Industrijska shema indukcijske peći za topljenje metala. Indukcijsko topljenje. Prednosti lončastih peći

Princip indukcijskog grijanja je pretvaranje energije elektromagnetnog polja koje apsorbira električno vodljivi zagrijani predmet u toplinsku energiju.

U instalacijama za indukcijsko grijanje, elektromagnetno polje stvara induktor, koji je cilindrični kalem (solenoid) s više okreta. Kroz induktor prolazi naizmjenična električna struja, zbog čega oko induktora nastaje vremenski promjenjivo magnetsko polje. Ovo je prva transformacija energije elektromagnetnog polja, opisana Maxwellovom prvom jednadžbom.

Predmet koji se zagrijava postavlja se unutar ili blizu induktora. Promjenjivi (u vremenu) tok vektora magnetske indukcije koji stvara induktor prodire u zagrijani predmet i inducira električno polje. Električne linije ovog polja nalaze se u ravni okomitoj na smjer magnetskog fluksa i zatvorene su, odnosno električno polje u zagrijanom objektu ima vrtložni karakter. Pod djelovanjem električnog polja, prema Ohmovom zakonu, nastaju provodne struje (vrtložne struje). Ovo je druga transformacija energije elektromagnetnog polja, opisana drugom Maksvelovom jednačinom.

U zagrijanom objektu energija induciranog naizmjeničnog električnog polja nepovratno se pretvara u toplinu. Takvo toplotno rasipanje energije, koje rezultira zagrijavanjem objekta, određeno je postojanjem struja provodljivosti (vrtložnih struja). Ovo je treća transformacija energije elektromagnetnog polja, a omjer energije ove transformacije opisan je Lenz-Jouleovim zakonom.

Opisane transformacije energije elektromagnetnog polja omogućavaju:
1) prenijeti električnu energiju induktora na zagrijani predmet bez pribjegavanja kontaktima (za razliku od otpornih peći)
2) oslobađanje toplote direktno u zagrejanom objektu (tzv. "peć sa unutrašnjim izvorom grejanja" po terminologiji prof. NV Okorokova), usled čega je korišćenje toplotne energije najsavršenije i brzina grejanja značajno povećava (u poređenju sa tzv. " pećnicama sa vanjskim izvorom grijanja).

Na veličinu jakosti električnog polja u zagrijanom objektu utiču dva faktora: veličina magnetnog fluksa, tj. broj linija magnetnog polja koje prodiru u objekt (ili su povezane sa zagrijanim objektom) i frekvencija napajanja struja, tj. frekvencija promjena (u vremenu) magnetskog fluksa spojenog na zagrijani predmet.

To omogućava izvođenje dvije vrste instalacija indukcijskog grijanja koje se razlikuju kako po dizajnu tako i po radnim svojstvima: indukcijske instalacije sa jezgrom i bez jezgra.

Prema tehnološkoj namjeni, instalacije za indukcijsko grijanje dijele se na peći za topljenje metala i grijaće instalacije za termičku obradu (očvršćavanje, kaljenje), za prekomjerno zagrijavanje obradaka prije plastične deformacije (kovanje, štancanje), za zavarivanje, lemljenje i navarivanje, za proizvode hemijske i termičke obrade itd.

Prema učestalosti promjene struje koja napaja instalaciju indukcijskog grijanja, razlikuju se:
1) instalacije industrijske frekvencije (50 Hz), koje se napajaju iz mreže direktno ili preko opadajućih transformatora;
2) instalacije povećane frekvencije (500-10000 Hz), napajane električnim ili poluprovodničkim pretvaračima frekvencije;
3) visokofrekventne instalacije (66.000-440.000 Hz i više), koje napajaju cevni elektronski generatori.

Postrojenja za indukcijsko grijanje sa jezgrom

U peći za topljenje (sl. 1) na zatvoreno jezgro od elektročeličnog lima (debljine lima 0,5 mm) montira se cilindrični višeokretni induktor od bakrene profilisane cijevi. Vatrostalna keramička obloga je postavljena oko induktora sa uskim prstenastim kanalom (horizontalnim ili vertikalnim) gdje se nalazi tečni metal. Neophodan uslov za rad je zatvoreni elektroprovodljivi prsten. Stoga je nemoguće rastopiti pojedinačne komade čvrstog metala u takvoj peći. Za pokretanje peći potrebno je u kanal uliti dio tekućeg metala iz druge peći ili ostaviti dio tekućeg metala iz prethodne taline (preostali kapacitet peći).

Fig.1. Šema uređaja indukcijske kanalske peći: 1 - indikator; 2 - metal; 3 - kanal; 4 - magnetsko kolo; F - glavni magnetni tok; F 1r i F 2r - magnetni tokovi rasejanja; U 1 i I 1 - napon i struja u kolu induktora; I 2 - struja provodljivosti u metalu

U čeličnom magnetnom krugu peći indukcijskog kanala zatvoren je veliki radni magnetski tok, a samo je mali dio ukupnog magnetskog fluksa koji stvara induktor zatvoren kroz zrak u obliku raspršenog toka. Stoga takve peći uspješno rade na industrijskoj frekvenciji (50 Hz).

Trenutno postoji veliki broj tipova i dizajna takvih peći razvijenih u VNIIETO (jednofazne i višefazne sa jednim i više kanala, sa vertikalnim i horizontalnim zatvorenim kanalima različitih oblika). Ove peći se koriste za topljenje obojenih metala i legura sa relativno niskom tačkom topljenja, kao i za proizvodnju visokokvalitetnog livenog gvožđa. Prilikom topljenja livenog gvožđa peć se koristi ili kao sabirač (mešalica) ili kao jedinica za topljenje. Konstrukcije i tehničke karakteristike modernih indukcijskih kanalnih peći date su u posebnoj literaturi.

Indukcijske jedinice za grijanje bez jezgre

U peći za topljenje (slika 2), rastopljeni metal se nalazi u keramičkom lončiću smještenom unutar cilindričnog višeokretnog induktora. izrađen od bakarne profilisane cevi kroz koju prolazi rashladna voda. Možete saznati više o dizajnu induktora.

Nedostatak čeličnog jezgra dovodi do naglog povećanja magnetnog fluksa curenja; broj magnetnih linija sile povezanih s metalom u lončiću bit će izuzetno mali. Ova okolnost zahtijeva odgovarajuće povećanje frekvencije promjene (u vremenu) elektromagnetnog polja. Zbog toga je za efikasan rad indukcijskih lončastih peći potrebno napajati strujama povećane, au nekim slučajevima i visoke frekvencije iz odgovarajućih strujnih pretvarača. Takve peći imaju vrlo nizak prirodni faktor snage (cos φ=0,03-0,10). Stoga je potrebno koristiti kondenzatore za kompenzaciju reaktivne (induktivne) snage.

Trenutno postoji nekoliko tipova indukcijskih lončastih peći razvijenih u VNIIETO u obliku odgovarajućih veličina (u smislu kapaciteta) visoke, visoke i industrijske frekvencije, za topljenje čelika (tip IST).

Rice. 2. Šema uređaja indukcijske peći sa loncem: 1 - induktor; 2 - metal; 3 - lončić (strelice pokazuju putanju cirkulacije tekućeg metala kao rezultat elektrodinamičkih pojava)

Prednosti lončastih peći su sljedeće: toplota koja se oslobađa direktno u metalu, visoka ujednačenost metala u hemijskom sastavu i temperaturi, nema izvora kontaminacije metalom (osim obloge lončića), jednostavnost kontrole i regulacije procesa topljenja, higijenski rad uslovima. Osim toga, indukcijske peći sa loncem karakteriziraju: veća produktivnost zbog visoke specifične (po jedinici kapaciteta) snage grijanja; sposobnost topljenja čvrstog punjenja bez ostavljanja metala iz prethodnog rastapanja (za razliku od kanalnih peći); mala masa obloge u odnosu na masu metala, što smanjuje akumulaciju toplotne energije u oblogi lončića, smanjuje toplotnu inerciju peći i čini peći za topljenje ovog tipa izuzetno pogodnim za periodični rad sa prekidima između taljenja , posebno za oblikovane i ljevaonice pogona za proizvodnju strojeva; kompaktnost peći, koja omogućava jednostavno izolaciju radnog prostora od okoline i topljenje u vakuumu ili u plinovitom mediju određenog sastava. Stoga se vakuumske indukcijske peći sa loncem (tip ISV) široko koriste u metalurgiji.

Uz prednosti, indukcijske peći sa loncem imaju i sljedeće nedostatke: prisustvo relativno hladnih šljaka (temperatura šljake je niža od temperature metala), što otežava provođenje procesa rafiniranja pri taljenju visokokvalitetnih čelika; složena i skupa električna oprema; niska izdržljivost obloge pri oštrim temperaturnim fluktuacijama zbog male toplinske inercije obloge lončića i erodirajućeg efekta tekućeg metala tijekom elektrodinamičkih pojava. Stoga se takve peći koriste za pretapanje legiranog otpada kako bi se smanjio otpad elemenata.

Reference:
1. Egorov A.V., Morzhin A.F. Električne peći (za proizvodnju čelika). M.: "Metalurgija", 1975, 352 str.

Indukcijsko grijanje nije moguće bez upotrebe tri glavna elementa:

• induktor;
• generator;
• grijaći element.

Induktor je zavojnica, obično napravljena od bakrene žice, koja stvara magnetsko polje. Alternator se koristi za proizvodnju struje visoke frekvencije iz standardne struje domaćinstva od 50 Hz. Metalni predmet se koristi kao grijaći element, sposoban apsorbirati toplinsku energiju pod utjecajem magnetskog polja.

Ako pravilno povežete ove elemente, možete dobiti uređaj visokih performansi koji je savršen za grijanje tekućeg rashladnog sredstva i grijanje kuće. Uz pomoć generatora, električna struja sa potrebnim karakteristikama dovodi se do induktora, tj. na bakarnoj zavojnici. Prilikom prolaska kroz njega, tok nabijenih čestica formira magnetsko polje.

Princip rada indukcijskih grijača temelji se na pojavi električnih struja unutar vodiča koje nastaju pod utjecajem magnetskih polja.

Posebnost polja je u tome što ima sposobnost mijenjanja smjera elektromagnetnih valova na visokim frekvencijama. Ako se u ovo polje stavi bilo koji metalni predmet, on će se pod utjecajem stvorenih vrtložnih struja zagrijati bez direktnog kontakta sa induktorom.

Visokofrekventna električna struja koja teče od pretvarača do indukcione zavojnice stvara magnetsko polje sa konstantno promjenjivim vektorom magnetskih valova. Metal postavljen u ovo polje brzo se zagrijava

Nedostatak kontakta omogućava da se gubici energije pri prelasku s jednog tipa na drugi učine zanemarljivim, što objašnjava povećanu efikasnost indukcijskih kotlova.

Za zagrijavanje vode za krug grijanja dovoljno je osigurati njegov kontakt s metalnim grijačem. Često se metalna cijev koristi kao grijaći element, kroz koji se jednostavno prolazi mlaz vode. Voda istovremeno hladi grijač, što značajno produžava njegov vijek trajanja.

Elektromagnet indukcionog uređaja se dobija namotavanjem žice oko jezgre feromagneta. Rezultirajuća indukcijska zavojnica se zagrijava i prenosi toplinu na zagrijano tijelo ili na rashladnu tekućinu koja teče u blizini kroz izmjenjivač topline

Književnost

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Električne industrijske peći. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 str.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimalno zagrijavanje cilindrične ljuske s temperaturno ovisnim karakteristikama materijala // Mat. metode i fiz.-mekh. polja. - 1977. - Br. 5 . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Generatori lampi za visokofrekventno grijanje. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 15). - 5300 primjeraka. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V. F. Kurs radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 str.
• Izyumov N. M., Linde D. P. Osnove radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 str.
• Lozinsky M. G. Industrijska primjena indukcijskog grijanja. - M.: Izdavačka kuća Akademije nauka SSSR, 1948. - 471 str.
• Upotreba visokofrekventnih struja u elektrotermiji / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mašinostroenie, 1968. - 340 str.
• Slukhotsky A. E. Induktori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 12). - 10.000 primeraka. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A. A. Indukcijska metoda za držanje tekućih metala u suspenziji / Ed. A. N. Šamova. - 2. izdanje, ispravljeno. - L.: Mašinostroenie, 1989. - 79 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; br. 11). - 2950 primjeraka. - .

Princip rada

Posljednja opcija, koja se najčešće koristi u kotlovima za grijanje, postala je tražena zbog jednostavnosti implementacije. Princip rada jedinice za indukcijsko grijanje temelji se na prijenosu energije magnetskog polja na rashladno sredstvo (vodu). Magnetno polje se formira u induktoru. Naizmjenična struja, prolazeći kroz zavojnicu, stvara vrtložne struje koje pretvaraju energiju u toplinu.

Princip rada instalacije indukcijskog grijanja

Voda koja se dovodi kroz donju cijev u kotao zagrijava se prijenosom energije, a izlazi kroz gornju cijev, ulazeći dalje u sistem grijanja. Za stvaranje pritiska koristi se ugrađena pumpa. Voda koja stalno cirkuliše u kotlu ne dozvoljava elementima da se pregreju. Osim toga, tokom rada, nosač topline vibrira (na niskom nivou buke), zbog čega su naslage kamenca na unutrašnjim zidovima kotla nemoguće.

Indukcijski grijači mogu se implementirati na različite načine.

Proračun snage

Budući da je indukcijska metoda taljenja čelika jeftinija od sličnih metoda zasnovanih na korištenju lož ulja, uglja i drugih energetskih nosača, proračun indukcijske peći počinje proračunom snage jedinice.

Snaga indukcijske peći podijeljena je na aktivnu i korisnu, svaka od njih ima svoju formulu.

Kao početne podatke morate znati:

• kapacitet peći, u razmatranom slučaju, na primjer, jednak je 8 tona;
• snaga jedinice (uzima se njena maksimalna vrijednost) - 1300 kW;
• frekvencija struje - 50 Hz;
• Produktivnost peći je 6 tona na sat.

Također je potrebno uzeti u obzir rastopljeni metal ili leguru: po stanju je cink. Ovo je važna točka, toplinska ravnoteža topljenog lijevanog željeza u indukcijskoj peći, kao i drugih legura.

Korisna snaga koja se prenosi na tečni metal:

• Rpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - specifična potrošnja energije, teoretska je i pokazuje pregrijavanje metala za 10C;
• P - produktivnost peći, t/h;
• t - temperatura pregrijavanja legure ili metalne gredice u peći za kupanje, 0C
• Rpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Aktivna snaga:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - uzeto iz prethodne formule, kW;
• Yuterm - efikasnost livničke peći, njene granice su od 0,7 do 0,85, u prosjeku uzimaju 0,76.
• P = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 kW, vrijednost je zaokružena na 1900 kW.

U završnoj fazi izračunava se snaga induktora:

• Kora \u003d P / N,
• P je aktivna snaga peći, kW;
• N je broj induktora koji se nalaze na peći.
• Kora \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Potrošnja energije indukcijske peći pri topljenju čelika ovisi o njegovim performansama i vrsti induktora.

Komponente peći

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku mini pećnicu uradi sam, onda je važno znati da je njen glavni element grijaći kalem. U slučaju domaće verzije, dovoljno je koristiti induktor od gole bakrene cijevi, čiji je promjer 10 mm

Za induktor se koristi unutrašnji prečnik od 80-150 mm, a broj zavoja je 8-10. Važno je da se zavoji ne dodiruju, a razmak između njih je 5-7 mm. Dijelovi induktora ne smiju doći u dodir sa ekranom, minimalni razmak mora biti 50 mm.

Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, onda bi trebali znati da se za hlađenje induktora u industrijskoj mjeri koristi voda ili antifriz. U slučaju male snage i kratkog rada stvorenog uređaja, moguće je bez hlađenja. Ali tokom rada, induktor se jako zagrijava, a kamenac na bakru ne samo da može drastično smanjiti efikasnost uređaja, već i dovesti do potpunog gubitka njegovih performansi. Nemoguće je samostalno napraviti induktor sa hlađenjem, pa će ga trebati redovno mijenjati. Ne treba koristiti prisilno hlađenje zrakom, jer će slučaj ventilatora postavljen blizu zavojnice „privući“ EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i smanjenja efikasnosti peći.

Problem indukcijskog zagrevanja obradaka od magnetnih materijala

Ako inverter za indukcijsko grijanje nije autooscilator, nema samopodešavajući krug (PLL) i radi od vanjskog glavnog oscilatora (na frekvenciji bliskoj rezonantnoj frekvenciji oscilatora "induktor - kompenzacijska kondenzatorska banka" kolo). U trenutku kada se radni komad izrađen od magnetnog materijala uvede u induktor (ako su dimenzije radnog komada dovoljno velike i srazmjerne dimenzijama induktora), induktivnost induktora naglo raste, što dovodi do naglog smanjenja prirodne rezonancije. frekvencija oscilatornog kola i njegovo odstupanje od frekvencije glavnog oscilatora. Krug izlazi iz rezonancije s glavnim oscilatorom, što dovodi do povećanja njegovog otpora i naglog smanjenja snage koja se prenosi na radni komad. Ako se snaga jedinice kontrolira vanjskim napajanjem, tada je prirodna reakcija operatera povećanje napona napajanja jedinice. Kada se radni komad zagrije do Curie točke, njegova magnetska svojstva nestaju, prirodna frekvencija oscilatornog kruga se vraća na frekvenciju glavnog oscilatora. Otpor kruga naglo se smanjuje, potrošnja struje naglo raste. Ako operater nema vremena da ukloni povećani napon napajanja, jedinica se pregrijava i otkazuje.
Ako je instalacija opremljena automatskim upravljačkim sistemom, tada upravljački sistem treba da prati prelaz kroz Kirijevu tačku i automatski smanjuje frekvenciju glavnog oscilatora, prilagođavajući je rezonanciji sa oscilatornim krugom (ili smanjuje dovedenu snagu ako frekvencija promjena je neprihvatljiva).

Ako se nemagnetni materijali zagrijavaju, gore navedeno nije bitno. Uvođenje radnog komada od nemagnetnog materijala u induktor praktički ne mijenja induktivnost induktora i ne pomiče rezonantnu frekvenciju radnog oscilatornog kruga, a nema potrebe za upravljačkim sistemom.

Ako su dimenzije radnog komada mnogo manje od dimenzija induktora, onda to također ne pomiče uvelike rezonanciju radnog kruga.

indukcijski štednjaci

Glavni članak: Indukcijski štednjak

Indukcijski štednjak- električni kuhinjski štednjak koji zagrijava metalno posuđe induciranim vrtložnim strujama koje stvara visokofrekventno magnetsko polje, frekvencije 20-100 kHz.

Takav štednjak ima visoku efikasnost u odnosu na grijaće elemente električnih peći, jer se na zagrijavanje kućišta troši manje topline, a osim toga, nema ubrzanja i perioda hlađenja (kada se energija koju proizvodi, ali ne apsorbira posuđe, gubi ).

Indukcijske peći za topljenje

Glavni članak: Indukciona lončić peć

Indukcijske (beskontaktne) peći za topljenje - električne peći za topljenje i pregrijavanje metala, kod kojih do zagrijavanja dolazi zbog vrtložnih struja koje se javljaju u metalnom lončiću (i metalu), ili samo u metalu (ako lončić nije od metala; ovaj način grijanja je efikasniji ako je lončić loše izolovan).

Koristi se u livničkim radnjama fabrika, kao iu radionicama za precizno livenje i popravkama u mašinogradnji za dobijanje visokokvalitetnih čeličnih odlivaka. U grafitnom lončiću moguće je topiti obojene metale (bronza, mesing, aluminijum) i njihove legure. Indukcijska peć radi na principu transformatora, u kojem je primarni namotaj vodeno hlađeni induktor, a sekundarni i istovremeno opterećenje je metal u lončiću. Zagrijavanje i taljenje metala nastaju zbog struja koje teku u njemu, a koje nastaju pod utjecajem elektromagnetnog polja koje stvara induktor.

Povijest indukcijskog grijanja

Otkriće elektromagnetne indukcije 1831. pripada Michael-Faradayu. Kada se provodnik kreće u polju magneta, u njemu se indukuje EMF, baš kao i kada se magnet kreće, čije linije sile sijeku provodni krug. Struja u kolu naziva se induktivna. Izumi mnogih uređaja zasnovani su na zakonu elektromagnetne indukcije, uključujući i one određujuće - generatore i transformatore koji stvaraju i distribuiraju električnu energiju, što je temelj cjelokupne elektroindustrije.

Godine 1841. James Joule (i, nezavisno od njega, Emil Lenz) formulirao je kvantitativnu procjenu toplotnog efekta električne struje: „Snaga toplote koja se oslobađa po jedinici zapremine medija tokom protoka električne struje proporcionalna je proizvodu gustine električne struje i veličine jakosti električnog polja” (Joule-ov zakon - Lenz). Toplotni učinak inducirane struje doveo je do traženja uređaja za beskontaktno zagrijavanje metala. Prve eksperimente o zagrijavanju čelika induktivnom strujom napravio je E. Colby u SAD-u.

Prvi uspješno operativni tzv. Kanalnu indukcijsku peć za topljenje čelika je 1900. godine izgradio Benedicks Bultfabrik u Gysingu, Švedska. U uglednom časopisu tog vremena "INŽENJER" 8. jula 1904. godine pojavio se čuveni, gde švedski pronalazač inženjer F. A. Kjellin govori o svom razvoju. Peć je napajala jednofazni transformator. Topljenje je vršeno u lončiću u obliku prstena, metal u njemu je predstavljao sekundarni namotaj transformatora koji se napaja strujom od 50-60 Hz.

Prva peć od 78 kW puštena je u rad 18. marta 1900. godine i pokazala se vrlo neekonomičnom, jer je kapacitet topljenja bio samo 270 kg čelika dnevno. Sljedeća peć je proizvedena u novembru iste godine sa kapacitetom od 58 kW i kapacitetom od 100 kg za čelik. Peć je pokazala visoku isplativost, kapacitet topljenja je bio od 600 do 700 kg čelika dnevno. Međutim, habanje zbog termičkih fluktuacija bilo je na neprihvatljivom nivou, česte promjene obloge smanjile su rezultirajuću efikasnost.

Izumitelj je došao do zaključka da je za maksimalne performanse topljenja potrebno ostaviti značajan dio taline tokom pražnjenja, čime se izbjegavaju mnogi problemi, uključujući trošenje obloge. Ova metoda topljenja čelika sa ostatkom, koja se počela nazivati ​​"bog", preživjela je do danas u nekim industrijama gdje se koriste peći velikog kapaciteta.

U maju 1902. godine puštena je u rad značajno poboljšana peć kapaciteta 1800 kg, protok je bio 1000-1100 kg, bilans je bio 700-800 kg, snaga je bila 165 kW, kapacitet topljenja čelika mogao je doseći do 4100 kg dnevno! Ovaj rezultat potrošnje energije od 970 kWh/t impresionira svojom efikasnošću, koja nije mnogo inferiorna u odnosu na modernu produktivnost od oko 650 kWh/t. Prema proračunu pronalazača, od potrošnje energije od 165 kW, u gubitke je otišlo 87,5 kW, korisna toplotna snaga je bila 77,5 kW, a dobijena je vrlo visoka ukupna efikasnost od 47%. Profitabilnost se objašnjava prstenastim dizajnom lonca, koji je omogućio izradu induktora s više okreta sa niskom strujom i visokim naponom - 3000 V. Moderne peći s cilindričnim loncem su mnogo kompaktnije, zahtijevaju manje kapitalnih ulaganja, lakše su za rad, opremljen mnogim poboljšanjima tokom sto godina svog razvoja, ali je efikasnost neznatno povećana. Istina, izumitelj je u svojoj publikaciji zanemario činjenicu da se struja ne plaća za aktivnu snagu, već za punu snagu, koja je na frekvenciji od 50-60 Hz otprilike dvostruko veća od aktivne snage. A u modernim pećima, reaktivna snaga kompenzira se kondenzatorskom bankom.

Inženjer F. A. Kjellin je svojim izumom postavio temelje za razvoj industrijskih kanalskih peći za topljenje obojenih metala i čelika u industrijskim zemljama Evrope i Amerike. Prijelaz sa kanalskih peći od 50-60 Hz na moderne visokofrekventne lončaste peći trajao je od 1900. do 1940. godine.

Sistem grijanja

Da bi napravili indukcijski grijač, iskusni majstori koriste jednostavan inverter za zavarivanje koji pretvara jednosmjerni napon u izmjenični napon. Za takve slučajeve koristi se kabel poprečnog presjeka od 6-8 mm, ali nije standardan za aparate za zavarivanje od 2,5 mm.

Takvi sistemi grijanja moraju nužno biti zatvorenog tipa, a regulacija je automatska. Za drugu sigurnost potrebna vam je pumpa koja će cirkulirati kroz sistem, kao i ventil za odzračivanje zraka. Takav grijač mora biti zaštićen od drvenog namještaja, kao i od poda i stropa najmanje 1 metar.

Implementacija kod kuće

Indukcijsko grijanje još nije dovoljno osvojilo tržište zbog visoke cijene samog sustava grijanja. Tako će, na primjer, za industrijska preduzeća takav sistem koštati 100.000 rubalja, za kućnu upotrebu - od 25.000 rubalja. i više. Stoga je interes za krugove koji vam omogućuju da vlastitim rukama stvorite domaći indukcijski grijač sasvim razumljiv.

indukcijski kotao za grijanje

Na bazi transformatora

Glavni element indukcijskog sustava grijanja s transformatorom bit će sam uređaj, koji ima primarni i sekundarni namotaj. Vrtložni tokovi će se formirati u primarnom namotaju i stvoriti polje elektromagnetne indukcije. Ovo polje će uticati na sekundar, koji je, u stvari, indukcijski grijač, fizički izveden u obliku tijela kotla za grijanje. To je sekundarni kratkospojni namotaj koji prenosi energiju rashladnoj tečnosti.

Sekundarni kratkospojni namotaj transformatora

Glavni elementi instalacije indukcijskog grijanja su:

• jezgro;
• namotavanje;
• dvije vrste izolacije - toplinska i električna izolacija.

Jezgro su dvije ferimagnetne cijevi različitih promjera s debljinom stijenke od najmanje 10 mm, zavarene jedna u drugu. Duž vanjske cijevi napravljen je toroidni namotaj od bakarne žice. Potrebno je nametnuti od 85 do 100 okreta s jednakom udaljenosti između zavoja. Naizmjenična struja, mijenjajući se u vremenu, stvara vrtložne tokove u zatvorenom kolu, koji zagrijavaju jezgro, a time i rashladnu tekućinu, indukcijskim zagrijavanjem.

Korištenje invertera za zavarivanje visoke frekvencije

Indukcijski grijač može se napraviti pomoću pretvarača za zavarivanje, gdje su glavne komponente kruga alternator, induktor i grijaći element.

Generator se koristi za pretvaranje standardne mrežne frekvencije od 50 Hz u struju više frekvencije. Ova modulirana struja se primjenjuje na cilindrični induktor, gdje se kao namotaj koristi bakarna žica.

Bakarna žica za namotavanje

Zavojnica stvara naizmjenično magnetsko polje čiji se vektor mijenja s frekvencijom koju postavlja generator. Stvorene vrtložne struje, inducirane magnetnim poljem, zagrijavaju metalni element, koji prenosi energiju na rashladno sredstvo. Tako se implementira još jedna shema indukcijskog grijanja uradi sam.

Grijaći element može se napraviti i vlastitim rukama od izrezane metalne žice dužine oko 5 mm i komada polimerne cijevi u koju se postavlja metal. Prilikom postavljanja ventila na vrhu i na dnu cijevi, provjerite gustinu punjenja - ne bi trebalo biti slobodnog prostora. Prema shemi, oko 100 zavoja bakrenog ožičenja postavljeno je na vrh cijevi, što je induktor spojen na terminale generatora. Indukcijsko zagrijavanje bakrene žice nastaje zbog vrtložnih struja koje stvara naizmjenično magnetsko polje.

Napomena: Indukcijski grijači "uradi sam" mogu se napraviti prema bilo kojoj shemi, glavna stvar koju treba zapamtiti je da je važno izvršiti pouzdanu toplinsku izolaciju, inače će efikasnost sistema grijanja značajno pasti. .

Prednosti i mane uređaja

„Plusi“ vorteks indukcijskog grijača su brojni. Ovo je jednostavan sklop za samoproizvodnju, povećanu pouzdanost, visoku efikasnost, relativno niske troškove energije, dug vijek trajanja, malu vjerovatnoću kvarova itd.

Performanse uređaja mogu biti značajne; jedinice ovog tipa se uspješno koriste u metalurškoj industriji. U pogledu brzine zagrijavanja rashladne tekućine, uređaji ovog tipa pouzdano se natječu s tradicionalnim električnim kotlovima, temperatura vode u sistemu brzo dostiže potrebnu razinu.

Tokom rada indukcijskog kotla, grijač lagano vibrira. Ova vibracija otresa kamenac i druge moguće zagađivače sa zidova metalne cijevi, tako da je takav uređaj rijetko potrebno čistiti. Naravno, sistem grijanja mora biti zaštićen od ovih zagađivača mehaničkim filterom.

Indukcijska zavojnica zagrijava metal (cijev ili komade žice) koji se nalazi unutar njega pomoću visokofrekventnih vrtložnih struja, kontakt nije potreban

Stalni kontakt s vodom također smanjuje vjerojatnost izgaranja grijača, što je prilično čest problem za tradicionalne kotlove s grijaćim elementima. Unatoč vibracijama, kotao radi izuzetno tiho, nije potrebna dodatna zvučna izolacija na mjestu ugradnje uređaja.

Indukcijski kotlovi su također dobri jer gotovo nikada ne propuštaju, samo ako se pravilno izvrši instalacija sistema. Nedostatak curenja je posljedica beskontaktne metode prijenosa toplinske energije na grijač. Rashladno sredstvo pomoću gore opisane tehnologije može se zagrijati gotovo do stanja pare.

Ovo obezbeđuje dovoljnu toplotnu konvekciju da stimuliše efikasno kretanje rashladnog sredstva kroz cevi. U većini slučajeva, sistem grijanja neće morati biti opremljen cirkulacijskom pumpom, iako sve ovisi o karakteristikama i rasporedu određenog sustava grijanja.

Ponekad je potrebna cirkulaciona pumpa. Instalacija uređaja je relativno jednostavna. Iako će to zahtijevati određene vještine u ugradnji električnih uređaja i cijevi za grijanje.

Ali ovaj zgodan i pouzdan uređaj ima niz nedostataka, koje također treba uzeti u obzir. Na primjer, kotao zagrijava ne samo rashladnu tekućinu, već i cijeli radni prostor koji ga okružuje. Za takvu jedinicu potrebno je izdvojiti posebnu prostoriju i ukloniti sve strane predmete iz nje. Za osobu, dug boravak u neposrednoj blizini radnog kotla također može biti nesiguran.

Indukcijski grijači zahtijevaju električnu energiju za rad. I kućna i fabrički napravljena oprema priključena je na kućnu AC mrežu.

Uređaju je potrebna električna energija za rad. U područjima gdje nema slobodnog pristupa ovoj dobrobiti civilizacije, indukcijski kotao će biti beskorisni. Da, i tamo gdje ima čestih nestanka struje, pokazat će nisku efikasnost.

Može doći do eksplozije ako se instrumentom ne rukuje pažljivo.

Ako se rashladno sredstvo pregrije, pretvorit će se u paru. Kao rezultat toga, pritisak u sistemu će se dramatično povećati, što cijevi jednostavno ne mogu izdržati, već će puknuti. Stoga, za normalan rad sistema, uređaj bi trebao biti opremljen najmanje manometrom, a još bolje - uređajem za isključivanje u nuždi, termostatom itd.

Sve to može značajno povećati cijenu domaćeg indukcijskog kotla. Iako se smatra da je uređaj praktički nečujan, to nije uvijek slučaj. Neki modeli, iz različitih razloga, i dalje mogu stvarati buku. Za uređaj koji je napravio sam, povećava se vjerojatnost takvog ishoda.

U dizajnu fabričkih i domaćih indukcijskih grijača praktički nema komponenti koje se troše. Traju dugo i rade besprekorno.

Domaći indukcijski kotlovi

Najjednostavnija shema uređaja koji se sastavlja sastoji se od komada plastične cijevi, u čiju se šupljinu polažu razni metalni elementi kako bi se stvorila jezgra. To može biti tanka nehrđajuća žica umotana u kuglice, usitnjena na male komadiće žice - žičana šipka promjera 6-8 mm, ili čak bušilica promjera koji odgovara unutarnjoj veličini cijevi. Izvana su na njega zalijepljeni štapići od stakloplastike, a na njih je u staklenoj izolaciji namotana žica debljine 1,5-1,7 mm. Dužina žice je oko 11 m. Tehnologiju proizvodnje možete proučiti gledanjem videa:

Zatim je testiran domaći indukcijski grijač tako što se napuni vodom i spoji na fabrički napravljenu ORION indukcijsku ploču snage 2 kW umjesto standardne induktore. Rezultati testa su prikazani u sljedećem videu:

Drugi majstori preporučuju uzimanje pretvarača za zavarivanje male snage kao izvora spajanjem terminala sekundarnog namota na terminale zavojnice. Ako pažljivo proučite rad autora, onda se pojavljuju sljedeći zaključci:

• Autor je uradio dobar posao i njegov proizvod, naravno, radi.
• Nisu napravljeni proračuni za debljinu žice, broj i prečnik zavoja zavojnice. Parametri namotaja uzeti su po analogiji s pločom za kuhanje, odnosno indukcijski bojler će se pokazati snagom ne većom od 2 kW.
• U najboljem slučaju, domaća jedinica moći će zagrijati vodu za dva radijatora za grijanje od po 1 kW, što je dovoljno za grijanje jedne prostorije. U najgorem slučaju, grijanje će biti slabo ili će potpuno nestati, jer su ispitivanja obavljena bez protoka rashladne tekućine.

Teško je donijeti preciznije zaključke zbog nedostatka informacija o daljim testovima uređaja. Drugi način za samostalno organiziranje indukcijskog grijanja vode za grijanje prikazan je u sljedećem videu:

Radijator zavaren od nekoliko metalnih cijevi djeluje kao vanjsko jezgro za vrtložne struje koje stvara zavojnica iste indukcijske ploče. Zaključci su sljedeći:

• Toplinska snaga rezultirajućeg grijača ne prelazi električnu snagu ploče.
• Broj i veličina cijevi odabrani su nasumično, ali su osigurali dovoljnu površinu za prijenos topline generirane vrtložnim strujama.
• Ova shema indukcijskog grijača pokazala se uspješnom u konkretnom slučaju kada je stan okružen prostorima drugih grijanih stanova. Osim toga, autor nije prikazao rad instalacije u hladnoj sezoni s fiksiranjem temperature zraka u prostorijama.

Da bismo potvrdili donesene zaključke, predlaže se pogledati video u kojem je autor pokušao koristiti sličan grijač u zasebnoj izoliranoj zgradi:

Princip rada

Indukcijsko grijanje je zagrijavanje materijala električnim strujama koje se induciraju izmjeničnim magnetskim poljem. Dakle, ovo je zagrijavanje proizvoda od provodljivih materijala (provodnika) magnetskim poljem induktora (izvora naizmjeničnog magnetskog polja).

Indukcijsko grijanje se izvodi na sljedeći način. Električno provodljivi (metalni, grafitni) radni komad postavlja se u takozvani induktor, koji je jedan ili više navoja žice (najčešće bakrene). U induktoru se uz pomoć posebnog generatora induciraju moćne struje različitih frekvencija (od desetina Hz do nekoliko MHz), zbog čega oko induktora nastaje elektromagnetno polje. Elektromagnetno polje indukuje vrtložne struje u radnom komadu. Vrtložne struje zagrijavaju radni predmet pod djelovanjem Joule topline.

Sistem induktor-prazni je transformator bez jezgra u kojem je induktor primarni namotaj. Radni komad je, takoreći, sekundarni namotaj, kratko spojen. Magnetski tok između namotaja se zatvara u zraku.

Na visokoj frekvenciji, vrtložne struje se pomiču magnetskim poljem koje ih formiraju u tanke površinske slojeve obratka Δ (efekt kože), zbog čega se njihova gustoća naglo povećava i radni komad se zagrijava. Donji slojevi metala se zagrijavaju zbog toplinske provodljivosti. Nije bitna struja, već velika gustina struje. U sloju kože Δ, gustina struje raste u e puta u odnosu na gustoću struje u radnom komadu, dok se 86,4% topline od ukupnog oslobađanja topline oslobađa u sloju kože. Dubina sloja kože ovisi o frekvenciji zračenja: što je frekvencija viša, to je sloj kože tanji. Takođe zavisi od relativne magnetne permeabilnosti μ materijala radnog komada.

Za gvožđe, kobalt, nikl i magnetne legure na temperaturama ispod  Kirijeve tačke, μ ima vrednost od nekoliko stotina do desetina hiljada. Za ostale materijale (taline, obojeni metali, tečni eutektici niskog taljenja, grafit, električno vodljiva keramika, itd.), μ je približno jednako jedan.

Formula za izračunavanje dubine kože u mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho)(\mu \pi f)))),

gdje ρ - specifični električni otpor materijala obratka na temperaturi obrade, Ohm m, f- frekvencija elektromagnetnog polja koje stvara induktor, Hz.

Na primjer, na frekvenciji od 2 MHz, dubina kože za bakar je oko 0,047 mm, za željezo ≈ 0,0001 mm.

Induktor se veoma zagreva tokom rada, jer apsorbuje sopstveno zračenje. Osim toga, apsorbira toplinsko zračenje iz vrućeg radnog predmeta. Izrađuju induktore od bakarnih cijevi hlađenih vodom. Voda se dovodi usisavanjem - to osigurava sigurnost u slučaju opekotina ili drugog smanjenja tlaka induktora.

Princip rada

Jedinica za topljenje indukcijske peći koristi se za zagrijavanje širokog spektra metala i legura. Klasični dizajn sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Drain pump.
2. Induktor sa vodenim hlađenjem.
3. Okvir od nerđajućeg čelika ili aluminijuma.
4. Kontaktno područje.
5. Ognjište od betona otpornog na toplinu.
6. Nosač sa hidrauličnim cilindrom i sklopom ležaja.

Princip rada se zasniva na stvaranju vrtložni indukovanih Foucaultovih struja. U pravilu, tokom rada kućanskih aparata, takve struje uzrokuju kvarove, ali u ovom slučaju se koriste za zagrijavanje punjenja na potrebnu temperaturu. Gotovo sva elektronika počinje da se zagrijava tokom rada. Ovaj negativni faktor u korištenju električne energije se koristi u potpunosti.

Prednosti uređaja

Indukcijska peć za topljenje koristi se relativno nedavno. Na proizvodnim lokacijama postavljaju se poznate ložišta, visoke peći i druge vrste opreme. Takva peć za topljenje metala ima sljedeće prednosti:

1. Primjena principa indukcije omogućava vam da opremu učinite kompaktnom. Zbog toga nema problema sa njihovim postavljanjem u male prostorije. Primjer su visoke peći, koje se mogu instalirati samo u pripremljenim prostorijama.
2. Rezultati sprovedenih studija pokazuju da je efikasnost skoro 100%.
3. Velika brzina topljenja. Indeks visoke efikasnosti određuje da je potrebno mnogo manje vremena za zagrijavanje metala u odnosu na druge peći.
4. Neke peći tokom topljenja mogu dovesti do promjene u hemijskom sastavu metala. Indukcija zauzima prvo mjesto u pogledu čistoće taline. Generirane Foucaultove struje zagrijavaju radni predmet iznutra, što eliminira mogućnost ulaska u sastav raznih nečistoća.

Posljednja prednost je ta koja određuje širenje indukcijske peći u nakitu, jer čak i mala koncentracija stranih nečistoća može negativno utjecati na rezultat.

Zbog činjenice da je M. Faraday još 1831. godine otkrio fenomen elektromagnetne indukcije, svijet je vidio veliki broj uređaja koji zagrijavaju vodu i druge medije.

Budući da je ovo otkriće ostvareno, ljudi ga svakodnevno koriste u svakodnevnom životu:

• Kuhalo za vodu s diskom za grijanje vode;
• Multicooker pećnica;
• indukcijska ploča za kuhanje;
• Mikrovalne pećnice (štednjak);
• Heater;
• Stub za grijanje.

Takođe, otvor se primenjuje na ekstruder (ne mehanički). Ranije se široko koristio u metalurgiji i drugim industrijama vezanim za obradu metala. Fabrički induktivni kotao radi na principu djelovanja vrtložnih struja na posebnom jezgru smještenom u unutrašnjosti zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površne, pa je za jezgro bolje uzeti šuplju metalnu cijev kroz koju prolazi rashladni element.

Do pojave električnih struja dolazi zbog dovoda naizmjeničnog napona na namotaj, što uzrokuje pojavu naizmjeničnog električnog magnetskog polja, koje mijenja potencijale 50 puta/sek. na standardnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz.

Istovremeno, Ruhmkorff indukcijska zavojnica je dizajnirana na takav način da se može spojiti direktno na AC mrežu. U proizvodnji se za takvo grijanje koriste visokofrekventne električne struje - do 1 MHz, tako da je prilično teško postići rad uređaja na 50 Hz. Debljina žice i broj namotaja koje koristi uređaj izračunavaju se zasebno za svaku jedinicu prema posebnoj metodi za potrebnu toplinsku snagu. Domaća, moćna jedinica mora efikasno funkcionirati, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i ne zagrijavati se.

Organizacije ulažu velika sredstva u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tj:

• Svi zadaci su uspješno riješeni;
• Efikasnost uređaja za grijanje je 98%;
• Funkcionira bez prekida.

Pored najveće efikasnosti, ne može se ne privući brzina kojom se odvija zagrijavanje medija koji prolazi kroz jezgro. Na sl. predlaže se shema rada indukcijskog bojlera stvorenog u postrojenju. Takva shema ima jedinicu marke VIN, koju proizvodi tvornica u Iževsku.

Koliko dugo će jedinica raditi ovisi isključivo o tome koliko je kućište čvrsto i izolacija zavoja žice nije oštećena, a ovo je prilično značajan period, prema proizvođaču - do 30 godina.

Za sve ove prednosti, koje uređaj ima 100%, potrebno je izdvojiti dosta novca, induktor, magnetni bojler je najskuplji od svih vrsta instalacija za grijanje. Stoga mnogi majstori radije sami sastavljaju ultraekonomičnu jedinicu za grijanje.

Pravila za samostalnu proizvodnju opreme

Da bi instalacija za indukcijsko grijanje ispravno radila, struja za takav proizvod mora odgovarati snazi ​​(mora biti najmanje 15 ampera, ako je potrebno, može biti i više).

• Žicu treba rezati na komade ne veće od pet centimetara. Ovo je neophodno za efikasno grijanje u visokofrekventnom polju.
• Tijelo ne smije biti manjeg prečnika od pripremljene žice i imati debele zidove.
• Za pričvršćivanje na mrežu grijanja, poseban adapter je pričvršćen na jednu stranu konstrukcije.
• Na dnu cijevi treba postaviti mrežu kako bi se spriječilo ispadanje žice.
• Potonji je potreban u tolikoj količini da ispunjava cijeli unutrašnji prostor.
• Dizajn je zatvoren, postavljen je adapter.
• Zatim se od ove cijevi konstruira zavojnica. Da biste to učinili, omotajte ga već pripremljenom žicom. Mora se poštovati broj okreta: minimalno 80, maksimalno 90.
• Nakon spajanja na sistem grijanja, voda se ulijeva u aparat. Zavojnica je spojena na pripremljeni inverter.
• Ugrađena je pumpa za vodu.
• Instaliran je regulator temperature.

Dakle, proračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: dužini, promjeru, temperaturi i vremenu obrade

Obratite pažnju na induktivnost guma koje vode do induktora, koja može biti mnogo veća od same induktora.

Visoko precizno indukcijsko grijanje

Takvo grijanje ima najjednostavniji princip, jer je beskontaktno. Visokofrekventno impulsno grijanje omogućava postizanje najviših temperaturnih uslova, pri kojima je moguće obraditi najteže metale u topljenju. Za izvođenje indukcijskog grijanja potrebno je stvoriti potreban napon od 12V (volti) i frekvenciju induktivnosti u elektromagnetnim poljima.

To se može učiniti u posebnom uređaju - induktoru. Napaja se električnom energijom iz industrijskog izvora napajanja na 50 Hz.

Za to je moguće koristiti pojedinačna napajanja - pretvarače / generatore. Najjednostavniji uređaj za niskofrekventni uređaj je spirala (izolovani provodnik), koja se može postaviti u unutrašnjost metalne cijevi ili namotati oko nje. Tekuće struje zagrijavaju cijev, koja u budućnosti daje toplinu dnevnoj sobi.

Upotreba indukcijskog grijanja na minimalnim frekvencijama nije česta pojava. Najčešća obrada metala višom ili srednjom frekvencijom. Takvi uređaji odlikuju se činjenicom da magnetni val ide na površinu, gdje se raspada. Energija se pretvara u toplinu. Da bi efekat bio bolji, obe komponente moraju imati sličan oblik. Gdje se primjenjuje toplina?

Danas je široko rasprostranjena upotreba visokofrekventnog grijanja:

• Za topljenje metala i njihovo lemljenje beskontaktnom metodom;
• Inženjerska industrija;
• Posao s nakitom;
• Izrada malih elemenata (daščica) koji se mogu oštetiti upotrebom drugih tehnika;
• Kaljenje površina dijelova, različitih konfiguracija;
• Toplinska obrada dijelova;
• Medicinska praksa (dezinfekcija uređaja/instrumenata).

Grijanje može riješiti mnoge probleme.

Šta je indukcijsko grijanje

Kako radi indukcijski bojler.

Indukcijski uređaj radi na energiji koju stvara elektromagnetno polje. Apsorbuje ga nosač toplote, a zatim ga daje u prostorije:

1. Induktor stvara elektromagnetno polje u takvom bojleru. Ovo je višenavojna cilindrična žičana zavojnica.
2. Prolazeći kroz njega, naizmjenična električna struja oko zavojnice stvara magnetsko polje.
3. Njegove linije su postavljene okomito na vektor elektromagnetnog fluksa. Kada se pomjere, ponovo stvaraju zatvoreni krug.
4. Vrtložne struje koje stvara naizmjenična struja pretvaraju energiju električne energije u toplinu.

Toplotna energija pri indukcijskom grijanju troši se štedljivo i malom brzinom zagrijavanja. Zahvaljujući tome, indukcioni uređaj dovodi vodu za sistem grijanja do visoke temperature u kratkom vremenskom periodu.

Karakteristike uređaja

Električna struja je spojena na primarni namotaj.

Indukcijsko grijanje se izvodi pomoću transformatora. Sastoji se od para namotaja:

• eksterni (primarni);
• interni kratki spoj (sekundarni).

Vrtložne struje se javljaju u dubokom dijelu transformatora. Oni preusmjeravaju nastajuće elektromagnetno polje u sekundarni krug. On istovremeno obavlja funkciju tijela i djeluje kao grijač vode.

Sa povećanjem gustine vrtložnih strujanja usmjerenih na jezgro, ono prvo zagrijava sebe, a zatim cijeli termalni element.

Za dovod hladne vode i uklanjanje pripremljenog rashladnog sredstva u sistem grijanja, indukcijski grijač je opremljen parom cijevi:

1. Donji je instaliran na ulazu u vodovod.
2. Gornja grana - do dovodnog dijela sistema grijanja.

Od kojih elemenata se sastoji uređaj i kako radi

Indukcijski bojler sastoji se od sljedećih strukturnih elemenata:

Fotografija	Strukturni čvor
	Induktor. Sastoji se od mnogo namotaja bakrene žice. Oni stvaraju elektromagnetno polje.
	Grejni element. Ovo je cijev napravljena od metalnih ili čeličnih žica postavljenih unutar induktora.
	Generator. Pretvara električnu energiju iz domaćinstva u električnu struju visoke frekvencije. Ulogu generatora može igrati inverter iz aparata za zavarivanje.

Shema rada sustava grijanja s indukcijskim bojlerom.

Kada su sve komponente uređaja u interakciji, toplinska energija se stvara i prenosi u vodu. Shema rada jedinice je sljedeća:

1. Generator proizvodi električnu struju visoke frekvencije. Zatim ga prenosi na indukcijsku zavojnicu.
2. Ona, nakon što je opazila struju, pretvara je u električno magnetsko polje.
3. Grijač, smješten unutar zavojnice, zagrijava se djelovanjem vrtložnih tokova koji nastaju zbog promjene vektora magnetskog polja.
4. Voda koja cirkulira unutar elementa se zagrijava. Zatim ulazi u sistem grijanja.

Prednosti i nedostaci metode indukcijskog grijanja

Jedinica je kompaktna i zauzima malo prostora.

Indukcijski grijači su obdareni takvim prednostima:

• visok nivo efikasnosti;
• ne trebaju često održavanje;
• zauzimaju malo slobodnog prostora;
• zbog vibracija magnetskog polja kamenac se ne taloži unutar njih;
• uređaji su tihi;
• sigurni su;
• zbog nepropusnosti kućišta nema curenja;
• rad grijača je potpuno automatiziran;
• jedinica je ekološki prihvatljiva, ne emituje čađ, čađ, ugljični monoksid itd.

Na fotografiji - fabrički indukcijski bojler za grijanje vode.

Glavni nedostatak uređaja je visoka cijena njegovih fabričkih modela..

Međutim, ovaj nedostatak se može izravnati ako sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama. Jedinica je montirana od lako dostupnih elemenata, njihova cijena je niska.

Prednosti korištenja svih vrsta indukcijskih grijača

Indukcijski grijač ima nesumnjive prednosti i vodeći je među svim vrstama uređaja. Ova prednost se sastoji od sljedećeg:

• Troši manje električne energije i ne zagađuje okolinu.
• Jednostavan za rukovanje, pruža visok kvalitet rada i omogućava vam kontrolu procesa.
• Zagrijavanje kroz zidove komore daje posebnu čistoću i mogućnost dobijanja ultra čistih legura, dok se topljenje može vršiti u različitim atmosferama, uključujući inertne plinove i u vakuumu.
• Uz njegovu pomoć moguće je ravnomjerno zagrijavanje detalja bilo kojeg oblika ili selektivno zagrijavanje.
• Konačno, indukcijski grijači su univerzalni, što im omogućava da se koriste posvuda, zamjenjujući zastarjele instalacije koje troše energiju i neefikasne.

Kada pravite indukcijski grijač vlastitim rukama, morate brinuti o sigurnosti uređaja. Da biste to učinili, potrebno je voditi se sljedećim pravilima koja povećavaju nivo pouzdanosti cjelokupnog sistema:

1. Sigurnosni ventil bi trebao biti umetnut u gornju trojnicu kako bi se smanjio višak pritiska. U suprotnom, ako cirkulacijska pumpa pokvari, jezgro će jednostavno puknuti pod utjecajem pare. U pravilu, shema jednostavnog indukcijskog grijača predviđa takve trenutke.
2. Pretvarač je povezan na mrežu samo preko RCD-a. Ovaj uređaj radi u kritičnim situacijama i pomoći će u izbjegavanju kratkog spoja.
3. Inverter za zavarivanje mora biti uzemljen tako što se kabel vodi do posebnog metalnog kruga montiranog u zemlji iza zidova konstrukcije.
4. Tijelo indukcijskog grijača mora biti postavljeno na visini od 80 cm iznad poda. Štoviše, udaljenost do stropa treba biti najmanje 70 cm, a do ostalih komada namještaja - više od 30 cm.
5. Indukcijski grijač je izvor jakog elektromagnetnog polja, pa ovu instalaciju treba držati dalje od stambenih prostorija i ograđenih prostorija sa kućnim ljubimcima.

Dijagram indukcijskog grijača

Zahvaljujući otkriću M. Faradayja 1831. godine fenomena elektromagnetne indukcije, u našem modernom životu pojavile su se mnoge naprave koje zagrijavaju vodu i druge medije. Svakodnevno koristimo kuhalo za vodu sa grijačem na disku, multivarku, indukcijsku ploču, jer smo tek u naše vrijeme uspjeli ovo otkriće realizirati za svakodnevni život. Ranije se koristio u metalurškoj i drugim granama metaloprerađivačke industrije.

Fabrički indukcijski kotao u svom radu koristi princip djelovanja vrtložnih struja na metalno jezgro smješteno unutar zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površinske prirode, pa je logično koristiti šuplju metalnu cijev kao jezgro kroz koju teče zagrijana rashladna tekućina.

Princip rada indukcijskog grijača

Pojava struja uzrokovana je napajanjem namotaja naizmjeničnim električnim naponom, što uzrokuje pojavu naizmjeničnog elektromagnetnog polja koje mijenja potencijale 50 puta u sekundi pri normalnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz. Istovremeno, indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti direktno na AC mrežu. U industriji se za takvo grijanje koriste struje visoke frekvencije - do 1 MHz, tako da nije lako postići rad uređaja na frekvenciji od 50 Hz.

Debljina bakrene žice i broj zavoja koje koriste indukcijski bojleri izračunavaju se posebno za svaku jedinicu posebnom metodom za potrebnu toplinsku snagu. Proizvod mora djelovati efikasno, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i istovremeno se ne pregrijati. Preduzeća ulažu mnogo novca u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tako da su svi zadaci uspješno riješeni, a pokazatelj efikasnosti grijača je 98%.

Pored visoke efikasnosti, posebno je atraktivna i brzina kojom se medij koji teče kroz jezgro zagrijava. Na slici je prikazan dijagram rada indukcijskog grijača izrađenog u tvornici. Takva shema se koristi u jedinicama poznatog zaštitnog znaka "VIN", koje proizvodi tvornica u Iževsku.

Dijagram rada grijača

Trajnost generatora topline ovisi samo o nepropusnosti kućišta i integritetu izolacije zavoja žice, a to se ispostavlja kao prilično dug period, izjavljuju proizvođači - do 30 godina. Za sve ove prednosti koje ovi uređaji zapravo poseduju, morate platiti dosta novca, indukcijski bojler je najskuplji od svih vrsta grejnih električnih instalacija. Iz tog razloga neki su se majstori zauzeli za proizvodnju uređaja domaće izrade kako bi ga koristili u grijanju kuće.

DIY proizvodni proces

Sljedeći alati bit će korisni za rad:

• inverter za zavarivanje;
• struja za zavarivanje snage 15 ampera.

Trebat će vam i bakarna žica, koja je namotana oko tijela jezgre. Uređaj će djelovati kao induktor. Žičani kontakti su spojeni na terminale pretvarača tako da se ne stvaraju uvijanja. Komad materijala potreban za sastavljanje jezgra mora biti odgovarajuće dužine. U prosjeku, broj zavoja je 50, promjer žice je 3 milimetra.

Bakarna žica različitih prečnika za namotavanje

Sada idemo na srž. U njegovoj ulozi bit će polimerna cijev od polietilena. Ova vrsta plastike može izdržati prilično visoke temperature. Prečnik jezgre - 50 milimetara, debljina zida - najmanje 3 mm. Ovaj dio se koristi kao mjerač na koji je namotana bakarna žica, formirajući induktor. Gotovo svako može sastaviti najjednostavniji indukcijski bojler.

Na videu ćete vidjeti način - kako samostalno organizirati indukcijsko grijanje vode za grijanje:

Prva opcija

Žica je izrezana na segmente od 50 mm, njome se napuni plastična cijev. Kako biste spriječili da izlije iz cijevi, začepite krajeve žičanom mrežom. Na krajevima se postavljaju adapteri iz cijevi, na mjesto gdje je grijač priključen.

Namotaj je namotan na tijelo potonjeg bakrenom žicom. Za tu svrhu potrebno vam je oko 17 metara žice: potrebno je napraviti 90 zavoja, promjer cijevi je 60 milimetara. 3,14×60×90=17 m.

Važno je znati! Prilikom provjere rada uređaja uvjerite se da u njemu ima vode (rashladne tekućine). U suprotnom će se tijelo uređaja brzo istopiti.
. Cijev se zabija u cjevovod

Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Cijev se zabija u cjevovod. Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Druga opcija

Ova opcija je mnogo lakša. Na okomitom dijelu cijevi odabire se ravan dio veličine metra. Treba ga pažljivo očistiti od boje pomoću brusnog papira. Nadalje, ovaj dio cijevi je prekriven sa tri sloja električne tkanine. Indukcijska zavojnica je namotana bakrenom žicom. Ceo sistem priključka je dobro izolovan. Sada možete spojiti inverter za zavarivanje i proces montaže je završen.

Indukcijska zavojnica omotana bakrenom žicom

Prije nego što počnete izrađivati ​​bojler vlastitim rukama, preporučljivo je upoznati se s karakteristikama tvorničkih proizvoda i proučiti njihove crteže. To će vam pomoći da shvatite početne podatke domaće opreme i izbjegnete moguće greške.

Treća opcija

Da biste grijač napravili na ovaj složeniji način, morate koristiti zavarivanje. Za rad vam je i dalje potreban trofazni transformator. Dvije cijevi moraju biti zavarene jedna u drugu, koje će služiti kao grijač i jezgro. Namotaj je namotan na tijelo induktora. Ovo povećava performanse uređaja, koji ima kompaktnu veličinu, što je vrlo zgodno za upotrebu kod kuće.

Namotaj na tijelu induktora

Za vodoopskrbu i odvodnju, 2 grane cijevi su zavarene u tijelo induktora. Kako ne bi gubili toplinu i spriječili moguće curenje struje, potrebno je napraviti izolaciju. Otklonit će gore opisane probleme i potpuno eliminirati pojavu buke tokom rada kotla.

Ovisno o karakteristikama dizajna, razlikuju se podne i stolne indukcijske peći. Bez obzira koja je opcija odabrana, postoji nekoliko osnovnih pravila za instalaciju:

1. Kada je oprema u radu, električna mreža je podvrgnuta velikom opterećenju. Kako bi se isključila mogućnost kratkog spoja zbog trošenja izolacije, prilikom ugradnje mora se izvršiti kvalitetno uzemljenje.
2. Dizajn ima krug vodenog hlađenja, koji eliminira mogućnost pregrijavanja glavnih elemenata. Zato je potrebno osigurati pouzdan porast vode.
3. Ako se ugrađuje stolna pećnica, onda treba obratiti pažnju na stabilnost baze koja se koristi.
4. Peć za topljenje metala je složen električni uređaj, čija instalacija mora slijediti sve preporuke proizvođača. Posebna pažnja posvećena je parametrima izvora napajanja, koji moraju odgovarati modelu uređaja.
5. Ne zaboravite da oko pećnice treba biti dosta slobodnog prostora. Tokom rada, čak i mala talina u smislu zapremine i mase može slučajno prskati iz kalupa. Na temperaturama iznad 1000 stepeni Celzijusa nanijet će nepopravljivu štetu raznim materijalima, a može izazvati i požar.

Uređaj se može jako zagrijati tokom rada. Zato u blizini ne bi trebalo biti zapaljivih ili eksplozivnih materija. Osim toga, prema propisima o zaštiti od požara, u blizini bi trebalo biti postavljen protivpožarni štit.

Sigurnosni propisi

za sisteme grijanja koji koriste indukcijsko grijanje važno je pridržavati se nekoliko pravila kako biste izbjegli curenje, gubitak efikasnosti, potrošnju energije, nezgode. . Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara pumpe.


Da biste spriječili kvarove u radu električne mreže, preporuča se da se kotao uradi sam s indukcijskim grijanjem prema predloženim shemama priključi na zasebnu dovodnu liniju, čiji će poprečni presjek kabela biti najmanje 5 mm2.

Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

1. Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara pumpe.
2. Manometar i RCD potrebni su za siguran rad sistema grijanja koji radi sam.
3. Prisutnost uzemljenja i električne izolacije cijelog sistema indukcijskog grijanja spriječit će strujni udar.
4. Kako bi se izbjeglo štetno djelovanje elektromagnetnog polja na ljudsko tijelo, bolje je takve sisteme iznijeti izvan stambenog prostora, gdje se treba pridržavati pravila ugradnje, prema kojima uređaj za indukcijsko grijanje treba postaviti na udaljenosti od 80°. cm od horizontalnih (pod i plafon) i 30 cm od vertikalnih površina.
5. Pre nego što uključite sistem, obavezno proverite prisustvo rashladne tečnosti.
6. Da biste spriječili kvarove u električnoj mreži, preporuča se spojiti indukcijski kotao za grijanje "uradi sam" prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2. Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

Kreiranje sofisticiranih uređaja

Teže je napraviti HDTV instalaciju grijanja vlastitim rukama, ali je podložna radio-amaterima, jer će vam za prikupljanje trebati multivibratorski krug. Princip rada je sličan - vrtložne struje koje nastaju interakcijom metalnog punila u središtu zavojnice i vlastitog jako magnetskog polja zagrijavaju površinu.

Projektovanje HDTV instalacija

Budući da čak i male zavojnice proizvode struju od oko 100 A, rezonantni kapacitet će morati biti povezan s njima kako bi se uravnotežio indukcijski potisak. Postoje 2 vrste radnih krugova za grijanje HDTV-a na 12 V:

• priključen na strujnu mrežu.

• ciljani električni;
• priključen na strujnu mrežu.

U prvom slučaju, mini HDTV instalacija se može sastaviti za sat vremena. Čak i u nedostatku mreže od 220 V, takav generator možete koristiti bilo gdje, ali ako imate automobilske baterije kao izvore napajanja. Naravno, nije dovoljno moćan da topi metal, ali je u stanju da se zagreje do visokih temperatura potrebnih za fini rad, kao što je zagrevanje noževa i odvijača do plave boje. Da biste ga kreirali, morate kupiti:

• tranzistori sa efektom polja BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• akumulator automobila od 70 A/h;
• visokonaponski kondenzatori.

Struja napajanja od 11 A smanjuje se na 6 A tokom procesa grijanja zbog otpornosti metala, ali ostaje potreba za debelim žicama koje mogu izdržati struju od 11-12 A kako bi se izbjeglo pregrijavanje.

Drugi krug za instalaciju indukcijskog grijanja u plastičnom kućištu je složeniji, baziran na drajveru IR2153, ali je zgodnije izgraditi 100k rezonanciju preko regulatora pomoću njega. Potrebno je kontrolisati strujni krug preko mrežnog adaptera napona od 12 V ili više. Napojna jedinica se može spojiti direktno na glavnu mrežu od 220 V pomoću diodnog mosta. Rezonantna frekvencija je 30 kHz. Sljedeće stavke će biti potrebne:

• feritno jezgro 10 mm i prigušnica 20 zavoja;
• bakarna cijev kao HDTV zavojnica od 25 zavoja po trnu 5–8 cm;
• kondenzatori 250 V.

Vrtložni grijači

Snažnija instalacija, sposobna zagrijati vijke do žute boje, može se sastaviti prema jednostavnoj shemi. Ali tokom rada, proizvodnja topline će biti prilično velika, pa se preporučuje ugradnja radijatora na tranzistore. Trebat će vam i prigušnica koju možete posuditi iz napajanja bilo kojeg računara i sljedeći pomoćni materijal:

• čelična feromagnetna žica;
• bakrena žica 1,5 mm;
• tranzistori sa efektom polja i diode za reverzni napon od 500 V;
• zener diode snage 2-3 W s proračunom od 15 V;
• jednostavni otpornici.

Ovisno o željenom rezultatu, namotavanje žice na bakrenoj bazi je od 10 do 30 zavoja. Zatim slijedi montaža kruga i priprema osnovnog namotaja grijača od oko 7 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Spaja se na strujni krug, a zatim na struju.

Majstori upoznati sa zavarivanjem i upravljanjem trofaznog transformatora mogu dodatno povećati efikasnost uređaja uz smanjenje težine i veličine. Da biste to učinili, potrebno je zavariti osnove dvije cijevi, koje će služiti i kao jezgro i kao grijač, i zavariti dvije cijevi u tijelo nakon namotavanja za dovod i uklanjanje rashladne tekućine.

Prednosti i nedostaci

Nakon što smo se pozabavili principom rada indukcijskog grijača, možete razmotriti njegove pozitivne i negativne strane. S obzirom na veliku popularnost ove vrste generatora topline, može se pretpostaviti da ima mnogo više prednosti nego nedostataka. Među najznačajnijim prednostima su:

• Jednostavnost dizajna.
• Visoka stopa efikasnosti.
• Dug radni vek.
• Mali rizik od oštećenja uređaja.
• Značajne uštede energije.

Budući da je pokazatelj performansi indukcijskog kotla u širokom rasponu, moguće je bez problema odabrati jedinicu za određeni sistem grijanja zgrade. Ovi uređaji mogu brzo zagrijati rashladnu tekućinu do unaprijed određene temperature, što ih je učinilo dostojnom konkurencijom tradicionalnim kotlovima.

Tokom rada indukcijskog grijača uočava se lagana vibracija, zbog čega se kamenac otresa s cijevi. Kao rezultat toga, jedinica se može čistiti rjeđe. Budući da je rashladna tekućina u stalnom kontaktu s grijaćim elementom, rizici od njegovog kvara su relativno mali.

Dio 1. DIY INDUKCIJSKI KOTAO - lako je. Dodatak za indukcijsku ploču.

Ako prilikom ugradnje indukcijskog kotla nije bilo grešaka, curenje je praktički isključeno. To je zbog beskontaktnog prijenosa toplinske energije na grijač. Korištenje tehnologije indukcijskog grijanja vode omogućava vam da ga dovedete skoro u gasovito stanje. Time se postiže efikasno kretanje vode kroz cijevi, au nekim situacijama čak je moguće i odustati od upotrebe cirkulacijskih pumpnih jedinica.

Nažalost, idealni uređaji danas ne postoje. Uz veliki broj prednosti, indukcijski grijači imaju i niz nedostataka. S obzirom da je jedinica za rad potrebna električna energija, neće moći raditi s maksimalnom efikasnošću u regijama s čestim nestancima struje. Kada se rashladna tečnost pregrije, pritisak u sistemu naglo raste i cijevi se mogu slomiti. Da bi se to izbjeglo, indukcijski grijač mora biti opremljen uređajem za isključivanje u nuždi.

DIY indukcijski grijač

Princip rada indukcijskog grijanja

U radu indukcijskog grijača koristi se energija elektromagnetnog polja koju zagrijani predmet apsorbira i pretvara u toplinu. Za generiranje magnetskog polja koristi se induktor, odnosno cilindrični kalem s više okreta. Prolazeći kroz ovaj induktor, naizmjenična električna struja stvara naizmjenično magnetsko polje oko zavojnice.

Domaći inverterski grijač omogućava vam brzo zagrijavanje i do vrlo visokih temperatura. Uz pomoć takvih uređaja ne možete samo zagrijati vodu, već čak i topiti razne metale.

Ako se zagrijani predmet stavi unutar ili blizu induktora, on će biti probijen fluksom vektora magnetske indukcije, koji se stalno mijenja u vremenu. U tom slučaju nastaje električno polje čije se linije nalaze okomito na smjer magnetskog toka i kreću se u začaranom krugu. Zahvaljujući ovim vrtložnim tokovima, električna energija se pretvara u toplotnu i predmet se zagrijava.

Dakle, električna energija induktora se prenosi na objekat bez upotrebe kontakata, kao što se dešava u otpornim pećima. Kao rezultat, toplinska energija se troši efikasnije, a brzina grijanja značajno se povećava. Ovaj princip ima široku primenu u oblasti obrade metala: njegovo topljenje, kovanje, lemljenje itd. Sa ništa manje uspehom, za zagrevanje vode može se koristiti vorteksni indukcijski grejač.

Indukcijski grijači visoke frekvencije

Najširi raspon primjene je za visokofrekventne indukcijske grijače. Grijače karakterizira visoka frekvencija od 30-100 kHz i širok raspon snage od 15-160 kW. Visokofrekventni tip pruža malu dubinu zagrijavanja, ali to je dovoljno za poboljšanje kemijskih svojstava metala.

Visokofrekventni indukcijski grijači su jednostavni za rukovanje i ekonomični, a njihova učinkovitost može doseći 95%. Svi tipovi rade kontinuirano dugo vremena, a dvoblok verzija (kada je visokofrekventni transformator smješten u poseban blok) omogućava rad 24 sata dnevno. Grijač ima 28 vrsta zaštite, od kojih je svaka odgovorna za svoju funkciju. Primer: kontrola pritiska vode u sistemu za hlađenje.

• Indukcijski grijač 60 kW Perm
• Indukcijski grijač 65 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 60 kW Krasnojarsk
• Indukcijski grijač 60 kW Kaluga
• Indukcijski grijač 100 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 120 kW Jekaterinburg
• Indukcijski grijač 160 kW Samara

primjena:

• površinski kaljeni zupčanik
• stvrdnjavanje osovine
• otvrdnjavanje kranskih točkova
• zagrijavanje dijelova prije savijanja
• lemljenje rezača, glodala, burgija
• zagrijavanje radnog predmeta tokom vrućeg štancanja
• bolt landing
• zavarivanje i navarivanje metala
• restauracija detalja.

Topljenje metala indukcijom ima široku primenu u raznim industrijama: metalurgiji, mašinstvu, nakitu. Jednostavna indukcijska peć za topljenje metala kod kuće može se sastaviti vlastitim rukama.

princip rada
Zagrijavanje i topljenje metala u indukcijskim pećima nastaje zbog unutrašnjeg zagrijavanja i promjena u kristalnoj rešetki metala kada kroz nju prolaze visokofrekventne vrtložne struje. Ovaj proces se zasniva na fenomenu rezonancije, u kojoj vrtložne struje imaju maksimalnu vrijednost. Da bi se izazvalo strujanje vrtložnih struja kroz rastopljeni metal, on se postavlja u zonu djelovanja elektromagnetnog polja induktora - zavojnice. Može biti u obliku spirale, osmice ili trolista. Oblik induktora ovisi o veličini i obliku zagrijanog obratka.
Zavojnica induktora je povezana na izvor izmjenične struje. U industrijskim pećima za topljenje koriste se struje industrijske frekvencije od 50 Hz, a za topljenje malih količina metala u nakitu koriste se visokofrekventni generatori, jer su efikasniji.

vrste
Vrtložne struje su zatvorene duž kola ograničenog magnetnim poljem induktora. Zbog toga je moguće zagrijavanje provodnih elemenata kako unutar zavojnice tako i sa njene vanjske strane. Dakle, indukcijske peći su dvije vrste:
kanal, u kojem su kanali koji se nalaze oko induktora posuda za topljenje metala, a jezgro se nalazi unutar njega;
lonac, oni koriste poseban spremnik - lončić od materijala otpornog na toplinu, koji se obično može ukloniti.

Kanalska peć je prevelika i dizajnirana za industrijske količine topljenja metala. Koristi se za topljenje livenog gvožđa, aluminijuma i drugih obojenih metala. Peć sa loncem je prilično kompaktna, koriste je zlatari, radio-amateri, takva peć se može sastaviti ručno i koristiti kod kuće.

uređaj
Domaća peć za topljenje metala ima prilično jednostavan dizajn i sastoji se od tri glavna bloka smještena u zajedničkom kućištu:
visokofrekventni alternator;
induktor - spiralni namotaj od bakarne žice ili cijevi, izrađen ručno;
crucible.

Lončić je postavljen u induktor, krajevi namota su spojeni na izvor struje. Kada struja teče kroz namotaj, oko njega nastaje elektromagnetno polje s promjenjivim vektorom. U magnetskom polju nastaju vrtložne struje koje su usmjerene okomito na njegov vektor i prolaze duž zatvorene petlje unutar namota. Oni prolaze kroz metal postavljen u lončić, dok ga zagrijavaju do tačke topljenja.

Indukcijska peć i njena prednosti:

Brzo i ravnomerno zagrevanje metala odmah nakon uključivanja uređaja;
usmjerenost grijanja - grije se samo metal, a ne cijela instalacija;
visoka stopa topljenja i homogenost taline;
nema isparavanja legirajućih komponenti metala;
instalacija je ekološki prihvatljiva i sigurna.

Inverter za zavarivanje može se koristiti kao generator indukcijske peći za topljenje metala. Također možete vlastitim rukama sastaviti generator prema dijagramima u nastavku.

Peć za topljenje metala na inverteru za zavarivanje
Ovaj dizajn je jednostavan i siguran jer su svi pretvarači opremljeni internom zaštitom od preopterećenja. Cijela montaža peći u ovom slučaju svodi se na izradu induktora vlastitim rukama. Obično se izvodi u obliku spirale od bakrene cijevi tankog zida promjera 8-10 mm. Savija se prema predlošku željenog promjera, postavljajući zavoje na udaljenosti od 5-8 mm. Broj zavoja je od 7 do 12, ovisno o promjeru i karakteristikama pretvarača. Ukupni otpor induktora mora biti takav da ne izazove prekomjernu struju u pretvaraču, inače će se isključiti unutarnjom zaštitom. Induktor se može montirati u kućište od grafita ili tekstolita, a unutra se može ugraditi lončić. Možete jednostavno staviti induktor na površinu otpornu na toplinu. Kućište ne smije provoditi struju, inače će kroz njega proći kratki spojevi vrtložnih struja, a snaga instalacije će se smanjiti. Iz istog razloga se ne preporučuje postavljanje stranih predmeta u zonu topljenja. Prilikom rada sa pretvarača za zavarivanje, njegovo kućište mora biti uzemljeno! Utičnica i ožičenje moraju biti ocijenjeni za struju koju povlači pretvarač.

Tranzistorska indukcijska peć: strujni krug

Postoji mnogo različitih načina da sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama.
Da biste montirali instalaciju vlastitim rukama, trebat će vam sljedeći dijelovi i materijali:
dva tranzistora sa efektom polja tipa IRFZ44V;
dvije diode UF4007 (možete koristiti i UF4001)
otpornik 470 Ohm, 1 W (možete uzeti dva serijski spojena po 0,5 W)
filmski kondenzatori za 250 V: 3 komada kapaciteta 1 mikrofarada; 4 komada - 220 nF; 1 komad - 470 nF; 1 komad - 330 nF;
bakrene žice za namotaje u emajl izolaciji Ø1,2 mm;
bakrene žice za namotaje u emajl izolaciji Ø2 mm;
dva prstena od prigušnica uzetih iz kompjuterskog napajanja.

* Tranzistori sa efektom polja su postavljeni na radijatore. S obzirom da se krug jako zagrije tokom rada, rashladni elementi moraju biti dovoljno veliki. Možete ih ugraditi i na jedan radijator, ali tada trebate izolirati tranzistore od metala pomoću brtvi i podložaka od gume i plastike.
* Potrebno je napraviti dva čoka. Za njihovu proizvodnju potrebna je bakrena žica promjera 1,2 mm, namotana je na prstenove preuzete iz napajanja bilo kojeg računala. Ovi prstenovi su napravljeni od feromagnetnog gvožđa u prahu. Treba ih namotati od 7 do 15 zavoja žice, pokušavajući održati udaljenost između zavoja.
* Skupite gore navedene kondenzatore u bateriju ukupnog kapaciteta 4,7 mikrofarada. Kondenzatori su povezani paralelno.
* Izvršite namotavanje induktora od bakarne žice prečnika 2 mm. 7-8 zavoja namotaja se namotaju na cilindrični predmet prikladan za prečnik lončića, ostavljajući dovoljno duge krajeve da se spoje na kolo.
* Povežite elemente na ploči prema dijagramu. Kao izvor napajanja koristi se baterija od 12 V, 7,2 A / h. Struja u načinu rada je oko 10 A, kapacitet baterije u ovom slučaju je dovoljan za oko 40 minuta. Ako je potrebno, tijelo peći je izrađeno od materijala otpornog na toplinu, na primjer, tekstolita. Snaga uređaja može se promijeniti promjenom broja zavoja namota induktora i njihovog promjera.

Tokom dužeg rada, grijaći elementi se mogu pregrijati! Možete koristiti ventilator da ih ohladite.

Indukcijska pećnica sa lampom

Snažnija indukcijska peć za topljenje metala može se sastaviti ručno na vakuum cijevi. Za generiranje visokofrekventne struje koriste se 4 paralelno spojene žarulje. Kao induktor koristi se bakrena cijev promjera 10 mm. Jedinica je opremljena trimer kondenzatorom za kontrolu snage. Čini se da je frekvencija 27,12 MHz.

Za izradu dijagrama potrebno vam je:
4 vakuumske cijevi - tetrode, možete koristiti 6L6, 6P3 ili G807;
4 prigušnice za 100 ... 1000 μH;
4 kondenzatora na 0,01 uF;
neonska indikatorska lampa;
tuning kondenzator.

Sastavljanje uređaja vlastitim rukama:
1. Induktor je napravljen od bakrene cijevi, savijajući je u obliku spirale. Promjer zavoja je 8-15 cm, razmak između zavoja je najmanje 5 mm. Krajevi su zbrkani. Prečnik induktora mora biti 10 mm veći od prečnika lončića postavljenog unutra.
2. Postavite induktor u kućište. Može biti izrađen od neprovodnog materijala otpornog na toplinu ili od metala, koji pruža toplinsku i električnu izolaciju od elemenata kola.
3. Prikupite kaskade lampi prema šemi sa kondenzatorima i prigušnicama. Kaskade su povezane paralelno.
4. Spojite neonsku indikatorsku lampu - ona će signalizirati da je kolo spremno za rad. Lampa se dovodi do instalacijskog kućišta.
5. Kondenzator za podešavanje promjenljive kapacitivnosti je uključen u krug, njegova ručka je također prikazana na kućištu.

Indukcijska peć - hlađenje kruga

Industrijske topionice opremljene su sistemom za hlađenje prinudnom vodom ili antifrizom. Vodeno hlađenje kod kuće zahtijevat će dodatne troškove usporedive po cijeni s troškovima samog postrojenja za topljenje metala. Zračno hlađenje pomoću ventilatora je moguće pod uslovom da je ventilator dovoljno udaljen. Inače će metalni namotaj i drugi elementi ventilatora poslužiti kao dodatni krug za zatvaranje vrtložnih struja, što će smanjiti efikasnost instalacije. Elementi elektronskih kola i krugova lampe također se mogu aktivno zagrijavati. Za njihovo hlađenje predviđeni su radijatori koji odvode toplotu.

Mjere zaštite na radu
Glavna opasnost pri radu s domaćom instalacijom je opasnost od opekotina od grijaćih elemenata instalacije i rastopljenog metala.
Krug lampe uključuje elemente s visokim naponom, tako da se mora staviti u zatvoreno kućište, eliminirajući slučajni kontakt s elementima.
Elektromagnetno polje može uticati na objekte izvan kućišta instrumenta. Stoga je prije rada bolje obući odjeću bez metalnih elemenata, ukloniti složene uređaje iz područja pokrivenosti: telefone, digitalne fotoaparate.

Indukcijska peć za topljenje metala kod kuće može se koristiti i za brzo zagrijavanje metalnih elemenata, na primjer, kada su kalajisani ili oblikovani. Karakteristike predstavljenih jedinica mogu se prilagoditi specifičnom zadatku promjenom parametara induktora i izlaznog signala generatorskih setova - na taj način možete postići njihovu maksimalnu efikasnost.

Indukcijski grijači se mogu podijeliti na industrijske i kućne. Jedan od glavnih načina stvaranja topline za topljenje metala u metalurškoj industriji su indukcijske peći. Uređaji koji rade na principu indukcije su složena električna oprema i prodaju se u širokom rasponu.

Tehnologija indukcije je osnova takvih uređaja iz našeg svakodnevnog života kao što su mikrotalasne pećnice, električne pećnice, indukcijske štednjake, bojleri za toplu vodu, pećnice sistema grijanja. Štednjaci s indukcijskim principom rada su praktični, praktični i ekonomični, ali zahtijevaju upotrebu posebnog pribora.

Najzastupljenije peći u svakodnevnom životu su one sa indukcijskim principom rada za grijanje prostora. Opcije za takvo grijanje su kotlovnice ili autonomne jedinice. Male indukcijske peći za topljenje metala nezaobilazne su u nakitu i malim radionicama.

Prednosti topljenja

Indukcijsko grijanje je direktno, beskontaktno i njegov princip omogućava korištenje proizvedene topline uz maksimalnu efikasnost. Koeficijent performansi (COP) kada se koristi ova metoda teži 90%. Tokom procesa topljenja dolazi do termičkog i elektrodinamičkog kretanja tekućeg metala, što doprinosi ujednačenoj temperaturi u cijeloj zapremini homogenog materijala.

Tehnološki potencijal ovakvih uređaja stvara prednosti:

• performanse - odmah nakon uključivanja možete koristiti;
• velika brzina procesa topljenja;
• mogućnost podešavanja temperature taline;
• zona i fokusirana orijentacija energije;
• homogenost rastopljenog metala;
• nedostatak otpada od legirajućih elemenata;
• ekološka čistoća i sigurnost.

Prednosti grijanja

Šema

Majstor koji može čitati električne krugove sasvim je sposoban vlastitim rukama napraviti peć za grijanje ili indukcijsku peć za topljenje. Izvodljivost ugradnje domaće jedinice, svaki majstor mora odrediti za sebe. Također je potrebno biti svjestan potencijalne opasnosti od nepismeno izvedenih ovakvih objekata.

Da biste stvorili radnu peć bez gotovog kruga, morate imati razumijevanje osnova fizike indukcijsko grijanje. Bez određenog znanja nije moguće projektirati i montirati takav električni uređaj. Dizajn uređaja se sastoji od razvoja, dizajna, dijagramiranja.

Za one razumne vlasnike kojima je potrebna sigurna indukcijska peć, shema je posebno važna, jer kombinira sva dostignuća domaćeg majstora. Takvi popularni uređaji kao što su indukcijske peći imaju različite sheme montaže, gdje majstori imaju izbor:

• kapacitet peći;
• radna frekvencija;
• metoda obloge.

Specifikacije

Prilikom izrade indukcijske peći za topljenje vlastitim rukama, morate uzeti u obzir određene specifikacije, koji utiče na brzinu topljenja metala:

• snaga generatora;
• frekvencija pulsa;
• gubici na vrtložne struje;
• gubici na histerezi;
• brzina prijenosa topline (hlađenje).

Princip rada

Osnova rada indukcijske peći je dobivanje topline iz proizvedene električne energije naizmeničnog elektromagnetnog polja(EMF) induktor (induktor). Odnosno, elektromagnetna energija se pretvara u električnu energiju vrtloga, a zatim u toplotnu energiju.

Zatvorena unutar tijela (vrtložne struje) emituju toplinsku energiju, koja zagrijava metal iznutra. Višestepena konverzija energije ne smanjuje efikasnost peći. Zbog jednostavnog principa rada i mogućnosti samostalne montaže prema shemama, povećava se profitabilnost korištenja takvih uređaja.

Ovi efikasni uređaji u pojednostavljenoj verziji i smanjenih dimenzija rade od standardne mreže od 220V, ali je potreban ispravljač. U takvim se uređajima samo električno provodljivi materijali mogu zagrijavati i topiti.

Dizajn

Indukcijski uređaj je vrsta transformatora u kojem se napaja izmjenična struja induktor - primarni namotaj, zagrijano tijelo je sekundarni namotaj.

Najjednostavniji niskofrekventni induktor grijanja može se smatrati izoliranim vodičem (ravna jezgra ili spirala) koji se nalazi na površini ili unutar metalne cijevi.

Glavni čvorovi uređaja, radeći na principu indukcije, razmotrite:

Snaga iz generatora pokreće snažne struje različitih frekvencija u induktor, što stvara elektromagnetno polje. Ovo polje je izvor vrtložnih struja koje apsorbuje metal i tope ga.

Sistem grijanja

Prilikom ugradnje domaćih indukcijskih grijača u sustav grijanja, majstori često koriste jeftine modele invertera za zavarivanje (DC-to-AC pretvarači). Zbog toga je potrošnja energije pretvarača velika za kontinuirani rad ovakvih sistema potreban je kabel poprečnog presjeka 4-6 mm2 umjesto uobičajenih 2,5 mm2.

Takvi sistemi grijanja moraju biti zatvoreni i kontrolirani automatski. Takođe, za sigurnost rada potrebna je pumpa za prisilnu cirkulaciju rashladne tečnosti, uređaji za uklanjanje vazduha koji je ušao u sistem i manometar. Grijač mora biti na udaljenosti od najmanje 1 m od stropa i poda, a najmanje 30 cm od zidova i namještaja.

Generator

Induktori se napajaju sa industrijske postavke frekvencije od 50 Hz u fabrici. A od generatora i pretvarača visokih, srednjih i niskih frekvencija (pojedinačna napajanja), induktori rade u svakodnevnom životu. Najefikasnije uključivanje u montažu visokofrekventnih generatora. U indukcijskim mini pećima mogu se koristiti struje različitih frekvencija.

Alternator ne smije proizvoditi jak spektar struje. Prema jednoj od najpopularnijih shema za sastavljanje indukcijskih peći kod kuće, preporučuje se frekvencija generatora od 27,12 MHz. Jedan od ovih generatora je sastavljen od dijelova:

• 4 tetrode (elektronske cijevi) velike snage (marka 6p3s), sa paralelnim priključkom;
• 1 neonski dodatni - indikator spremnosti uređaja za rad.

Induktor

Različite modifikacije induktora mogu se predstaviti u obliku trolista, osmice i drugih opcija. Središte čvora je električno provodljiva grafitna ili metalna prazna, oko koje je namotan provodnik.

Dobro podnosi visoke temperature grijane grafitne četke(peći za topljenje) i nihrom spirala (grejač). Najlakši način je napraviti induktor u obliku spirale, čiji je unutrašnji promjer 80-150 mm. Materijal za grijaću zmiju provodnika je također često bakrena cijev ili PEV 0,8 žica.

Broj okreta zavojnice za grijanje mora biti najmanje 8-10. Potreban razmak između zavoja je 5-7 mm, a promjer bakrene cijevi je obično 10 mm. Minimalni razmak između induktora i ostalih dijelova uređaja mora biti najmanje 50 mm.

Vrste

Razlikovati vrste indukcijskih peći uradi sam:

• kanal - rastopljeni metal se nalazi u otvoru oko jezgre induktora;
• lončić - metal se nalazi u loncu koji se može ukloniti unutar induktora.

U velikim industrijama, kanalne peći rade od industrijskih frekventnih uređaja, a lončaste peći rade na industrijskim, srednjim i visokim frekvencijama. U metalurškoj industriji za topljenje se koriste peći tipa lončića:

• liveno gvožde;
• postati;
• bakar;
• magnezijum;
• aluminijum;
• plemenitih metala.

Kanalski tip indukcijskih peći se koristi za topljenje:

• liveno gvožde;
• razni obojeni metali i njihove legure.

ducted

Kanalska indukciona peć mora imati, tokom zagrevanja, provodno tijelo u zoni disipacije toplote. Prilikom početnog puštanja u rad takve peći, rastopljeni metal se ulijeva u zonu topljenja ili se ubacuje pripremljeni metalni šablon. Po završetku topljenja metala, sirovine se ne ispuštaju u potpunosti, ostavljajući "močvaru" za sljedeće topljenje.

Crucible

Indukcijske peći s loncem najpopularnije su kod majstora jer su jednostavne za izvođenje. Lončić je poseban spremnik koji se može ukloniti smješten u induktor zajedno s metalom za naknadno zagrijavanje ili topljenje. Lončić može biti izrađen od keramike, čelika, grafita i mnogih drugih materijala. Razlikuje se od tipa kanala po odsustvu jezgra.

Hlađenje

Povećava efikasnost peći za topljenje u industrijskim okruženjima i kod hlađenja malih kućnih montažnih uređaja. U slučaju kratkog rada i male snage domaćeg uređaja, možete bez ove funkcije.

Nije moguće da domaći majstor samostalno obavi zadatak hlađenja. Šljaka na bakru može dovesti do gubitka operativnosti uređaja, stoga će biti potrebna redovna zamjena induktora.

U industrijskim uvjetima koristi se vodeno hlađenje, uz pomoć antifriza, a također u kombinaciji sa zrakom. Prisilno hlađenje zraka u domaćim kućanskim aparatima je neprihvatljivo, jer ventilator može povući EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja kućišta ventilatora i smanjenja efikasnosti peći.

Sigurnost

Kada radite sa pećnicom, čuvajte se termičkih opekotina i uzeti u obzir visoku opasnost od požara uređaja. Kada su uređaji u radu, ne smiju se pomicati. Posebnu pažnju treba posvetiti ugradnji peći za grijanje u stambenim prostorijama.

EMF utiče i zagrijava cijeli okolni prostor, a ova karakteristika je usko povezana sa snagom i frekvencijom zračenja uređaja. Snažni industrijski uređaji mogu utjecati na obližnje metalne dijelove, tkiva ljudi i predmete u džepovima odjeće.

Potrebno je uzeti u obzir mogući uticaj ovakvih uređaja tokom rada na osobe sa ugrađenim pejsmejkerima. Kada kupujete uređaje s indukcijskim principom rada, morate pažljivo pročitati upute za uporabu.

Indukcijska peć je aparat za peć koji se koristi za taljenje obojenih (bronza, aluminij, bakar, zlato i drugi) i željeznih (lijevano željezo, čelik i drugi) metala zbog rada induktora. U polju induktora nastaje struja, ona zagrijava metal i dovodi ga u rastopljeno stanje.

Kolaps

Prvo će na njega djelovati elektromagnetno polje, zatim električna struja, a zatim će proći kroz termalni stupanj. Jednostavan dizajn takvog uređaja za peć može se sastaviti neovisno od raznih improviziranih sredstava.

Princip rada

Takav uređaj peći je električni transformator sa sekundarnim kratkospojenim namotom. Princip rada indukcijske peći je sljedeći:

• pomoću generatora u induktoru se stvara naizmjenična struja;
• induktor sa kondenzatorom stvara oscilatorni krug, podešen je na radnu frekvenciju;
• u slučaju korištenja samooscilirajućeg generatora, kondenzator se isključuje iz kruga uređaja i u tom slučaju se koristi vlastita rezerva kapaciteta induktora;
• magnetsko polje koje stvara induktor može postojati u slobodnom prostoru ili biti zatvoreno pomoću individualnog feromagnetnog jezgra;
• magnetsko polje djeluje na metalni obradak ili naboj koji se nalazi u induktoru i stvara magnetski tok;
• prema Maxwellovim jednačinama, indukuje sekundarnu struju u radnom komadu;
• sa čvrstim i masivnim magnetnim tokom, stvorena struja se zatvara u radnom komadu i stvara se Foucaultova struja ili vrtložna struja;
• nakon formiranja takve struje stupa na snagu Joule-Lenzov zakon, a energija dobivena uz pomoć induktora i magnetskog polja zagrijava metalnu gredicu ili naboj.

Uprkos višestepenom radu, uređaj indukcione peći može dati do 100% efikasnosti u vakuumu ili vazduhu. Ako medij ima magnetsku permeabilnost, tada će se ovaj pokazatelj povećati, u slučaju medija iz neidealnog dielektrika, on će pasti.

Uređaj

Predmetna peć je svojevrsni transformator, ali samo što nema sekundarni namotaj, zamjenjuje ga metalni uzorak postavljen u induktor. Provest će struju, ali se dielektrici u ovom procesu ne zagrijavaju, ostaju hladni.

Dizajn indukcijskih peći sa loncem uključuje induktor, koji se sastoji od nekoliko zavoja bakrene cijevi namotane u obliku zavojnice, unutar nje se rashladna tekućina stalno kreće. Induktor sadrži i lončić, koji može biti izrađen od grafita, čelika i drugih materijala.

Osim induktora, u peć je ugrađeno magnetno jezgro i kamen za ognjište, sve je to zatvoreno u tijelo peći. To uključuje:

U modelima peći velike snage, kućište kupke obično je napravljeno prilično kruto, tako da u takvom uređaju nema okvira. Pričvršćivanje tijela mora izdržati velika opterećenja kada je cijela peć nagnuta. Okvir je najčešće izrađen od oblikovanih greda od čelika.

Indukcijska peć s loncem za topljenje metala postavljena je na temelj u koji su montirani oslonci, a klinovi mehanizma nagiba uređaja oslonjeni su na njihove ležajeve.

Kućište kupke je izrađeno od metalnih limova na koje su zavarene ukrućenja radi čvrstoće.

Kućište za indukcionu jedinicu koristi se kao spojna veza između transformatora peći i ložišta. Da bi se smanjili gubici struje, napravljen je od dvije polovice, između kojih je predviđena izolacijska brtva.

Estrih polovina nastaje zahvaljujući vijcima, podloškama i čahurama. Takvo kućište se izrađuje liveno ili zavareno, a pri odabiru materijala za njega prednost se daje nemagnetnim legurama. Dvokomorna indukcijska čelična peć dolazi sa zajedničkim kućištem za kadu i za indukcijsku jedinicu.

U malim pećnicama koje nemaju vodeno hlađenje postoji jedinica za ventilaciju, koja pomaže u uklanjanju viška topline iz jedinice. Čak i ako instalirate vodeno hlađeni induktor, potrebno je prozračiti otvor, u blizini kamena ognjišta, kako se ne bi pregrijalo.

U modernim instalacijama peći ne postoji samo induktor sa vodenim hlađenjem, već je obezbeđeno i vodeno hlađenje kućišta. Na okvir peći mogu se ugraditi ventilatori na pogon pogonskim motorom. Sa značajnom masom takvog uređaja, ventilacijski uređaj se postavlja u blizini peći. Ako indukcijska peć za proizvodnju čelika dolazi s uklonjivom verzijom indukcijskih jedinica, tada svaka od njih ima svoj ventilator.

Odvojeno, vrijedi napomenuti mehanizam nagiba, koji za male peći dolazi s ručnim pogonom, a za velike je opremljen hidrauličnim pogonom koji se nalazi na izljevu za odvod. Koji god mehanizam nagiba da je ugrađen, on mora osigurati da se sav sadržaj kupatila u potpunosti isprazni.

Proračun snage

Budući da je indukcijska metoda taljenja čelika jeftinija od sličnih metoda zasnovanih na korištenju lož ulja, uglja i drugih energetskih nosača, proračun indukcijske peći počinje proračunom snage jedinice.

Snaga indukcijske peći podijeljena je na aktivnu i korisnu, svaka od njih ima svoju formulu.

Kao početne podatke morate znati:

• kapacitet peći, u razmatranom slučaju, na primjer, jednak je 8 tona;
• snaga jedinice (uzima se njena maksimalna vrijednost) - 1300 kW;
• frekvencija struje - 50 Hz;
• Produktivnost peći je 6 tona na sat.

Također je potrebno uzeti u obzir rastopljeni metal ili leguru: po stanju je cink. Ovo je važna točka, toplinska ravnoteža topljenog lijevanog željeza u indukcijskoj peći, kao i drugih legura.

Korisna snaga koja se prenosi na tečni metal:

• Rpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - specifična potrošnja energije, teoretska je i pokazuje pregrijavanje metala za 1 0 C;
• P - produktivnost peći, t/h;
• t je temperatura pregrijavanja legure ili metalne gredice u peći za kupanje, 0 C
• Rpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 = 1430,4 kW.

Aktivna snaga:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - uzeto iz prethodne formule, kW;
• Yuterm - efikasnost livničke peći, njene granice su od 0,7 do 0,85, u prosjeku uzimaju 0,76.
• P = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 kW, vrijednost je zaokružena na 1900 kW.

U završnoj fazi izračunava se snaga induktora:

• Kora \u003d P / N,
• P je aktivna snaga peći, kW;
• N je broj induktora koji se nalaze na peći.
• Kora \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Potrošnja energije indukcijske peći pri topljenju čelika ovisi o njegovim performansama i vrsti induktora.

Vrste i podvrste

Indukcijske peći se dijele na dvije glavne vrste:

Osim ove separacije, indukcijske peći su kompresorske, vakuumske, otvorene i punjene plinom.

DIY indukcijske peći

Među dostupnim uobičajenim metodama za stvaranje takvih jedinica, možete pronaći korak-po-korak vodič o tome kako napraviti indukcijsku peć od pretvarača za zavarivanje, s nihromskim spiralnim ili grafitnim četkama, mi ćemo dati njihove karakteristike.

Jedinica iz visokofrekventnog generatora

Izvodi se uzimajući u obzir nazivnu snagu jedinice, gubitke u vrtlozima i curenja histereze. Struktura će se napajati iz konvencionalne mreže od 220 V, ali pomoću ispravljača. Ova vrsta peći može imati grafitne četke ili nihromsku spiralu.

Za izradu pećnice trebat će vam:

• dvije diode UF4007;
• filmski kondenzatori;
• tranzistori sa efektom polja u količini od dva komada;
• 470 ohm otpornik;
• dva prigušna prstena, mogu se skinuti sa starog kompjuterskog sistema inženjera;
• presjek bakrene žice Ø 2 mm.

Kao alat koriste se lemilica i kliješta.

Evo dijagrama za indukcijsku peć:

Indukcijske prijenosne peći za topljenje takvog plana kreiraju se u sljedećem redoslijedu:

1. Tranzistori se nalaze na radijatorima. Zbog činjenice da se tokom procesa topljenja metala krug uređaja brzo zagrijava, radijator za njega mora biti odabran s velikim parametrima. Dozvoljeno je ugraditi nekoliko tranzistora na jedan generator, ali u ovom slučaju moraju biti izolirani od metala pomoću brtvi od plastike i gume.
2. Izrađena su dva gasa. Za njih se uzimaju dva prstena koja su prethodno uklonjena iz računara, oko njih je omotana bakarna žica, broj zavoja je ograničen sa 7 na 15.
3. Kondenzatori se kombiniraju u bateriju kako bi se proizveo kapacitet od 4,7 mikrofarada na izlazu, njihovo povezivanje se vrši paralelno.
4. Bakarna žica je omotana oko induktora, čiji prečnik treba da bude 2 mm. Unutrašnji prečnik namotaja mora odgovarati veličini lonca koji se koristi za peć. Ukupno se napravi 7-8 zavoja i ostave se dugi krajevi kako bi se mogli spojiti na krug.
5. Kao izvor, baterija od 12 V je priključena na sklopljeno kolo, dovoljno je za oko 40 minuta rada peći.

Ako je potrebno, kućište je izrađeno od materijala visoke termičke stabilnosti. Ako je indukcijska peć za topljenje napravljena od pretvarača za zavarivanje, tada je potrebno zaštitno kućište, ali mora biti uzemljeno.

Dizajn grafitnih četkica

Takva peć se koristi za topljenje bilo kojeg metala i legura.

Za kreiranje uređaja potrebno je pripremiti:

• Grafitne četke;
• granit u prahu;
• transformator;
• šamotna cigla;
• čelična žica;
• tanak aluminijum.

Tehnologija montaže konstrukcije je sljedeća:

Uređaj sa nihrom spiralom

Takav uređaj se koristi za topljenje velikih količina metala.

Kao potrošni materijal za uređenje domaće peći koriste se:

• nichrome;
• azbestni konac;
• komad keramičke cijevi.

Nakon povezivanja svih komponenti peći prema shemi, njen rad je sljedeći: nakon primjene električne struje na nihromsku spiralu, ona prenosi toplinu na metal i topi ga.

Stvaranje takve peći izvodi se u sljedećem redoslijedu:

Ovaj dizajn karakteriziraju visoke performanse, dugo se hladi i brzo zagrijava. Ali mora se uzeti u obzir da ako je spirala loše izolirana, brzo će izgorjeti.

Cijene gotovih indukcijskih peći

Domaći dizajni peći koštat će mnogo jeftinije od kupljenih, ali se ne mogu stvoriti u velikim količinama, tako da ne možete bez gotovih opcija za masovnu proizvodnju taline.

Cijene indukcijskih peći za topljenje metala ovise o njihovom kapacitetu i konfiguraciji.

Model	Karakteristike i karakteristike	Cijena, rublje
INDUTHERM MU-200	Peć podržava 16 temperaturnih programa, maksimalna temperatura grejanja je 1400 0C, režim se kontroliše termoelementom tipa S. Jedinica proizvodi snagu od 3,5 kW.	820 hiljada
INDUTHERM MU-900	Peć se napaja putem napajanja od 380 V, temperatura se kontroliše pomoću termoelementa tipa S i može dostići do 1500 0C. Snaga - 15 kW.	1,7 miliona
UPI-60-2	Ova mini indukcijska peć za topljenje može se koristiti za topljenje obojenih i plemenitih metala. Gredice se utovaruju u grafitni lončić, njihovo zagrijavanje se vrši po principu transformatora.	125 hiljada
IST-1/0,8 M5	Induktor peći je korpa u kojoj je ugrađeno magnetsko kolo zajedno sa zavojnicom. Jedinica 1 tona.	1,7 miliona
UI-25P	Uređaj za peć je dizajniran za opterećenje od 20 kg, opremljen je redukcijskim nagibom jedinice za topljenje. Uz peć je i blok kondenzatorskih baterija. Snaga instalacije - 25 kW. Maksimalno t grijanja je 1600 0S.	470 hiljada
UI-0,50T-400	Jedinica je projektovana za opterećenje od 500 kg, najveća snaga instalacije je 525 kW, napon za nju mora biti najmanje 380V, maksimalni radni t je 1850 0C.	900 hiljada
ST 10	Peć italijanske kompanije je opremljena digitalnim termostatom, SMD tehnologija je ugrađena u kontrolnu tablu, što je brzo. Univerzalni uređaj može raditi s različitim kapacitetima od 1 do 3 kg, za to ga nije potrebno ponovno podešavati. Dizajniran je za plemenite metale, njegova maksimalna temperatura je 1250 0S.	1 milion
ST 12	Statička indukcijska pećnica s digitalnim termostatom. Može se dopuniti komorom za vakuumsko livenje, što omogućava proizvodnju odlivaka odmah pored mašine. Upravljanje se odvija preko touch panela. Maksimalna temperatura je 1250 0S.	1050 hiljada
IChT-10TN	Peć je dizajnirana za opterećenje od 10 tona, prilično obimna jedinica, za njenu ugradnju potrebno je dodijeliti zatvorenu radioničku prostoriju.	8,9 miliona

Zaključak

Sami napraviti indukcijsku peć je uzbudljivo, ali dolazi sa određenim ograničenjima i nepoznatim posljedicama, jer se morate osloniti na zakone fizike i hemije, a ko nije jak u tome, neće moći bezbedno da izvede proces. Za čestu upotrebu takve instalacije, bolje je odabrati odgovarajuću opciju od gore navedenih.

←Prethodni članak Sljedeći članak →