предлагаемый индукционный нагреватель для лабораторных работ или плавления украшений может потребовать значительного количества тока, конденсатор должен быть рассчитан на работу с высокой частотой тока.

    Чтобы решить эту проблему, нам, возможно, придется использовать несколько конденсаторов параллельно и убедиться, что конечное значение параллельной комбинации равно расчетному значению. Например, если рассчитанное значение составляет 0,1 мкФ, и если вы решили использовать 10 конденсаторов параллельно, тогда значение каждого конденсатора должно быть около 0,01 мкФ и так далее.

    Выбор резистора ограничителя тока Rx

    Rx можно просто рассчитать по формуле:

    Rx = 0.7 / Макс. Ток

    Здесь максимальный ток означает максимальный ток, который может быть допустим для рабочей катушки или нагрузки без повреждения МОП-транзисторов и для оптимального нагрева нагрузки.

    Например, если оптимальный ток нагрева нагрузки определен как 10 ампер, то Rx может быть рассчитан и рассчитан для ограничения всего, что выше этого тока, и МОП-транзисторы должны быть выбраны для работы с током, превышающим 15 ампер.

    Все это может потребовать некоторых экспериментов, и Rx можно сначала поддерживать на более высоком уровне, а затем постепенно снижать, пока не будет достигнута нужная эффективность.

    Охлаждение рабочей катушки.

    Рабочий змеевик может быть построен с использованием полой латунной трубки или медной трубки и охлажден путем прокачки водопроводной воды через нее, или, в качестве альтернативы, можно использовать охлаждающий вентилятор чуть ниже змеевика для отвода тепла от змеевика из обратный конец корпуса. Пользователь также может попробовать другие подходящие методы.

    Источник питания

    Блок питания, необходимый для описанного выше индукционного нагревателя для лабораторий и магазинов, может быть построен с использованием трансформатора 20 А, 12 В и выпрямлением выходного сигнала с помощью мостового выпрямителя на 30 А и конденсатора 10 000 мкФ / 35 В.

    Бестрансформаторный источник питания может не подходить для индукционного нагревателя, поскольку для этого потребуется схема SMPS на 20 А, что может быть чрезвычайно дорогостоящим.

    О компании Swagatam

    Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
    Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

    .

    2 Простые схемы индукционного нагревателя - плиты-плиты

    В этом посте мы узнаем о двух простых в сборке схемах индукционного нагревателя, которые работают с принципами высокочастотной магнитной индукции для генерирования значительного количества тепла на небольшом заданном радиусе.

    Обсуждаемые схемы индукционной плиты действительно просты и используют всего несколько активных и пассивных обычных компонентов для требуемых действий.


    Обновление: Вы также можете узнать, как создать свою собственную варочную панель индукционного нагревателя:
    Проектирование цепи индукционного нагревателя - Учебное пособие


    Принцип работы индукционного нагревателя

    Индукционный нагреватель - это устройство, которое использует высокочастотное магнитное поле для нагрева железного груза или любого ферромагнитного металла посредством вихревого тока.2 x сопротивление металла. Поскольку предполагается, что металл нагрузки состоит из железа, мы рассматриваем сопротивление R металлического железа.

    Тепло = I 2 x R (Железо)

    Удельное сопротивление железа составляет: 97 нОм · м

    Вышеупомянутое тепло также прямо пропорционально наведенной частоте, поэтому обычные трансформаторы с штамповкой из железа не используются в В приложениях с высокочастотным переключением вместо сердечников используются ферритовые материалы.

    Однако здесь вышеупомянутый недостаток используется для получения тепла от высокочастотной магнитной индукции.

    Обращаясь к предлагаемым ниже схемам индукционного нагревателя, мы находим концепцию, использующую ZVS или технологию переключения при нулевом напряжении для требуемого запуска полевых МОП-транзисторов.

    Технология обеспечивает минимальный нагрев устройств, что делает работу очень эффективной и действенной.

    Кроме того, цепь, являющаяся саморезонансной по своей природе, автоматически настраивается на резонансную частоту присоединенной катушки и конденсатора, вполне идентичных цепи резервуара.

    Использование осциллятора Ройера

    Схема в основном использует генератор Ройера, который отличается простотой и саморезонансным принципом работы.

    Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

    1. При включении питания положительный ток начинает течь от двух половин рабочей катушки к стокам МОП-транзисторов.
    2. В то же время напряжение питания также достигает ворот МОП-транзисторов, включая их.
    3. Однако из-за того, что никакие два МОП-транзистора или какие-либо электронные устройства не могут иметь точно одинаковые характеристики проводимости, оба МОП-транзистора не включаются вместе, скорее, один из них включается первым.
    4. Давайте представим, что T1 включается первым. Когда это происходит, из-за сильного тока, протекающего через T1, его напряжение стока имеет тенденцию падать до нуля, что, в свою очередь, высасывает напряжение затвора другого МОП-транзистора T2 через присоединенный диод Шоттки.
    5. Здесь может показаться, что T1 может продолжать вести себя и уничтожать себя.
    6. Однако именно в этот момент в действие вступает контур резервуара L1C1, который играет решающую роль. Внезапное проведение T1 вызывает скачок и коллапс синусоидального импульса на стоке T2.Когда синусоидальный импульс схлопывается, он снижает напряжение затвора T1 и отключает его. Это приводит к повышению напряжения на стоке T1, что позволяет восстановить напряжение затвора для T2. Теперь настала очередь Т2 проводить, Т2 теперь проводит, вызывая повторение, подобное тому, которое произошло для Т1.
    7. Этот цикл теперь продолжается быстро, заставляя контур колебаться на резонансной частоте контура резервуара LC. Резонанс автоматически настраивается до оптимальной точки в зависимости от того, насколько хорошо совпадают значения LC.

    Однако основным недостатком конструкции является то, что в ней в качестве трансформатора используется катушка с ответвлениями по центру, что немного усложняет реализацию обмотки. Однако центральный отвод обеспечивает эффективный двухтактный эффект через катушку всего с помощью пары активных устройств, таких как МОП.

    Как видно, через затвор / исток каждого МОП-транзистора подключены диоды быстрого восстановления или высокоскоростного переключения.

    Эти диоды выполняют важную функцию разряда емкости затвора соответствующих МОП-транзисторов во время их непроводящих состояний, тем самым делая операцию переключения быстрой и быстрой.

    Как работает ZVS

    Как мы уже обсуждали ранее, эта схема индукционного нагревателя работает по технологии ZVS.

    ZVS означает переключение при нулевом напряжении, что означает, что МОП-транзисторы в цепи включаются, когда на их стоках присутствует минимальная или величина тока или нулевой ток, мы уже узнали это из объяснения выше.

    Это фактически помогает МОП-транзисторам безопасно включаться, и, таким образом, эта функция становится очень выгодной для устройств.

    Эту функцию можно сравнить с проводимостью при переходе через нуль для симисторов в цепях переменного тока.

    Благодаря этому свойству МОП-транзисторы в таких саморезонансных цепях ZVS требуют гораздо меньших радиаторов и могут работать даже с массивными нагрузками до 1 кВА.

    Поскольку частота цепи является резонансной по своей природе, она напрямую зависит от индуктивности рабочей катушки L1 и конденсатора C1.

    Частота может быть рассчитана по следующей формуле:

    f = 1 / (2π * √ [ L * C] )

    Где f - частота, рассчитанная в Hertz
    L - это индуктивность основной нагревательной катушки L1, представленная в Henries
    , а C - емкость конденсатора C1 в фарадах

    МОП-транзисторы

    Вы можете использовать IRF540 в качестве МОП-транзисторов, которые рассчитаны на хорошие 110 В, 33 ампера.Для них можно использовать радиаторы, хотя выделяемое тепло не вызывает беспокойства, но все же лучше укрепить их на теплопоглощающих металлах. Однако можно использовать любые другие МОП-транзисторы с соответствующим номиналом, для этого нет никаких особых ограничений.

    Индуктор или катушки индуктивности, связанные с катушкой основного нагревателя (рабочей катушкой), представляют собой своего рода дроссель, который помогает исключить любое возможное попадание высокочастотной составляющей в источник питания, а также ограничивает ток до безопасных пределов.

    Значение этого индуктора должно быть намного выше по сравнению с рабочей катушкой. 2 мГн обычно вполне достаточно для этой цели. Однако он должен быть построен с использованием проводов большого сечения, чтобы обеспечить безопасное прохождение через него большого диапазона тока.

    Контур резервуара

    C1 и L1 составляют контур резервуара для предполагаемого фиксации на высокой резонансной частоте. Опять же, они тоже должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокие значения тока и тепла.

    Здесь мы видим использование металлизированных полипропиленовых конденсаторов 330 нФ / 400 В.

    1) Мощный индукционный нагреватель с использованием драйвера Mazzilli. Concept

    Первая конструкция, описанная ниже, представляет собой высокоэффективную индукционную концепцию ZVS, основанную на популярной теории драйверов Mazilli.

    В нем используется одна рабочая катушка и две катушки ограничителя тока. Такая конфигурация исключает необходимость центрального отвода от основной рабочей катушки, что делает систему чрезвычайно эффективной и обеспечивает быстрый нагрев нагрузки огромных размеров. Нагревательный змеевик нагревает нагрузку посредством двухтактного механизма полного моста.

    Модуль фактически доступен в Интернете и может быть легко куплен по очень разумной цене.

    Принципиальная схема этой конструкции представлена ​​ниже:

    Исходная схема видна на следующем изображении:

    Принцип работы аналогичен технологии ZVS с использованием двух полевых МОП-транзисторов высокой мощности. Вход питания может быть от 5 В до 12 В, а сила тока от 5 до 20 А в зависимости от используемой нагрузки.

    Выходная мощность

    Выходная мощность вышеуказанной конструкции может достигать 1200 Вт при повышении входного напряжения до 48 В и тока до 25 ампер.

    На этом уровне тепло, выделяемое рабочим змеевиком, может быть достаточно высоким, чтобы за минуту расплавить болт толщиной 1 см.

    Размеры рабочей катушки

    Видео-демонстрация

    https://youtu.be/WvV0m8iA6bM

    2) Индукционный нагреватель с использованием рабочей катушки с центральным отводом

    Эта вторая концепция также является индукционным нагревателем ZVS, но Для рабочей катушки используется центральное разветвление, которое может быть немного менее эффективным по сравнению с предыдущей конструкцией.L1, который является наиболее важным элементом всей схемы. Он должен быть построен с использованием очень толстых медных проводов, чтобы выдерживать высокие температуры во время индукционных операций.

    Конденсатор, как описано выше, в идеале должен быть подключен как можно ближе к клеммам L1. Это важно для поддержания резонансной частоты на указанной частоте 200 кГц.

    Характеристики первичной рабочей катушки

    Для катушки индукционного нагревателя L1 можно намотать множество медных проводов диаметром 1 мм параллельно или бифилярно, чтобы более эффективно рассеивать ток, вызывая меньшее тепловыделение в катушке.

    Даже после этого катушка может подвергаться воздействию высоких температур и деформироваться из-за этого, поэтому можно попробовать альтернативный метод намотки.

    В этом методе мы наматываем его в виде двух отдельных катушек, соединенных в центре для получения требуемого центрального отвода.

    В этом методе можно попробовать использовать меньшие витки для уменьшения импеданса катушки и, в свою очередь, увеличения ее способности выдерживать ток.

    Емкость для этой схемы, напротив, может быть увеличена, чтобы пропорционально понизить резонансную частоту.

    Конденсаторы резервуара:

    Всего 330 нФ x 6 можно использовать для получения чистой емкости приблизительно 2 мкФ.

    Как прикрепить конденсатор к индукционной катушке

    На следующем изображении показан точный метод подключения конденсаторов параллельно концевым выводам медной катушки, предпочтительно через печатную плату хорошего размера.

    Список деталей для указанной выше цепи индукционного нагревателя или индукционной нагревательной плиты

    • R1, R2 = 330 Ом 1/2 Вт
    • D1, D2 = FR107 или BA159
    .

    Смотрите также