Schéma industriel d'un four à induction pour la fusion du métal. Fusion par induction. Avantages des fours à creuset

Le principe du chauffage par induction est de convertir l'énergie d'un champ électromagnétique absorbé par un objet chauffé électriquement conducteur en énergie thermique.

Dans les installations de chauffage par induction, un champ électromagnétique est créé par un inducteur, qui est une bobine cylindrique multitour (solénoïde). Un courant électrique alternatif est passé à travers l'inducteur, à la suite de quoi un champ magnétique alternatif variant dans le temps apparaît autour de l'inducteur. C'est la première transformation de l'énergie d'un champ électromagnétique, décrite par la première équation de Maxwell.

L'objet à chauffer est placé à l'intérieur ou à proximité de l'inducteur. Le flux changeant (dans le temps) du vecteur d'induction magnétique créé par l'inducteur pénètre dans l'objet chauffé et induit un champ électrique. Les lignes électriques de ce champ sont situées dans un plan perpendiculaire à la direction du flux magnétique et sont fermées, c'est-à-dire que le champ électrique dans l'objet chauffé a un caractère vortex. Sous l'action d'un champ électrique, selon la loi d'Ohm, des courants de conduction (courants de Foucault) apparaissent. C'est la deuxième transformation de l'énergie du champ électromagnétique, décrite par la deuxième équation de Maxwell.

Dans un objet chauffé, l'énergie du champ électrique alternatif induit se transforme irréversiblement en chaleur. Une telle dissipation thermique d'énergie, entraînant un échauffement de l'objet, est déterminée par l'existence de courants de conduction (courants de Foucault). Il s'agit de la troisième transformation de l'énergie du champ électromagnétique, et le rapport d'énergie de cette transformation est décrit par la loi de Lenz-Joule.

Les transformations décrites de l'énergie du champ électromagnétique permettent :
1) transférer l'énergie électrique de l'inducteur à l'objet chauffé sans recourir à des contacts (contrairement aux fours à résistance)
2) libèrent de la chaleur directement dans l'objet chauffé (le soi-disant "four avec une source de chauffage interne" dans la terminologie du professeur N.V. Okorokov), à la suite de quoi l'utilisation de l'énergie thermique est la plus parfaite et le chauffage le débit augmente significativement (par rapport aux fours dits "avec une source de chauffage externe).

L'amplitude de l'intensité du champ électrique dans un objet chauffé est influencée par deux facteurs : l'amplitude du flux magnétique, c'est-à-dire le nombre de lignes de champ magnétique pénétrant dans l'objet (ou liées à l'objet chauffé), et la fréquence de l'alimentation courant, c'est-à-dire la fréquence des changements (dans le temps ) du flux magnétique couplé à l'objet chauffé.

Cela permet de réaliser deux types d'installations de chauffage par induction, qui diffèrent tant par leur conception que par leurs propriétés de fonctionnement : les installations à induction avec noyau et sans noyau.

Selon la destination technologique, les installations de chauffage par induction sont divisées en fours de fusion pour la fusion des métaux et en installations de chauffage pour le traitement thermique (trempe, revenu), pour le chauffage en profondeur des pièces avant déformation plastique (forgeage, emboutissage), pour le soudage, le brasage et le rechargement, pour les produits de traitement chimiques et thermiques, etc.

Selon la fréquence de variation du courant alimentant l'installation de chauffage par induction, on distingue :
1) installations de fréquence industrielle (50 Hz), alimentées directement par le réseau ou par des transformateurs abaisseurs ;
2) installations à fréquence augmentée (500-10000 Hz), alimentées par des convertisseurs de fréquence électriques ou à semi-conducteurs;
3) installations à haute fréquence (66 000-440 000 Hz et plus), alimentées par des générateurs électroniques à tubes.

Unités de chauffage par induction de base

Dans le four de fusion (Fig. 1), un inducteur multi-tours cylindrique constitué d'un tube profilé en cuivre est monté sur un noyau fermé en tôle d'acier électrique (épaisseur de tôle 0,5 mm). Un revêtement en céramique réfractaire est placé autour de l'inducteur avec un canal annulaire étroit (horizontal ou vertical) où se trouve le métal liquide. Une condition nécessaire au fonctionnement est un anneau électriquement conducteur fermé. Par conséquent, il est impossible de faire fondre des pièces individuelles de métal solide dans un tel four. Pour démarrer le four, il est nécessaire de verser une partie du métal liquide d'un autre four dans le canal ou de laisser une partie du métal liquide de la fonte précédente (la capacité résiduelle du four).

Fig. 1. Schéma du dispositif du four à canal à induction: 1 - indicateur; 2 - métal; 3 - canal ; 4 - circuit magnétique ; Ф - flux magnétique principal; Ф 1р et Ф 2р - flux magnétiques de diffusion; U 1 et I 1 - tension et courant dans le circuit inducteur; I 2 - courant de conduction dans le métal

Dans le noyau magnétique en acier du four à canal à induction, un flux magnétique de travail important est fermé et seule une petite partie du flux magnétique total créé par l'inducteur est fermée dans l'air sous la forme d'un flux de fuite. Par conséquent, de tels fours fonctionnent avec succès à une fréquence industrielle (50 Hz).

Actuellement, il existe un grand nombre de types et de conceptions de tels fours développés au VNIIETO (monophasés et multiphasés avec un et plusieurs canaux, avec des canaux fermés verticaux et horizontaux de différentes formes). Ces fours sont utilisés pour la fusion de métaux non ferreux et d'alliages à point de fusion relativement bas, ainsi que pour la production de fonte de haute qualité. Lors de la fusion de la fonte, le four est utilisé soit comme accumulateur (mélangeur), soit comme unité de fusion. Les conceptions et les caractéristiques techniques des fours à conduits à induction modernes sont données dans la littérature spécialisée.

Unités de chauffage par induction sans noyau

Dans un four de fusion (Fig. 2), le métal fondu se trouve dans un creuset en céramique placé à l'intérieur d'un inducteur multitour cylindrique. constitué d'un tube profilé en cuivre à travers lequel passe l'eau de refroidissement. Vous pouvez en savoir plus sur la conception de l'inducteur.

L'absence d'âme en acier entraîne une forte augmentation du flux magnétique de fuite ; le nombre de lignes de force magnétiques liées au métal dans le creuset sera extrêmement faible. Cette circonstance nécessite une augmentation correspondante de la fréquence de changement (dans le temps) du champ électromagnétique. Par conséquent, pour un fonctionnement efficace des fours à creuset à induction, il est nécessaire de les alimenter avec des courants de fréquence accrue et, dans certains cas, de fréquence élevée à partir des convertisseurs de courant correspondants. De tels fours ont un facteur de puissance propre très faible (cos φ = 0,03-0,10). Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser des condensateurs pour compenser la puissance réactive (inductive).

Actuellement, il existe plusieurs types de fours à creuset à induction développés au VNIIETO sous forme de gammes dimensionnelles appropriées (en termes de capacité) de fréquence élevée, élevée et industrielle, pour la fusion de l'acier (type IST).

Riz. 2. Schéma du dispositif du four à creuset à induction: 1 - inducteur; 2 - métal; 3 - creuset (les flèches montrent la trajectoire de circulation du métal liquide à la suite de phénomènes électrodynamiques)

Les avantages des fours à creuset sont les suivants : chaleur dégagée directement dans le métal, haute uniformité du métal en composition chimique et en température, absence de sources de contamination métallique (autres que le revêtement du creuset), facilité de contrôle et de régulation du processus de fusion, travail hygiénique les conditions. De plus, les fours à creuset à induction se caractérisent par : une productivité plus élevée due à une puissance de chauffage spécifique (par unité de capacité) élevée ; la capacité de faire fondre une charge solide sans laisser de métal de la fusion précédente (contrairement aux fours à canaux) ; faible masse du garnissage par rapport à la masse de métal, ce qui réduit l'accumulation d'énergie thermique dans le garnissage du creuset, réduit l'inertie thermique du four et rend les fours de fusion de ce type exceptionnellement pratiques pour un fonctionnement périodique avec des pauses entre les fusions, en particulier pour les ateliers de façonnage et de fonderie des usines de construction mécanique; la compacité du four, qui permet d'isoler simplement l'espace de travail de l'environnement et de réaliser une fusion sous vide ou en milieu gazeux d'une composition donnée. Par conséquent, les fours à creuset à induction sous vide (type ISV) sont largement utilisés en métallurgie.

Outre les avantages, les fours à creuset à induction présentent les inconvénients suivants: la présence de scories relativement froides (la température des scories est inférieure à la température du métal), ce qui rend difficile la réalisation de processus d'affinage lors de la fusion d'aciers de haute qualité; équipements électriques complexes et coûteux ; faible durabilité du revêtement aux fortes variations de température en raison de la faible inertie thermique du revêtement du creuset et de l'effet d'érosion du métal liquide lors des phénomènes électrodynamiques. De tels fours sont donc utilisés pour refondre des déchets alliés afin de réduire le gaspillage d'éléments.

Références:
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Le chauffage par induction n'est pas possible sans l'utilisation de trois éléments principaux :

inducteur;
Générateur;
élément chauffant.

Une inductance est une bobine, généralement constituée de fil de cuivre, qui génère un champ magnétique. Un alternateur est utilisé pour produire un flux haute fréquence à partir d'un flux d'alimentation domestique standard de 50 Hz. Un objet métallique est utilisé comme élément chauffant, capable d'absorber de l'énergie thermique sous l'influence d'un champ magnétique.

Si vous connectez correctement ces éléments, vous pouvez obtenir un appareil performant, parfait pour chauffer un liquide caloporteur et chauffer une maison. À l'aide d'un générateur, un courant électrique présentant les caractéristiques nécessaires est fourni à l'inducteur, c'est-à-dire sur une bobine de cuivre. En le traversant, le flux de particules chargées forme un champ magnétique.

Le principe de fonctionnement des appareils de chauffage par induction repose sur l'apparition de courants électriques à l'intérieur des conducteurs qui apparaissent sous l'influence de champs magnétiques.

La particularité du champ est qu'il a la capacité de changer la direction des ondes électromagnétiques à haute fréquence. Si un objet métallique est placé dans ce champ, il commencera à chauffer sans contact direct avec l'inducteur sous l'influence des courants de Foucault créés.

Le courant électrique à haute fréquence circulant de l'onduleur vers la bobine d'induction crée un champ magnétique avec un vecteur d'ondes magnétiques en constante évolution. Le métal placé dans ce champ chauffe rapidement

L'absence de contact permet de rendre négligeables les pertes d'énergie lors du passage d'un type à l'autre, ce qui explique le rendement accru des chaudières à induction.

Pour chauffer l'eau du circuit de chauffage, il suffit d'assurer son contact avec un radiateur métallique. Souvent, un tuyau métallique est utilisé comme élément chauffant, à travers lequel un courant d'eau passe simplement. L'eau refroidit simultanément le réchauffeur, ce qui augmente considérablement sa durée de vie.

L'électroaimant d'un dispositif à induction est obtenu en enroulant un fil autour d'un noyau d'un ferromagnétique. La bobine d'induction qui en résulte chauffe et transfère la chaleur au corps chauffé ou au liquide de refroidissement circulant à proximité à travers l'échangeur de chaleur

Littérature

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Principe de fonctionnement

Cette dernière option, la plus couramment utilisée dans les chaudières de chauffage, est devenue très demandée en raison de la simplicité de sa mise en œuvre. Le principe de fonctionnement de l'unité de chauffage par induction est basé sur le transfert d'énergie du champ magnétique au liquide de refroidissement (eau). Le champ magnétique se forme dans l'inducteur. Le courant alternatif, traversant la bobine, crée des courants de Foucault qui transforment l'énergie en chaleur.

Le principe de fonctionnement de l'installation de chauffage par induction

L'eau fournie par le tuyau inférieur à la chaudière est chauffée par transfert d'énergie et sort par le tuyau supérieur, pénétrant plus loin dans le système de chauffage. Une pompe intégrée est utilisée pour créer une pression. La circulation constante de l'eau dans la chaudière ne permet pas aux éléments de surchauffer. De plus, pendant le fonctionnement, le caloporteur vibre (à faible niveau de bruit), ce qui empêche les dépôts de tartre sur les parois internes de la chaudière.

Les appareils de chauffage par induction peuvent être mis en œuvre de différentes manières.

Calcul de puissance

Étant donné que la méthode de fusion de l'acier par induction est moins coûteuse que les méthodes similaires basées sur l'utilisation de mazout, de charbon et d'autres vecteurs énergétiques, le calcul d'un four à induction commence par le calcul de la puissance de l'unité.

La puissance du four à induction est divisée en actifs et utiles, chacun d'eux a sa propre formule.

Comme données initiales, vous devez savoir :

la capacité du four, dans le cas considéré par exemple, elle est égale à 8 tonnes ;
puissance unitaire (sa valeur maximale est prise) - 1300 kW;
fréquence actuelle - 50 Hz;
la productivité de l'installation de four est de 6 tonnes par heure.

Il faut également tenir compte du métal ou de l'alliage fondu : par condition il s'agit de zinc. C'est un point important, le bilan thermique de la fusion de la fonte dans un four à induction, ainsi que d'autres alliages.

Puissance utile, qui est transférée au métal liquide :

Рpol \u003d Wthéor × t × P,
Wtheor - consommation d'énergie spécifique, elle est théorique, et montre la surchauffe du métal de 10C;
P - productivité de l'installation de four, t/h ;
t - température de surchauffe d'un alliage ou d'une billette métallique dans un four à bain, 0C
Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Puissance active :

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - tiré de la formule précédente, kW;
Yuterm - l'efficacité du four de fonderie, ses limites sont de 0,7 à 0,85, en moyenne elles prennent 0,76.
P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, la valeur est arrondie à 1900 kW.

Au stade final, la puissance de l'inducteur est calculée:

Couenne \u003d P / N,
P est la puissance active de l'installation de four, kW ;
N est le nombre d'inducteurs prévus sur le four.
Couenne \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

La consommation électrique d'un four à induction lors de la fusion de l'acier dépend de ses performances et du type d'inducteur.

Composants du four

Donc, si vous êtes intéressé par un mini-four à induction à faire soi-même, il est important de savoir que son élément principal est un serpentin chauffant. Dans le cas d'une version artisanale, il suffit d'utiliser un inducteur constitué d'un tube de cuivre nu d'un diamètre de 10 mm

Pour l'inducteur, un diamètre intérieur de 80 à 150 mm est utilisé et le nombre de tours est de 8 à 10. Il est important que les spires ne se touchent pas et que la distance entre elles soit de 5 à 7 mm. Les parties de l'inducteur ne doivent pas entrer en contact avec son écran, le jeu minimum doit être de 50 mm.

Si vous allez faire vous-même un four à induction, sachez que l'eau ou l'antigel refroidit les inducteurs à l'échelle industrielle. En cas de faible puissance et de fonctionnement court de l'appareil créé, il est possible de se passer de refroidissement. Mais pendant le fonctionnement, l'inducteur devient très chaud et le tartre sur le cuivre peut non seulement réduire considérablement l'efficacité de l'appareil, mais également entraîner une perte complète de ses performances. Il est impossible de fabriquer soi-même un inducteur avec refroidissement, il devra donc être remplacé régulièrement. Le refroidissement par air forcé ne doit pas être utilisé, car le boîtier du ventilateur situé à proximité du serpentin «attirera» les CEM vers lui-même, ce qui entraînera une surchauffe et une diminution de l'efficacité de la fournaise.

Le problème du chauffage par induction des pièces en matériaux magnétiques

Si l'onduleur pour le chauffage par induction n'est pas un auto-oscillateur, ne possède pas de circuit d'auto-réglage (PLL) et fonctionne à partir d'un oscillateur maître externe (à une fréquence proche de la fréquence de résonance de l'oscillateur "inductance - batterie de condensateurs de compensation" circuit). Au moment où une pièce en matériau magnétique est introduite dans l'inducteur (si les dimensions de la pièce sont suffisamment grandes et proportionnées aux dimensions de l'inducteur), l'inductance de l'inducteur augmente fortement, ce qui entraîne une diminution brutale de la fréquence de résonance naturelle du circuit oscillant et son écart par rapport à la fréquence de l'oscillateur maître. Le circuit sort de résonance avec l'oscillateur maître, ce qui entraîne une augmentation de sa résistance et une diminution brutale de la puissance transmise à la pièce. Si l'alimentation de l'unité est contrôlée par une alimentation électrique externe, la réaction naturelle de l'opérateur est d'augmenter la tension d'alimentation de l'unité. Lorsque la pièce est chauffée au point de Curie, ses propriétés magnétiques disparaissent, la fréquence propre du circuit oscillant revient à la fréquence de l'oscillateur maître. La résistance du circuit diminue fortement, la consommation de courant augmente fortement. Si l'opérateur n'a pas le temps de supprimer la tension d'alimentation accrue, l'unité surchauffe et tombe en panne.
Si l'installation est équipée d'un système de contrôle automatique, le système de contrôle doit surveiller la transition par le point de Curie et réduire automatiquement la fréquence de l'oscillateur maître, en l'ajustant à la résonance avec le circuit oscillant (ou réduire la puissance fournie si la fréquence changement est inacceptable).

Si des matériaux non magnétiques sont chauffés, alors ce qui précède n'a pas d'importance. L'introduction d'une ébauche en matériau non magnétique dans l'inducteur ne modifie pratiquement pas l'inductance de l'inducteur et ne décale pas la fréquence de résonance du circuit oscillant de travail, et il n'y a pas besoin de système de contrôle.

Si les dimensions de la pièce sont beaucoup plus petites que les dimensions de l'inducteur, cela ne modifie pas non plus considérablement la résonance du circuit de travail.

cuisinières à induction

Article principal : Plaque à induction

Plaque à induction- une cuisinière électrique qui chauffe des ustensiles métalliques avec des courants de Foucault induits générés par un champ magnétique à haute fréquence, avec une fréquence de 20-100 kHz.

Un tel poêle a un rendement plus élevé par rapport aux éléments chauffants des poêles électriques, car moins de chaleur est dépensée pour chauffer le corps, et en plus, il n'y a pas de période d'accélération et de refroidissement (lorsque l'énergie générée, mais non absorbée par la vaisselle, est gaspillé).

Fours de fusion à induction

Article principal : Four à induction creuset

Fours de fusion à induction (sans contact) - fours électriques pour la fusion et la surchauffe des métaux, dans lesquels le chauffage se produit en raison des courants de Foucault qui se produisent dans un creuset en métal (et en métal), ou uniquement en métal (si le creuset n'est pas en métal; ce mode de chauffage est plus efficace si le creuset est mal isolé).

Il est utilisé dans les ateliers de fonderie des usines, ainsi que dans les ateliers de fonderie de précision et les ateliers de réparation des usines de construction de machines pour obtenir des pièces moulées en acier de haute qualité. Il est possible de faire fondre les métaux non ferreux (bronze, laiton, aluminium) et leurs alliages dans un creuset en graphite. Le four à induction fonctionne sur le principe d'un transformateur, dans lequel l'enroulement primaire est un inducteur refroidi à l'eau, le secondaire et en même temps la charge est le métal dans le creuset. Le chauffage et la fusion du métal se produisent en raison des courants qui y circulent, qui se produisent sous l'influence du champ électromagnétique créé par l'inducteur.

Histoire du chauffage par induction

La découverte de l'induction électromagnétique en 1831 appartient à Michael Faraday. Lorsqu'un conducteur se déplace dans le champ d'un aimant, une FEM y est induite, tout comme lorsqu'un aimant se déplace, dont les lignes de force coupent le circuit conducteur. Le courant dans le circuit est dit inductif. Les inventions de nombreux appareils sont basées sur la loi de l'induction électromagnétique, y compris celles qui sont déterminantes - les générateurs et les transformateurs qui génèrent et distribuent l'énergie électrique, qui est la base fondamentale de toute l'industrie électrique.

En 1841, James Joule (et, indépendamment de lui, Emil Lenz) formulent une estimation quantitative de l'effet thermique du courant électrique : « La puissance de la chaleur dégagée par unité de volume du milieu lors du passage du courant électrique est proportionnelle au produit de la densité du courant électrique et de l'intensité de l'intensité du champ électrique » (loi de Joule - Lenz). L'effet thermique du courant induit a donné lieu à la recherche de dispositifs de chauffage sans contact des métaux. Les premières expériences sur le chauffage de l'acier à l'aide d'un courant inductif ont été faites par E. Colby aux États-Unis.

Le premier fonctionnement avec succès soi-disant. Le four à induction à canal pour la fusion de l'acier a été construit en 1900 par Benedicks Bultfabrik à Gysing, en Suède. Dans le respectable magazine de l'époque "THE ENGINEER" du 8 juillet 1904, le célèbre est apparu, où l'ingénieur inventeur suédois F. A. Kjellin parle de son développement. Le four était alimenté par un transformateur monophasé. La fusion a été effectuée dans un creuset en forme d'anneau, le métal qu'il contient représentait l'enroulement secondaire d'un transformateur alimenté par un courant de 50-60 Hz.

Le premier four de 78 kW est mis en service le 18 mars 1900 et s'avère très peu économique puisque la capacité de fusion n'est que de 270 kg d'acier par jour. Le four suivant a été fabriqué en novembre de la même année avec une capacité de 58 kW et une capacité de 100 kg pour l'acier. Le four présentait une rentabilité élevée, la capacité de fusion était de 600 à 700 kg d'acier par jour. Cependant, l'usure due aux fluctuations thermiques était à un niveau inacceptable, les changements fréquents de revêtement réduisaient l'efficacité résultante.

L'inventeur est arrivé à la conclusion que pour des performances de fusion maximales, il est nécessaire de laisser une partie importante du bain de fusion lors de l'évacuation, ce qui évite de nombreux problèmes, dont l'usure du garnissage. Cette méthode de fusion de l'acier avec un résidu, qui a commencé à s'appeler "tourbière", a survécu jusqu'à ce jour dans certaines industries où des fours de grande capacité sont utilisés.

En mai 1902, un four considérablement amélioré d'une capacité de 1800 kg est mis en service, le drain est de 1000-1100 kg, le solde est de 700-800 kg, la puissance est de 165 kW, la capacité de fusion de l'acier peut atteindre jusqu'à 4100 kg par jour ! Un tel résultat de consommation d'énergie de 970 kWh/t impressionne par son efficacité, qui n'est pas très inférieure à la productivité moderne d'environ 650 kWh/t. D'après les calculs de l'inventeur, sur une puissance consommée de 165 kW, 87,5 kW sont allés en pertes, la puissance thermique utile était de 77,5 kW, et un rendement global très élevé de 47 % a été obtenu. La rentabilité s'explique par la conception en anneau du creuset, qui a permis de fabriquer une inductance multitours à faible courant et haute tension - 3000 V. Les fours modernes à creuset cylindrique sont beaucoup plus compacts, nécessitent moins d'investissement en capital, sont plus faciles pour fonctionner, équipé de nombreuses améliorations au cours d'une centaine d'années de leur développement, mais l'efficacité est accrue insignifiante. Certes, l'inventeur dans sa publication a ignoré le fait que l'électricité n'est pas payée pour la puissance active, mais pour la pleine puissance, qui à une fréquence de 50-60 Hz est environ deux fois plus élevée que la puissance active. Et dans les fours modernes, la puissance réactive est compensée par une batterie de condensateurs.

Avec son invention, l'ingénieur F. A. Kjellin a jeté les bases du développement de fours à canaux industriels pour la fusion de métaux non ferreux et d'acier dans les pays industriels d'Europe et d'Amérique. La transition des fours à canaux 50-60 Hz aux fours à creuset modernes à haute fréquence a duré de 1900 à 1940.

Système de chauffage

Pour fabriquer un appareil de chauffage par induction, des artisans expérimentés utilisent un simple onduleur de soudage qui convertit la tension continue en tension alternative. Pour de tels cas, un câble d'une section de 6 à 8 mm est utilisé, mais pas standard pour les machines à souder de 2,5 mm.

De tels systèmes de chauffage doivent nécessairement être de type fermé et le contrôle est automatique. Pour d'autres mesures de sécurité, vous avez besoin d'une pompe qui circulera dans le système, ainsi que d'une vanne de purge d'air. Un tel appareil de chauffage doit être protégé des meubles en bois, ainsi que du sol et du plafond d'au moins 1 mètre.

Réalisation à domicile

Le chauffage par induction n'a pas encore suffisamment conquis le marché en raison du coût élevé du système de chauffage lui-même. Ainsi, par exemple, pour les entreprises industrielles, un tel système coûtera 100 000 roubles, pour un usage domestique - à partir de 25 000 roubles. et plus haut. Par conséquent, l'intérêt pour les circuits qui vous permettent de créer de vos propres mains un appareil de chauffage par induction fait maison est tout à fait compréhensible.

chaudière à induction

Transformateur basé

L'élément principal du système de chauffage par induction avec un transformateur sera l'appareil lui-même, qui a un enroulement primaire et secondaire. Des écoulements tourbillonnaires se formeront dans l'enroulement primaire et créeront un champ d'induction électromagnétique. Ce champ affectera le secondaire, qui est en fait un appareil de chauffage par induction, physiquement réalisé sous la forme d'un corps de chaudière de chauffage. C'est l'enroulement secondaire court-circuité qui transfère l'énergie au liquide de refroidissement.

Enroulement secondaire court-circuité du transformateur

Les principaux éléments de l'installation de chauffage par induction sont :

cœur;
enroulement;
deux types d'isolation - isolation thermique et électrique.

Le noyau est constitué de deux tubes ferrimagnétiques de diamètres différents avec une épaisseur de paroi d'au moins 10 mm, soudés l'un dans l'autre. Un enroulement toroïdal de fil de cuivre est réalisé le long du tube extérieur. Il faut imposer de 85 à 100 tours avec une distance égale entre les tours. Le courant alternatif, évoluant dans le temps, crée des écoulements tourbillonnaires en circuit fermé, qui chauffent le noyau, et donc le caloporteur, par chauffage par induction.

Utilisation d'un onduleur de soudage à haute fréquence

Un chauffage par induction peut être créé à l'aide d'un onduleur de soudage, où les principaux composants du circuit sont un alternateur, un inducteur et un élément chauffant.

Le générateur est utilisé pour convertir la fréquence secteur standard de 50 Hz en un courant de fréquence plus élevée. Ce courant modulé est appliqué à une inductance cylindrique, où le fil de cuivre est utilisé comme enroulement.

Fil de cuivre pour bobinage

La bobine crée un champ magnétique alternatif dont le vecteur change avec la fréquence réglée par le générateur. Les courants de Foucault créés, induits par le champ magnétique, chauffent l'élément métallique, qui transfère de l'énergie au liquide de refroidissement. Ainsi, un autre schéma de chauffage par induction à faire soi-même est mis en œuvre.

Un élément chauffant peut également être créé de vos propres mains à partir d'un fil métallique coupé d'environ 5 mm de long et d'un morceau de tuyau en polymère dans lequel le métal est placé. Lors de l'installation de vannes en haut et en bas du tuyau, vérifiez la densité de remplissage - il ne doit pas y avoir d'espace libre. Selon le schéma, environ 100 tours de câblage en cuivre sont superposés au-dessus du tuyau, qui est l'inducteur connecté aux bornes du générateur. Le chauffage par induction du fil de cuivre se produit en raison des courants de Foucault générés par un champ magnétique alternatif.

Remarque: les appareils de chauffage par induction à faire soi-même peuvent être fabriqués selon n'importe quel schéma, la principale chose à retenir est qu'il est important de réaliser une isolation thermique fiable, sinon l'efficacité du système de chauffage diminuera considérablement. .

Avantages et inconvénients de l'appareil

Les "plus" du chauffage par induction vortex sont nombreux. Il s'agit d'un circuit simple pour l'autoproduction, une fiabilité accrue, un rendement élevé, des coûts énergétiques relativement faibles, une longue durée de vie, une faible probabilité de pannes, etc.

Les performances de l'appareil peuvent être importantes, des unités de ce type sont utilisées avec succès dans l'industrie métallurgique. En termes de taux de chauffage du liquide de refroidissement, les appareils de ce type rivalisent avec confiance avec les chaudières électriques traditionnelles, la température de l'eau dans le système atteint rapidement le niveau requis.

Pendant le fonctionnement de la chaudière à induction, le radiateur vibre légèrement. Cette vibration élimine le calcaire et d'autres contaminants possibles des parois du tuyau métallique, de sorte qu'un tel appareil a rarement besoin d'être nettoyé. Bien entendu, le système de chauffage doit être protégé de ces contaminants par un filtre mécanique.

La bobine d'induction chauffe le métal (tuyau ou morceaux de fil) placé à l'intérieur à l'aide de courants de Foucault à haute fréquence, le contact n'est pas nécessaire

Le contact constant avec l'eau minimise également le risque de grillage de l'appareil de chauffage, problème assez courant pour les chaudières traditionnelles à éléments chauffants. Malgré les vibrations, la chaudière fonctionne exceptionnellement silencieusement ; une isolation phonique supplémentaire sur le site d'installation de l'appareil n'est pas nécessaire.

Les chaudières à induction sont également bonnes car elles ne fuient presque jamais, si seulement l'installation du système est effectuée correctement. L'absence de fuites est due à la méthode sans contact de transfert d'énergie thermique vers le réchauffeur. Le liquide de refroidissement utilisant la technologie décrite ci-dessus peut être chauffé presque à l'état de vapeur.

Cela fournit une convection thermique suffisante pour stimuler un mouvement efficace du liquide de refroidissement à travers les tuyaux. Dans la plupart des cas, le système de chauffage ne devra pas être équipé d'une pompe de circulation, bien que tout dépende des caractéristiques et de la disposition d'un système de chauffage particulier.

Parfois, une pompe de circulation est nécessaire. L'installation de l'appareil est relativement facile. Bien que cela nécessitera certaines compétences dans l'installation d'appareils électriques et de tuyaux de chauffage.

Mais cet appareil pratique et fiable présente un certain nombre de défauts, qui doivent également être pris en compte. Par exemple, la chaudière chauffe non seulement le liquide de refroidissement, mais également tout l'espace de travail qui l'entoure. Il est nécessaire d'allouer une pièce séparée pour une telle unité et d'en retirer tous les objets étrangers. Pour une personne, un long séjour à proximité immédiate d'une chaudière en fonctionnement peut également être dangereux.

Les radiateurs à induction nécessitent de l'électricité pour fonctionner. Les équipements faits maison et fabriqués en usine sont connectés à un secteur domestique.

L'appareil nécessite de l'électricité pour fonctionner. Dans les régions où il n'y a pas d'accès gratuit à ce bienfait de la civilisation, la chaudière à induction sera inutile. Oui, et là où il y a des pannes de courant fréquentes, il démontrera une faible efficacité.

Une explosion peut se produire si l'instrument n'est pas manipulé avec précaution.

Si le liquide de refroidissement est surchauffé, il se transformera en vapeur. En conséquence, la pression dans le système augmentera considérablement, ce que les tuyaux ne peuvent tout simplement pas supporter, ils éclateront. Par conséquent, pour le fonctionnement normal du système, l'appareil doit être équipé d'au moins un manomètre, et mieux encore - d'un dispositif d'arrêt d'urgence, d'un thermostat, etc.

Tout cela peut augmenter considérablement le coût d'une chaudière à induction maison. Bien que l'appareil soit considéré comme pratiquement silencieux, ce n'est pas toujours le cas. Certains modèles, pour diverses raisons, peuvent encore faire du bruit. Pour un appareil fabriqué par ses soins, la probabilité d'un tel résultat augmente.

Dans la conception des appareils de chauffage par induction fabriqués en usine et faits maison, il n'y a pratiquement pas de composants d'usure. Ils durent longtemps et fonctionnent parfaitement.

Chaudières à induction maison

Le schéma le plus simple de l'appareil, qui est assemblé, consiste en un morceau de tuyau en plastique, dans la cavité duquel divers éléments métalliques sont posés afin de créer un noyau. Il peut s'agir d'un fil fin en acier inoxydable enroulé en boules, coupé en petits morceaux de fil - fil machine d'un diamètre de 6 à 8 mm, ou même d'un foret d'un diamètre correspondant à la taille interne du tuyau. À l'extérieur, des bâtons de fibre de verre y sont collés et un fil de 1,5 à 1,7 mm d'épaisseur est enroulé dessus dans une isolation en verre. La longueur du fil est d'environ 11 m.La technologie de fabrication peut être étudiée en regardant la vidéo:

Ensuite, un chauffage à induction fait maison a été testé en le remplissant d'eau et en le connectant à une plaque à induction ORION fabriquée en usine d'une puissance de 2 kW au lieu d'un inducteur standard. Les résultats des tests sont présentés dans la vidéo suivante :

D'autres maîtres recommandent de prendre un onduleur de soudage de faible puissance comme source en connectant les bornes de l'enroulement secondaire aux bornes de la bobine. Si vous étudiez attentivement le travail effectué par l'auteur, les conclusions suivantes en découlent:

L'auteur a fait du bon travail et son produit, bien sûr, fonctionne.
Aucun calcul n'a été fait pour l'épaisseur du fil, le nombre et le diamètre des spires de la bobine. Les paramètres d'enroulement ont été pris par analogie avec la table de cuisson, respectivement, le chauffe-eau à induction ne dépassera pas 2 kW.
Dans le meilleur des cas, une unité faite maison pourra chauffer l'eau de deux radiateurs de chauffage de 1 kW chacun, cela suffit pour chauffer une pièce. Dans le pire des cas, le chauffage sera faible ou disparaîtra complètement, car les tests ont été effectués sans circulation de liquide de refroidissement.

Il est difficile de tirer des conclusions plus précises en raison du manque d'informations sur d'autres tests de l'appareil. Une autre façon d'organiser indépendamment le chauffage de l'eau par induction pour le chauffage est illustrée dans la vidéo suivante:

Un radiateur soudé à partir de plusieurs tuyaux métalliques agit comme un noyau externe pour les courants de Foucault créés par la bobine d'une même plaque à induction. Les conclusions sont les suivantes :

La puissance thermique du réchauffeur résultant ne dépasse pas la puissance électrique du panneau.
Le nombre et la taille des tubes ont été choisis au hasard, mais ont fourni une surface suffisante pour le transfert de la chaleur générée par les courants de Foucault.
Ce schéma de chauffage par induction s'est avéré efficace dans le cas spécifique où l'appartement est entouré des locaux d'autres appartements chauffés. De plus, l'auteur n'a pas montré le fonctionnement de l'installation en saison froide avec fixation de la température de l'air dans les pièces.

Pour confirmer les conclusions tirées, il est proposé de regarder une vidéo où l'auteur a tenté d'utiliser un appareil de chauffage similaire dans un bâtiment isolé séparé:

Principe de fonctionnement

Le chauffage par induction est le chauffage de matériaux par des courants électriques induits par un champ magnétique alternatif. Il s'agit donc du chauffage de produits en matériaux conducteurs (conducteurs) par le champ magnétique d'inducteurs (sources d'un champ magnétique alternatif).

Le chauffage par induction est effectué comme suit. Une pièce électriquement conductrice (métal, graphite) est placée dans ce que l'on appelle l'inducteur, qui est un ou plusieurs tours de fil (le plus souvent en cuivre). Des courants puissants de différentes fréquences (de quelques dizaines de Hz à plusieurs MHz) sont induits dans l'inducteur à l'aide d'un générateur spécial, à la suite de quoi un champ électromagnétique se produit autour de l'inducteur. Le champ électromagnétique induit des courants de Foucault dans la pièce. Les courants de Foucault chauffent la pièce sous l'action de la chaleur Joule.

Le système inductance-vide est un transformateur sans noyau dans lequel l'inductance est l'enroulement primaire. La pièce est, pour ainsi dire, un enroulement secondaire, court-circuité. Le flux magnétique entre les enroulements se ferme dans l'air.

À haute fréquence, les courants de Foucault sont déplacés par le champ magnétique formé par eux dans de fines couches superficielles de la pièce Δ (effet de peau), à la suite de quoi leur densité augmente fortement et la pièce est chauffée. Les couches sous-jacentes du métal sont chauffées en raison de la conductivité thermique. Ce n'est pas le courant qui est important, mais la haute densité de courant. Dans la couche cutanée Δ, la densité de courant augmente en e fois par rapport à la densité de courant dans la pièce, tandis que 86,4 % de la chaleur provenant du dégagement de chaleur total est libérée dans la couche de peau. La profondeur de la couche cutanée dépend de la fréquence de rayonnement : plus la fréquence est élevée, plus la couche cutanée est fine. Elle dépend également de la perméabilité magnétique relative μ du matériau de la pièce.

Pour le fer, le cobalt, le nickel et les alliages magnétiques à des températures inférieures au point de Curie, μ a une valeur de plusieurs centaines à des dizaines de milliers. Pour les autres matériaux (fonds fondus, métaux non ferreux, eutectiques liquides à bas point de fusion, graphite, céramiques conductrices d'électricité, etc.), μ est approximativement égal à un.

Formule de calcul de l'épaisseur de peau en mm :

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

où ρ - résistance électrique spécifique du matériau de la pièce à la température de traitement, Ohm m, F- fréquence du champ électromagnétique généré par l'inducteur, Hz.

Par exemple, à une fréquence de 2 MHz, la profondeur de peau pour le cuivre est d'environ 0,047 mm, pour le fer ≈ 0,0001 mm.

L'inducteur devient très chaud pendant le fonctionnement, car il absorbe son propre rayonnement. De plus, il absorbe le rayonnement thermique d'une pièce chaude. Ils fabriquent des inducteurs à partir de tubes de cuivre refroidis par de l'eau. L'eau est fournie par aspiration - cela garantit la sécurité en cas de brûlure ou autre dépressurisation de l'inducteur.

Principe de fonctionnement

L'unité de fusion du four à induction est utilisée pour chauffer une grande variété de métaux et d'alliages. La conception classique se compose des éléments suivants :

Pompe de vidange.
Inducteur refroidi à l'eau.
Cadre en acier inoxydable ou aluminium.
Zone de contact.
Foyer en béton résistant à la chaleur.
Support avec cylindre hydraulique et roulement.

Le principe de fonctionnement repose sur la création de courants de Foucault induits par Foucault. En règle générale, lors du fonctionnement des appareils électroménagers, ces courants provoquent des pannes, mais dans ce cas, ils sont utilisés pour chauffer la charge à la température requise. Presque tous les composants électroniques commencent à chauffer pendant le fonctionnement. Ce facteur négatif dans l'utilisation de l'électricité est utilisé à son plein potentiel.

Avantages de l'appareil

Le four de fusion par induction a été utilisé relativement récemment. De célèbres fours à foyer ouvert, hauts fourneaux et autres types d'équipements sont installés sur les sites de production. Un tel four de fusion de métaux présente les avantages suivants :

L'application du principe de l'induction permet de rendre l'équipement compact. C'est pourquoi leur placement dans de petites pièces ne pose aucun problème. Un exemple est les hauts fourneaux, qui ne peuvent être installés que dans des locaux préparés.
Les résultats des études menées indiquent que l'efficacité est de près de 100%.
Vitesse de fusion élevée. L'indice d'efficacité élevé détermine qu'il faut beaucoup moins de temps pour chauffer le métal par rapport aux autres fours.
Certains fours lors de la fusion peuvent entraîner une modification de la composition chimique du métal. L'induction occupe la première place en termes de pureté de la masse fondue. Les courants de Foucault générés chauffent la pièce de l'intérieur, ce qui élimine la possibilité d'entrer dans la composition de diverses impuretés.

C'est ce dernier avantage qui détermine la diffusion du four à induction dans la joaillerie, car même une petite concentration de corps étrangers peut nuire au résultat.

En raison du fait que M. Faraday a découvert le phénomène d'induction électromagnétique en 1831, le monde a vu un grand nombre d'appareils qui chauffent l'eau et d'autres fluides.

Parce que cette découverte a été réalisée, les gens l'utilisent quotidiennement dans la vie de tous les jours:

Bouilloire électrique avec chauffe-disque pour chauffer l'eau;
four multicuiseur;
plaque de cuisson à induction;
Micro-ondes (cuisinière);
Chauffage;
Colonne chauffante.

De plus, l'ouverture est appliquée à l'extrudeuse (non mécanique). Auparavant, il était largement utilisé dans la métallurgie et d'autres industries liées au traitement des métaux. La chaudière à induction d'usine fonctionne sur le principe de l'action des courants de Foucault sur un noyau spécial situé à l'intérieur de la bobine. Les courants de Foucault sont superficiels, il est donc préférable de prendre un tuyau métallique creux comme noyau, à travers lequel passe l'élément caloporteur.

L'apparition de courants électriques se produit en raison de la fourniture d'une tension alternative à l'enroulement, provoquant l'apparition d'un champ magnétique électrique alternatif, qui modifie les potentiels 50 fois/sec. à la fréquence industrielle standard de 50 Hz.

Dans le même temps, la bobine d'induction Ruhmkorff est conçue de manière à pouvoir être connectée directement au secteur. En production, des courants électriques à haute fréquence sont utilisés pour un tel chauffage - jusqu'à 1 MHz, il est donc assez difficile de réaliser le fonctionnement de l'appareil à 50 Hz. L'épaisseur du fil et le nombre de tours d'enroulement utilisés par l'appareil sont calculés séparément pour chaque unité selon une méthode spéciale pour la puissance calorifique requise. Un appareil puissant et fait maison doit fonctionner efficacement, chauffer rapidement l'eau qui coule dans le tuyau et ne pas chauffer.

Les organisations investissent massivement dans le développement et la mise en œuvre de tels produits, donc:

Toutes les tâches sont résolues avec succès ;
L'efficacité du dispositif de chauffage est de 98 % ;
Fonctionne sans interruption.

En plus de l'efficacité la plus élevée, on ne peut qu'attirer la vitesse avec laquelle se produit le chauffage du milieu traversant le noyau. Sur la fig. un schéma de fonctionnement d'un chauffe-eau à induction créé à l'usine est proposé. Un tel système a une unité de marque VIN, qui est produite par l'usine d'Izhevsk.

La durée de fonctionnement de l'unité dépend uniquement de l'étanchéité du boîtier et de l'absence d'endommagement de l'isolation des spires du fil, et il s'agit d'une période assez importante, selon le fabricant - jusqu'à 30 ans.

Pour tous ces avantages, dont l'appareil dispose à 100%, vous devez payer beaucoup d'argent, un chauffe-eau magnétique à inducteur est le plus cher de tous les types d'installations de chauffage. Par conséquent, de nombreux artisans préfèrent assembler eux-mêmes une unité ultra-économique pour le chauffage.

Règles pour la fabrication d'équipements indépendamment

Pour que l'installation de chauffage par induction fonctionne correctement, le courant d'un tel produit doit correspondre à la puissance (il doit être d'au moins 15 ampères, si nécessaire, il peut être supérieur).

Le fil doit être coupé en morceaux ne dépassant pas cinq centimètres. Ceci est nécessaire pour un chauffage efficace dans un champ à haute fréquence.
Le corps ne doit pas avoir un diamètre inférieur à celui du fil préparé et avoir des parois épaisses.
Pour la fixation au réseau de chauffage, un adaptateur spécial est fixé sur un côté de la structure.
Un filet doit être placé au bas du tuyau pour empêcher le fil de tomber.
Ce dernier est nécessaire en quantité telle qu'il remplit tout l'espace interne.
La conception est fermée, un adaptateur est placé.
Ensuite, une bobine est construite à partir de ce tuyau. Pour ce faire, enveloppez-le avec du fil déjà préparé. Le nombre de tours doit être respecté : minimum 80, maximum 90.
Après connexion au système de chauffage, de l'eau est versée dans l'appareil. La bobine est connectée à l'onduleur préparé.
Une pompe à eau est installée.
Le régulateur de température est installé.

Ainsi, le calcul du chauffage par induction dépendra des paramètres suivants : longueur, diamètre, température et temps de traitement

Faites attention à l'inductance des pneus menant à l'inducteur, qui peut être beaucoup plus élevée que l'inducteur lui-même.

Chauffage par induction de haute précision

Un tel chauffage a le principe le plus simple, puisqu'il est sans contact. Le chauffage pulsé à haute fréquence permet d'atteindre les conditions de température les plus élevées, dans lesquelles il est possible de traiter les métaux les plus difficiles à fondre. Pour effectuer le chauffage par induction, il est nécessaire de créer la tension requise de 12V (volts) et la fréquence de l'inductance dans les champs électromagnétiques.

Cela peut être fait dans un appareil spécial - une inductance. Il est alimenté en électricité par une alimentation industrielle à 50 Hz.

Il est possible d'utiliser des alimentations individuelles pour cela - convertisseurs / générateurs. Le dispositif le plus simple pour un appareil basse fréquence est une spirale (conducteur isolé), qui peut être placée à l'intérieur d'un tuyau métallique ou enroulée autour de celui-ci. Les courants passants chauffent le tube, qui, à l'avenir, donnera de la chaleur au salon.

L'utilisation du chauffage par induction à des fréquences minimales n'est pas un phénomène fréquent. Le traitement le plus courant des métaux à une fréquence supérieure ou moyenne. De tels dispositifs se distinguent par le fait que l'onde magnétique va à la surface, où elle se désintègre. L'énergie est convertie en chaleur. Pour que l'effet soit meilleur, les deux composants doivent avoir une forme similaire. Où la chaleur est-elle appliquée ?

Aujourd'hui, l'utilisation du chauffage à haute fréquence est répandue:

Pour la fusion des métaux et leur brasage par une méthode sans contact ;
Industrie de l'ingénierie ;
Entreprise de bijoux ;
Création de petits éléments (planches) qui peuvent être endommagés lors de l'utilisation d'autres techniques ;
Durcissement des surfaces des pièces, différentes configurations ;
Traitement thermique des pièces;
Pratique médicale (désinfection des appareils/instruments).

Le chauffage peut résoudre de nombreux problèmes.

Qu'est-ce que le chauffage par induction

Comment fonctionne un chauffe-eau à induction.

Le dispositif à induction fonctionne sur l'énergie générée par le champ électromagnétique. Il est absorbé par le caloporteur, puis le restitue aux locaux :

Un inducteur crée un champ électromagnétique dans un tel chauffe-eau. Il s'agit d'une bobine de fil cylindrique multi-tours.
La traversant, un courant électrique alternatif autour de la bobine génère un champ magnétique.
Ses lignes sont placées perpendiculairement au vecteur de flux électromagnétique. Lorsqu'ils sont déplacés, ils recréent un cercle fermé.
Les courants de Foucault créés par le courant alternatif convertissent l'énergie de l'électricité en chaleur.

L'énergie thermique pendant le chauffage par induction est dépensée avec parcimonie et à un faible taux de chauffage. Grâce à cela, le dispositif à induction porte l'eau du système de chauffage à une température élevée en peu de temps.

Caractéristiques de l'appareil

Le courant électrique est connecté à l'enroulement primaire.

Le chauffage par induction est réalisé à l'aide d'un transformateur. Il se compose d'une paire d'enroulements:

externe (primaire);
court-circuit interne (secondaire).

Les courants de Foucault se produisent dans la partie profonde du transformateur. Ils redirigent le champ électromagnétique émergent vers le circuit secondaire. Il remplit simultanément la fonction du corps et agit comme un élément chauffant pour l'eau.

Avec une augmentation de la densité des flux tourbillonnaires dirigés vers le noyau, celui-ci se réchauffe d'abord, puis l'ensemble de l'élément thermique.

Pour fournir de l'eau froide et retirer le liquide de refroidissement préparé du système de chauffage, le chauffage par induction est équipé d'une paire de tuyaux :

La partie inférieure est installée à l'entrée de l'alimentation en eau.
Le tuyau de dérivation supérieur - vers la section d'alimentation du système de chauffage.

De quels éléments l'appareil est-il composé et comment fonctionne-t-il

Le chauffe-eau à induction se compose des éléments structurels suivants :

Une photo	Nœud structurel
	Inducteur. Il se compose de nombreuses bobines de fil de cuivre. Ils génèrent un champ électromagnétique.
	Élément chauffant. Il s'agit d'un tuyau constitué de garnitures en fil métallique ou en acier placé à l'intérieur de l'inducteur.
	Générateur. Il transforme l'électricité domestique en courant électrique à haute fréquence. Le rôle du générateur peut être joué par un onduleur de la machine à souder.

Le schéma de fonctionnement du système de chauffage avec un chauffe-eau à induction.

Lorsque tous les composants de l'appareil interagissent, de l'énergie thermique est générée et transférée à l'eau. Le schéma de fonctionnement de l'unité est le suivant:

Le générateur produit un courant électrique à haute fréquence. Il le transmet ensuite à une bobine d'induction.
Elle, ayant perçu le courant, le transforme en un champ magnétique électrique.
Le réchauffeur, situé à l'intérieur de la bobine, est chauffé par l'action de flux tourbillonnaires qui apparaissent en raison d'une modification du vecteur champ magnétique.
L'eau circulant à l'intérieur de l'élément est chauffée par celui-ci. Ensuite, il entre dans le système de chauffage.

Avantages et inconvénients de la méthode de chauffage par induction

L'appareil est compact et prend peu de place.

Les appareils de chauffage par induction sont dotés de tels avantages:

haut niveau d'efficacité;
n'ont pas besoin d'entretien fréquent;
ils occupent peu d'espace libre ;
en raison des vibrations du champ magnétique, le tartre ne s'y dépose pas;
les appareils sont silencieux ;
ils sont en sécurité;
en raison de l'étanchéité du boîtier, il n'y a pas de fuites;
le fonctionnement de l'appareil de chauffage est entièrement automatisé ;
l'appareil est respectueux de l'environnement, n'émet pas de suie, de suie, de monoxyde de carbone, etc.

Sur la photo - une chaudière à induction pour le chauffage de l'eau en usine.

Le principal inconvénient de l'appareil est le coût élevé de ses modèles d'usine..

Cependant, cet inconvénient peut être compensé si vous assemblez un appareil de chauffage par induction de vos propres mains. L'ensemble est monté à partir d'éléments facilement accessibles, leur prix est bas.

Avantages de l'utilisation de tous les types d'appareils de chauffage par induction

Le chauffage par induction présente des avantages incontestables et est le leader parmi tous les types d'appareils. Cet avantage consiste en ce qui suit :

Il consomme moins d'électricité et ne pollue pas l'environnement.
Facile à utiliser, il fournit un travail de haute qualité et vous permet de contrôler le processus.
Le chauffage à travers les parois de la chambre offre une pureté particulière et la possibilité d'obtenir des alliages ultra-purs, tandis que la fusion peut être effectuée dans différentes atmosphères, y compris des gaz inertes et sous vide.
Avec son aide, un chauffage uniforme des détails de toute forme ou un chauffage sélectif est possible.
Enfin, les radiateurs à induction sont universels, ce qui leur permet d'être utilisés partout, en remplacement d'installations obsolètes énergivores et inefficaces.

Lorsque vous fabriquez un appareil de chauffage par induction de vos propres mains, vous devez vous soucier de la sécurité de l'appareil. Pour ce faire, il est nécessaire de se laisser guider par les règles suivantes qui augmentent le niveau de fiabilité du système global :

Une soupape de sécurité doit être insérée dans le té supérieur pour soulager la surpression. Sinon, si la pompe de circulation tombe en panne, le noyau éclatera simplement sous l'influence de la vapeur. En règle générale, le schéma d'un simple appareil de chauffage par induction prévoit de tels moments.
L'onduleur est connecté au réseau uniquement via le RCD. Cet appareil fonctionne dans des situations critiques et aidera à éviter un court-circuit.
L'onduleur de soudage doit être mis à la terre en dirigeant le câble vers un circuit métallique spécial monté dans le sol derrière les murs de la structure.
Le corps du radiateur à induction doit être placé à une hauteur de 80 cm au-dessus du sol. De plus, la distance au plafond doit être d'au moins 70 cm et aux autres meubles de plus de 30 cm.
Un appareil de chauffage par induction est une source de champ électromagnétique très puissant, cette installation doit donc être tenue à l'écart des locaux d'habitation et des enclos avec des animaux domestiques.

Schéma d'un chauffage par induction

Grâce à la découverte par M. Faraday en 1831 du phénomène d'induction électromagnétique, de nombreux appareils sont apparus dans notre vie moderne qui chauffent l'eau et d'autres fluides. Chaque jour, nous utilisons une bouilloire électrique avec un disque chauffant, un multicuiseur, une plaque à induction, puisque ce n'est qu'à notre époque que nous avons réussi à concrétiser cette découverte pour la vie de tous les jours. Auparavant, il était utilisé dans les branches métallurgiques et autres de l'industrie métallurgique.

La chaudière à induction d'usine utilise dans son travail le principe de l'action des courants de Foucault sur un noyau métallique placé à l'intérieur de la bobine. Les courants de Foucault de Foucault sont de nature superficielle, il est donc logique d'utiliser un tuyau métallique creux comme noyau, à travers lequel circule un liquide de refroidissement chauffé.

Le principe de fonctionnement du chauffage par induction

L'apparition de courants est due à la fourniture d'une tension électrique alternative au bobinage, provoquant l'apparition d'un champ électromagnétique alternatif qui change de potentiel 50 fois par seconde à une fréquence industrielle normale de 50 Hz. Dans le même temps, la bobine d'induction est conçue de manière à pouvoir être connectée directement au secteur AC. Dans l'industrie, des courants à haute fréquence sont utilisés pour un tel chauffage - jusqu'à 1 MHz, il n'est donc pas facile d'obtenir un fonctionnement de l'appareil à une fréquence de 50 Hz.

L'épaisseur du fil de cuivre et le nombre de tours d'enroulement utilisés par les chauffe-eau à induction sont calculés séparément pour chaque unité en utilisant une méthode spéciale pour la puissance calorifique requise. Le produit doit fonctionner efficacement, chauffer rapidement l'eau qui coule dans le tuyau et en même temps ne pas surchauffer. Les entreprises investissent beaucoup d'argent dans le développement et la mise en œuvre de tels produits, de sorte que toutes les tâches sont résolues avec succès et que l'indicateur d'efficacité du chauffage est de 98%.

En plus d'un rendement élevé, la vitesse à laquelle le fluide traversant le noyau est chauffé est particulièrement attrayante. La figure montre un schéma de fonctionnement d'un appareil de chauffage par induction fabriqué en usine. Un tel schéma est utilisé dans les unités de la marque bien connue "VIN", produites par l'usine d'Izhevsk.

Schéma de fonctionnement du réchauffeur

La durabilité du générateur de chaleur ne dépend que de l'étanchéité du boîtier et de l'intégrité de l'isolation des spires du fil, et cela s'avère être une période assez longue, déclarent les fabricants - jusqu'à 30 ans. Pour tous ces avantages que possèdent réellement ces appareils, il faut débourser beaucoup d'argent, un chauffe-eau à induction est le plus cher de tous les types d'installations électriques de chauffage. Pour cette raison, certains artisans se sont lancés dans la fabrication d'un appareil artisanal afin de l'utiliser pour chauffer la maison.

Processus de fabrication de bricolage

Les outils suivants seront utiles pour le travail:

inverseur de soudage;
soudage générant un courant d'une puissance de 15 ampères.

Vous aurez également besoin de fil de cuivre, qui est enroulé autour du corps central. L'appareil agira comme un inducteur. Les contacts de fil sont connectés aux bornes de l'onduleur de sorte qu'aucune torsion ne se forme. Le morceau de matériau nécessaire pour assembler le noyau doit être de la bonne longueur. En moyenne, le nombre de tours est de 50, le diamètre du fil est de 3 millimètres.

Fil de cuivre de différents diamètres pour bobinage

Passons maintenant au noyau. Dans son rôle sera un tuyau en polymère en polyéthylène. Ce type de plastique peut supporter des températures assez élevées. Diamètre du noyau - 50 millimètres, épaisseur de paroi - au moins 3 mm. Cette pièce sert de jauge sur laquelle est enroulé un fil de cuivre, formant une inductance. Presque tout le monde peut assembler le chauffe-eau à induction le plus simple.

Sur la vidéo, vous verrez un moyen - comment organiser indépendamment le chauffage par induction de l'eau pour le chauffage:

Première option

Le fil est coupé en segments de 50 mm, un tube en plastique en est rempli. Pour éviter qu'il ne déborde du tuyau, bouchez les extrémités avec un treillis métallique. Aux extrémités, des adaptateurs sont placés à partir du tuyau, à l'endroit où le réchauffeur est connecté.

Un bobinage est bobiné sur le corps de ce dernier avec du fil de cuivre. Pour cela, vous avez besoin d'environ 17 mètres de fil : vous devez faire 90 tours, le diamètre du tuyau est de 60 millimètres. 3,14×60×90=17m.

C'est important de savoir ! Lors de la vérification du fonctionnement de l'appareil, assurez-vous qu'il contient de l'eau (liquide de refroidissement). Sinon, le corps de l'appareil fondra rapidement.
. Le tuyau s'écrase dans le pipeline

Le réchauffeur est connecté à l'onduleur. Il reste à remplir l'appareil d'eau et à l'allumer. Tout est prêt !

Le tuyau s'écrase dans le pipeline. Le réchauffeur est connecté à l'onduleur. Il reste à remplir l'appareil d'eau et à l'allumer. Tout est prêt !

Deuxième option

Cette option est beaucoup plus simple. Une section droite d'une taille de mètre est sélectionnée sur la partie verticale du tuyau. Il doit être soigneusement nettoyé de la peinture à l'aide de papier de verre. De plus, cette section du tuyau est recouverte de trois couches de tissu électrique. Une bobine d'induction est enroulée avec du fil de cuivre. L'ensemble du système de connexion est bien isolé. Vous pouvez maintenant connecter l'onduleur de soudage et le processus d'assemblage est terminé.

Bobine d'induction enveloppée de fil de cuivre

Avant de commencer à fabriquer un chauffe-eau de vos propres mains, il est conseillé de vous familiariser avec les caractéristiques des produits d'usine et d'étudier leurs dessins. Cela aidera à comprendre les données initiales de l'équipement fait maison et à éviter d'éventuelles erreurs.

Troisième choix

Pour fabriquer le réchauffeur de cette manière plus compliquée, vous devez utiliser le soudage. Pour fonctionner, vous avez toujours besoin d'un transformateur triphasé. Deux tuyaux doivent être soudés l'un dans l'autre, ce qui agira comme un réchauffeur et un noyau. Un enroulement est enroulé sur le corps de l'inducteur. Cela augmente les performances de l'appareil, qui a une taille compacte, ce qui est très pratique pour son utilisation à la maison.

Bobinage sur le corps de l'inducteur

Pour l'alimentation en eau et le drainage, 2 tuyaux de dérivation sont soudés dans le corps de l'inducteur. Afin de ne pas perdre de chaleur et d'éviter d'éventuelles fuites de courant, une isolation doit être réalisée. Cela éliminera les problèmes décrits ci-dessus et éliminera complètement l'apparition de bruit lors du fonctionnement de la chaudière.

Selon les caractéristiques de conception, on distingue les fours à induction au sol et de bureau. Quelle que soit l'option choisie, il existe plusieurs règles de base pour l'installation :

Lorsque l'équipement est en fonctionnement, le réseau électrique est soumis à une forte charge. Afin d'exclure la possibilité d'un court-circuit dû à l'usure de l'isolation, une mise à la terre de haute qualité doit être effectuée lors de l'installation.
La conception a un circuit de refroidissement par eau, ce qui élimine la possibilité de surchauffe des éléments principaux. C'est pourquoi il est nécessaire d'assurer une remontée d'eau fiable.
Si un four de bureau est installé, il convient de prêter attention à la stabilité de la base utilisée.
Le four de fusion des métaux est un appareil électrique complexe dont l'installation doit suivre toutes les préconisations du constructeur. Une attention particulière est portée aux paramètres de la source d'alimentation, qui doivent correspondre au modèle de l'appareil.
N'oubliez pas qu'il doit y avoir beaucoup d'espace libre autour du poêle. Pendant le fonctionnement, même une petite masse fondue en termes de volume et de masse peut éclabousser accidentellement du moule. À des températures supérieures à 1000 degrés Celsius, cela causera des dommages irréparables à divers matériaux et peut également provoquer un incendie.

L'appareil peut devenir très chaud pendant le fonctionnement. C'est pourquoi il ne doit pas y avoir de substances inflammables ou explosives à proximité. De plus, selon les règles de sécurité incendie, à proximité être installé pare-feu.

Les règles de sécurité

pour les systèmes de chauffage utilisant le chauffage par induction, il est important de respecter quelques règles pour éviter les fuites, les pertes d'efficacité, la consommation d'énergie, les accidents. . Les systèmes de chauffage par induction nécessitent une soupape de sécurité pour libérer l'eau et la vapeur en cas de panne de la pompe.

Pour éviter les défaillances dans le fonctionnement du réseau électrique, il est recommandé de connecter une chaudière à faire soi-même avec chauffage par induction selon les schémas proposés à une ligne d'alimentation séparée, dont la section de câble sera d'au moins 5 mm2

Le câblage ordinaire peut ne pas être en mesure de supporter la consommation électrique requise.

Les systèmes de chauffage par induction nécessitent une soupape de sécurité pour libérer l'eau et la vapeur en cas de panne de la pompe.
Un manomètre et un RCD sont nécessaires pour le fonctionnement en toute sécurité d'un système de chauffage à faire soi-même.
La présence d'une mise à la terre et d'une isolation électrique de l'ensemble du système de chauffage par induction empêchera les chocs électriques.
Afin d'éviter les effets nocifs du champ électromagnétique sur le corps humain, il est préférable d'emporter ces systèmes en dehors de la zone résidentielle, où les règles d'installation doivent être respectées, selon lesquelles l'appareil de chauffage par induction doit être placé à une distance de 80 cm de l'horizontale (sol et plafond) et 30 cm des surfaces verticales.
Avant d'allumer le système, assurez-vous de vérifier la présence du liquide de refroidissement.
Pour éviter les pannes de courant, il est recommandé de connecter une chaudière à induction à faire soi-même selon les schémas proposés à une ligne d'alimentation séparée, dont la section de câble sera d'au moins 5 mm2. Le câblage ordinaire peut ne pas être en mesure de supporter la consommation électrique requise.

Créer des luminaires sophistiqués

Il est plus difficile de réaliser une installation de chauffage HDTV de vos propres mains, mais elle est soumise aux radioamateurs, car pour la collecter, vous aurez besoin d'un circuit multivibrateur. Le principe de fonctionnement est similaire - les courants de Foucault résultant de l'interaction de la charge métallique au centre de la bobine et de son propre champ hautement magnétique chauffent la surface.

Conception d'installations HDTV

Étant donné que même de petites bobines produisent un courant d'environ 100 A, une capacité de résonance devra leur être connectée pour équilibrer la poussée d'induction. Il existe 2 types de circuits de travail pour chauffer la TVHD à 12 V :

connecté au secteur.

électriques ciblés ;
connecté au secteur.

Dans le premier cas, une mini installation HDTV peut être montée en une heure. Même en l'absence de réseau 220 V, vous pouvez utiliser un tel générateur n'importe où, mais si vous avez des batteries de voiture comme sources d'alimentation. Bien sûr, il n'est pas assez puissant pour faire fondre le métal, mais il est capable de chauffer jusqu'aux hautes températures nécessaires au travail de précision, comme chauffer les couteaux et les tournevis au bleu. Pour le créer, vous devez acheter :

transistors à effet de champ BUZ11, IRFP460, IRFP240 ;
batterie de voiture à partir de 70 A / h;
condensateurs haute tension.

Le courant de l'alimentation 11 A est réduit à 6 A pendant le processus de chauffage en raison de la résistance du métal, mais le besoin de fils épais pouvant supporter un courant de 11-12 A demeure pour éviter la surchauffe.

Le deuxième circuit pour une installation de chauffage par induction dans un boîtier en plastique est plus complexe, basé sur le pilote IR2153, mais il est plus pratique de créer une résonance de 100k sur le régulateur qui l'utilise. Il est nécessaire de contrôler le circuit via un adaptateur réseau avec une tension d'au moins 12 V. Le bloc d'alimentation peut être connecté directement au réseau principal de 220 V à l'aide d'un pont de diodes. La fréquence de résonance est de 30 kHz. Les éléments suivants seront nécessaires :

noyau de ferrite 10 mm et starter 20 tours;
tube de cuivre en bobine HDTV de 25 spires par mandrin de 5 à 8 cm ;
condensateurs 250 V.

Réchauffeurs vortex

Une installation plus puissante, capable de chauffer les boulons au jaune, peut être assemblée selon un schéma simple. Mais pendant le fonctionnement, la génération de chaleur sera assez importante, il est donc recommandé d'installer des radiateurs sur des transistors. Vous aurez également besoin d'un starter, que vous pouvez emprunter à l'alimentation de n'importe quel ordinateur, et des matériaux auxiliaires suivants :

fil ferromagnétique en acier;
fil de cuivre 1,5 mm;
transistors à effet de champ et diodes pour tension inverse à partir de 500 V ;
diodes Zener d'une puissance de 2-3 W avec un calcul de 15 V;
résistances simples.

Selon le résultat souhaité, l'enroulement du fil sur la base en cuivre est de 10 à 30 tours. Vient ensuite le montage du circuit et la préparation de la bobine de base du radiateur à partir d'environ 7 spires de fil de cuivre de 1,5 mm. Il se connecte au circuit puis à l'électricité.

Les artisans familiarisés avec le soudage et l'utilisation d'un transformateur triphasé peuvent encore augmenter l'efficacité de l'appareil tout en réduisant le poids et la taille. Pour ce faire, il faut souder les bases de deux tuyaux, qui serviront à la fois de noyau et de réchauffeur, et après enroulement, souder deux tuyaux dans le corps pour alimenter et évacuer le liquide de refroidissement.

Avantages et inconvénients

Après avoir traité du principe de fonctionnement du chauffage par induction, vous pouvez considérer ses côtés positifs et négatifs. Compte tenu de la grande popularité de ce type de générateurs de chaleur, on peut supposer qu'il présente beaucoup plus d'avantages que d'inconvénients. Parmi les avantages les plus significatifs, citons :

Simplicité de conception.
Haut taux d'efficacité.
Longue durée de vie.
Petit risque d'endommagement de l'appareil.
Des économies d'énergie importantes.

Étant donné que l'indicateur de performance d'une chaudière à induction se situe dans une large plage, il est possible de choisir sans problème une unité pour un système de chauffage de bâtiment spécifique. Ces appareils sont capables de chauffer rapidement le liquide de refroidissement à une température prédéterminée, ce qui en fait un concurrent digne des chaudières traditionnelles.

Pendant le fonctionnement du chauffage par induction, une légère vibration est observée, à cause de laquelle le tartre est secoué des tuyaux. En conséquence, l'unité peut être nettoyée moins fréquemment. Le liquide de refroidissement étant en contact permanent avec l'élément chauffant, les risques de sa défaillance sont relativement faibles.

Partie 1. CHAUDIÈRE À INDUCTION DIY - c'est facile. Accessoire pour plaque à induction.

Si aucune erreur n'a été commise lors de l'installation de la chaudière à induction, les fuites sont pratiquement exclues. Cela est dû au transfert sans contact de l'énergie thermique vers le radiateur. Utilisation de la technologie de chauffage de l'eau par induction vous permet de l'amener presque à l'état gazeux. Ainsi, un mouvement efficace de l'eau à travers les tuyaux est obtenu et, dans certaines situations, il est même possible de se passer de l'utilisation d'unités de pompage de circulation.

Malheureusement, les dispositifs idéaux n'existent pas aujourd'hui. Outre un grand nombre d'avantages, les appareils de chauffage par induction présentent également un certain nombre d'inconvénients. Étant donné que l'unité nécessite de l'électricité pour fonctionner, elle ne pourra pas fonctionner avec une efficacité maximale dans les régions où les pannes de courant sont fréquentes. Lorsque le liquide de refroidissement surchauffe, la pression dans le système augmente fortement et les tuyaux peuvent se rompre. Pour éviter cela, le chauffage par induction doit être équipé d'un dispositif d'arrêt d'urgence.

Chauffage à induction bricolage

Principe de fonctionnement du chauffage par induction

Le fonctionnement d'un chauffage par induction utilise l'énergie d'un champ électromagnétique, que l'objet chauffé absorbe et convertit en chaleur. Pour générer un champ magnétique, on utilise un inducteur, c'est-à-dire une bobine cylindrique multitour. En traversant cette inductance, un courant électrique alternatif crée un champ magnétique alternatif autour de la bobine.

Un chauffe-onduleur fait maison vous permet de chauffer rapidement et à des températures très élevées. Avec l'aide de tels appareils, vous pouvez non seulement chauffer de l'eau, mais même faire fondre divers métaux.

Si un objet chauffé est placé à l'intérieur ou à proximité de l'inducteur, il sera percé par le flux du vecteur d'induction magnétique, qui évolue constamment dans le temps. Dans ce cas, un champ électrique apparaît, dont les lignes sont situées perpendiculairement à la direction du flux magnétique et se déplacent dans un cercle vicieux. Grâce à ces flux vortex, l'énergie électrique est transformée en énergie thermique et l'objet s'échauffe.

Ainsi, l'énergie électrique de l'inducteur est transférée à l'objet sans utiliser de contacts, comme cela se produit dans les fours à résistance. En conséquence, l'énergie thermique est dépensée plus efficacement et le taux de chauffage augmente considérablement. Ce principe est largement utilisé dans le domaine de la transformation des métaux : sa fusion, son forgeage, sa brasure, etc. Avec non moins de succès, un réchauffeur à induction vortex peut être utilisé pour chauffer de l'eau.

Appareils de chauffage par induction à haute fréquence

La gamme d'applications la plus large concerne les appareils de chauffage par induction à haute fréquence. Les radiateurs se caractérisent par une fréquence élevée de 30 à 100 kHz et une large plage de puissance de 15 à 160 kW. Le type haute fréquence fournit une faible profondeur de chauffage, mais cela suffit pour améliorer les propriétés chimiques du métal.

Les appareils de chauffage par induction à haute fréquence sont faciles à utiliser et économiques, tandis que leur efficacité peut atteindre 95 %. Tous les types fonctionnent en continu pendant une longue période et la version à deux blocs (lorsque le transformateur haute fréquence est placé dans un bloc séparé) permet un fonctionnement 24 heures sur 24. Le radiateur dispose de 28 types de protections, chacune étant responsable de sa propre fonction. Exemple : contrôle de la pression d'eau dans le système de refroidissement.

Chauffage par induction 60 kW Perm
Chauffage à induction 65 kW Novossibirsk
Chauffage à induction 60 kW Krasnoïarsk
Chauffage à induction 60 kW Kalouga
Chauffage par induction 100 kW Novossibirsk
Chauffage à induction 120 kW Ekaterinbourg
Chauffage à induction 160 kW Samara

Application:

engrenage trempé en surface
durcissement de l'arbre
durcissement des roues de grue
chauffer les pièces avant de les plier
soudure de fraises, fraises, forets
chauffer la pièce lors de l'emboutissage à chaud
boulon d'atterrissage
soudage et rechargement des métaux
restauration des détails.

La fusion du métal par induction est largement utilisée dans diverses industries : métallurgie, ingénierie, bijouterie. Un simple four à induction pour faire fondre le métal à la maison peut être assemblé de vos propres mains.

principe de fonctionnement
Le chauffage et la fusion des métaux dans les fours à induction se produisent en raison du chauffage interne et des modifications du réseau cristallin du métal lorsque des courants de Foucault à haute fréquence le traversent. Ce processus est basé sur le phénomène de résonance, dans lequel les courants de Foucault ont une valeur maximale. Pour provoquer la circulation des courants de Foucault à travers le métal fondu, celui-ci est placé dans la zone d'action du champ électromagnétique de l'inducteur - la bobine. Il peut avoir la forme d'une spirale, d'un huit ou d'un trèfle. La forme de l'inducteur dépend de la taille et de la forme de la pièce chauffée.
La bobine d'inductance est connectée à une source de courant alternatif. Dans les fours de fusion industriels, des courants de fréquence industriels de 50 Hz sont utilisés; pour la fusion de petits volumes de métaux dans les bijoux, des générateurs haute fréquence sont utilisés, car ils sont plus efficaces.

sortes
Les courants de Foucault sont fermés le long d'un circuit limité par le champ magnétique de l'inducteur. Par conséquent, le chauffage des éléments conducteurs est possible à la fois à l'intérieur de la bobine et depuis son côté extérieur. Par conséquent, les fours à induction sont de deux types :
canal, dans lequel les canaux situés autour de l'inducteur sont le récipient pour la fusion des métaux, et le noyau est situé à l'intérieur de celui-ci;
creuset, ils utilisent un récipient spécial - un creuset en matériau résistant à la chaleur, généralement amovible.

Le four à canal est trop grand et conçu pour des volumes industriels de fusion de métaux. Il est utilisé dans la fusion de la fonte, de l'aluminium et d'autres métaux non ferreux. Le four à creuset est assez compact, il est utilisé par les bijoutiers, les radioamateurs, un tel four peut être assemblé à la main et utilisé à la maison.

dispositif
Un four artisanal pour la fusion des métaux a une conception assez simple et se compose de trois blocs principaux placés dans un boîtier commun:
alternateur haute fréquence ;
inducteur - un enroulement en spirale en fil de cuivre ou en tube, fabriqué à la main;
creuset.

Le creuset est placé dans une inductance, les extrémités de l'enroulement sont reliées à une source de courant. Lorsque le courant circule dans l'enroulement, un champ électromagnétique avec un vecteur variable apparaît autour de lui. Dans un champ magnétique, des courants de Foucault apparaissent, dirigés perpendiculairement à son vecteur, et traversent une boucle fermée à l'intérieur de l'enroulement. Ils traversent le métal placé dans le creuset, tout en le chauffant jusqu'au point de fusion.

Four à induction et ses avantages :

Chauffage rapide et uniforme du métal immédiatement après la mise en marche de l'appareil ;
directivité du chauffage - seul le métal est chauffé et non l'ensemble de l'installation;
vitesse de fusion élevée et homogénéité de la masse fondue ;
il n'y a pas d'évaporation des composants d'alliage du métal ;
l'installation est écologique et sûre.

Un onduleur de soudage peut être utilisé comme générateur d'un four à induction pour la fusion du métal. Vous pouvez également assembler le générateur selon les schémas ci-dessous avec vos propres mains.

Four de fusion de métal sur onduleur de soudage
Cette conception est simple et sûre car tous les onduleurs sont équipés d'une protection interne contre les surcharges. L'assemblage complet du four dans ce cas revient à fabriquer un inducteur de vos propres mains. Il est généralement réalisé sous la forme d'une spirale à partir d'un tube en cuivre à paroi mince d'un diamètre de 8 à 10 mm. Il est plié selon un gabarit du diamètre souhaité, en plaçant les spires à une distance de 5 à 8 mm. Le nombre de tours est de 7 à 12, selon le diamètre et les caractéristiques de l'onduleur. La résistance totale de l'inductance doit être telle qu'elle ne provoque pas de surintensité dans l'onduleur, sinon elle sera déclenchée par la protection interne. L'inducteur peut être monté dans un boîtier en graphite ou en textolite et un creuset peut être installé à l'intérieur. Vous pouvez simplement poser l'inducteur sur une surface résistante à la chaleur. Le boîtier ne doit pas conduire le courant, sinon des courts-circuits de courants de Foucault le traverseront et la puissance de l'installation diminuera. Pour la même raison, il n'est pas recommandé de placer des corps étrangers dans la zone de fusion. Lorsque vous travaillez à partir d'un onduleur de soudage, son boîtier doit être mis à la terre ! La prise et le câblage doivent être dimensionnés pour le courant consommé par l'onduleur.

Four à induction à transistor : circuit

Il existe de nombreuses façons d'assembler un appareil de chauffage par induction de vos propres mains.
Pour assembler l'installation de vos propres mains, vous aurez besoin des pièces et matériaux suivants:
deux transistors à effet de champ de type IRFZ44V ;
deux diodes UF4007 (vous pouvez également utiliser UF4001)
résistance 470 Ohm, 1 W (vous pouvez prendre deux 0,5 W connectés en série chacun)
condensateurs à film pour 250 V : 3 pièces d'une capacité de 1 microfarad ; 4 pièces - 220 nF ; 1 pièce - 470 nF ; 1 pièce - 330 nF ;
fils de bobinage en cuivre dans une isolation émaillée Ø1,2 mm;
fils de bobinage en cuivre dans une isolation émaillée Ø2 mm;
deux sonneries de selfs prélevées sur l'alimentation d'un ordinateur.

* Les transistors à effet de champ sont montés sur des radiateurs. Étant donné que le circuit devient très chaud pendant le fonctionnement, les dissipateurs thermiques doivent être suffisamment grands. Vous pouvez également les installer sur un radiateur, mais vous devez ensuite isoler les transistors du métal à l'aide de joints et de rondelles en caoutchouc et en plastique.
* Il faut faire deux selfs. Pour leur fabrication, un fil de cuivre d'un diamètre de 1,2 mm est nécessaire, il est enroulé sur des anneaux prélevés sur l'alimentation de n'importe quel ordinateur. Ces anneaux sont en fer ferromagnétique en poudre. Ils doivent être enroulés de 7 à 15 tours de fil, en essayant de maintenir la distance entre les tours.
* Rassemblez les condensateurs ci-dessus dans une batterie d'une capacité totale de 4,7 microfarads. Les condensateurs sont connectés en parallèle.
* Réaliser le bobinage de l'inducteur en fil de cuivre d'un diamètre de 2 mm. 7-8 tours d'enroulement sont enroulés sur un objet cylindrique adapté au diamètre du creuset, laissant des extrémités suffisamment longues pour se connecter au circuit.
* Connectez les éléments sur le tableau selon le schéma. Une batterie de 12 V, 7,2 A/h est utilisée comme source d'alimentation. Le courant en mode de fonctionnement est d'environ 10 A, la capacité de la batterie dans ce cas est suffisante pour environ 40 minutes. Si nécessaire, le corps du four est réalisé en un matériau résistant à la chaleur, par exemple en textolite. La puissance de l'appareil peut être modifiée en modifiant le nombre de tours de l'enroulement de l'inducteur et leur diamètre.

Lors d'un fonctionnement prolongé, les éléments chauffants peuvent surchauffer ! Vous pouvez utiliser un ventilateur pour les refroidir.

Four à induction à lampe

Un four à induction plus puissant pour la fusion des métaux peut être assemblé à la main sur des tubes à vide. Pour générer un courant haute fréquence, 4 lampes à faisceau connectées en parallèle sont utilisées. En tant qu'inducteur, un tube de cuivre d'un diamètre de 10 mm est utilisé. L'unité est équipée d'un condensateur ajustable pour le contrôle de la puissance. La fréquence semble être de 27,12 MHz.

Pour faire un schéma, il vous faut :
4 tubes à vide - tétrodes, vous pouvez utiliser 6L6, 6P3 ou G807 ;
4 selfs pour 100 ... 1000 μH ;
4 condensateurs à 0,01 uF ;
lampe témoin au néon;
condensateur d'accord.

Assemblage de l'appareil de vos propres mains:
1. Un inducteur est fabriqué à partir d'un tube de cuivre, le pliant en forme de spirale. Le diamètre des spires est de 8-15 cm, la distance entre les spires est d'au moins 5 mm. Les extrémités sont ratées. Le diamètre de l'inducteur doit être supérieur de 10 mm au diamètre du creuset placé à l'intérieur.
2. Placez l'inducteur dans le boîtier. Il peut être réalisé en un matériau non conducteur résistant à la chaleur, ou en métal, assurant une isolation thermique et électrique des éléments du circuit.
3. Collectez des cascades de lampes selon le schéma avec des condensateurs et des selfs. Les cascades sont connectées en parallèle.
4. Connectez une lampe témoin au néon - elle signalera que le circuit est prêt à fonctionner. La lampe est amenée dans le boîtier d'installation.
5. Un condensateur d'accord de capacité variable est inclus dans le circuit, sa poignée est également affichée sur le boîtier.

Four à induction - Refroidissement du circuit

Les fonderies industrielles sont équipées d'un système de refroidissement à eau forcée ou antigel. Le refroidissement de l'eau à la maison nécessitera des coûts supplémentaires dont le prix est comparable au coût de l'usine de fusion des métaux elle-même. Le refroidissement par air avec ventilateur est possible à condition que le ventilateur soit suffisamment éloigné. Sinon, l'enroulement métallique et d'autres éléments du ventilateur serviront de circuit supplémentaire pour fermer les courants de Foucault, ce qui réduira l'efficacité de l'installation. Les éléments des circuits électroniques et de la lampe peuvent également chauffer activement. Pour leur refroidissement, des radiateurs d'évacuation de la chaleur sont fournis.

Mesures de sécurité au travail
Le principal danger lorsque l'on travaille avec une installation artisanale est le risque de brûlure par les éléments chauffants de l'installation et le métal en fusion.
Le circuit de la lampe comprend des éléments à haute tension, il doit donc être placé dans un boîtier fermé, éliminant tout contact accidentel avec les éléments.
Le champ électromagnétique peut affecter des objets à l'extérieur du boîtier de l'instrument. Par conséquent, avant le travail, il est préférable de mettre des vêtements sans éléments métalliques, de retirer les appareils complexes de la zone de couverture : téléphones, appareils photo numériques.

Le four à induction pour la fusion des métaux à domicile peut également être utilisé pour chauffer rapidement des éléments métalliques, par exemple lors de leur étamage ou de leur mise en forme. Les caractéristiques des unités présentées peuvent être adaptées à une tâche spécifique en modifiant les paramètres de l'inducteur et le signal de sortie des groupes électrogènes - de cette façon, vous pouvez atteindre leur efficacité maximale.

Les radiateurs à induction peuvent être divisés en industriels et domestiques. Les fours à induction sont l'un des principaux moyens de générer de la chaleur pour la fusion du métal dans l'industrie métallurgique. Les appareils fonctionnant sur le principe de l'induction sont des équipements électriques complexes et sont commercialisés dans une large gamme.

La technologie de l'induction est à la base d'appareils de notre vie quotidienne tels que les fours à micro-ondes, les fours électriques, les cuisinières à induction, les chaudières à eau chaude, les fours à système de chauffage. Les cuisinières à induction sont pratiques, pratiques et économiques, mais nécessitent l'utilisation d'ustensiles spéciaux.

Les poêles les plus courants dans la vie quotidienne sont ceux avec un principe de fonctionnement à induction pour le chauffage des locaux. Les options pour un tel chauffage sont les chaufferies ou les unités autonomes. Les fours à induction de petite taille pour la fusion des métaux sont indispensables dans les bijoux et les petits ateliers.

Avantages de la fonte

Le chauffage par induction est direct, sans contact et son principe permet d'utiliser la chaleur générée avec une efficacité maximale. Le coefficient de performance (COP) lors de l'utilisation de cette méthode tend à 90%. Au cours du processus de fusion, il y a un mouvement thermique et électrodynamique du métal liquide, qui contribue à une température uniforme dans tout le volume d'un matériau homogène.

Le potentiel technologique de tels dispositifs crée des avantages :

performance - immédiatement après la mise sous tension, vous pouvez utiliser ;
grande vitesse du processus de fusion;
la possibilité d'ajuster la température de la masse fondue;
zone et orientation focalisée de l'énergie;
homogénéité du métal fondu;
absence de déchets d'éléments d'alliage;
la propreté et la sécurité de l'environnement.

Avantages de chauffage

Schème

Un artisan qui sait lire les circuits électriques est tout à fait capable de fabriquer de ses propres mains un four de chauffage ou un four de fusion par induction. La faisabilité d'installer une unité faite maison, chaque maître doit déterminer par lui-même. Il est également nécessaire d'être bien conscient du danger potentiel de telles structures exécutées illettrées.

Pour créer un four fonctionnel sans circuit prêt à l'emploi, vous devez avoir comprendre les bases de la physique chauffage par induction. Sans certaines connaissances, il n'est pas possible de concevoir et de monter un tel appareil électrique. La conception de l'appareil comprend le développement, la conception, la création de diagrammes.

Pour les propriétaires raisonnables qui ont besoin d'un four à induction sûr, le schéma est particulièrement important, car il combine toutes les réalisations d'un artisan à domicile. Des appareils aussi populaires que les fours à induction ont une variété de schémas d'assemblage, où les artisans ont le choix:

capacité du four;
fréquence de fonctionnement;
méthode de doublure.

Les caractéristiques

Lors de la création d'un four de fusion par induction de vos propres mains, vous devez tenir compte certaines spécifications, affectant la vitesse de fusion du métal :

puissance du générateur ;
fréquence d'impulsion ;
les pertes par courants de Foucault ;
les pertes par hystérésis ;
taux de transfert de chaleur (refroidissement).

Principe d'opération

La base du fonctionnement d'un four à induction est d'obtenir de la chaleur à partir de l'électricité produite champ électromagnétique alternatif(EMF) inductance (inductance). C'est-à-dire que l'énergie électromagnétique est convertie en énergie électrique vortex, puis en énergie thermique.

Fermé à l'intérieur des corps (courants de Foucault) émettent de l'énergie thermique, qui chauffe le métal de l'intérieur. La conversion d'énergie en plusieurs étapes ne réduit pas l'efficacité du four. En raison du principe de fonctionnement simple et de la possibilité d'auto-assemblage selon les schémas, la rentabilité de l'utilisation de tels appareils augmente.

Ces appareils performants en version simplifiée et aux dimensions réduites fonctionnent à partir d'un réseau 220V standard, mais un redresseur est nécessaire. Dans de tels dispositifs, seuls les matériaux électriquement conducteurs peuvent être chauffés et fondus.

Concevoir

Le dispositif à induction est une sorte de transformateur dans lequel le courant alternatif inductance - enroulement primaire, le corps chauffé est l'enroulement secondaire.

L'inducteur de chauffage à basse fréquence le plus simple peut être considéré comme un conducteur isolé (à noyau droit ou en spirale) situé à la surface ou à l'intérieur d'un tuyau métallique.

Les nœuds principaux de l'appareil, travaillant sur le principe de l'induction, considérons :

L'alimentation du générateur lance de puissants courants de différentes fréquences dans l'inducteur, ce qui crée un champ électromagnétique. Ce champ est la source de courants de Foucault qui sont absorbés par le métal et le font fondre.

Système de chauffage

Lors de l'installation d'appareils de chauffage par induction faits maison dans le système de chauffage, les artisans utilisent souvent des modèles bon marché d'onduleurs de soudage (convertisseurs CC-CA). La consommation d'énergie de l'onduleur est donc importante pour le fonctionnement continu de tels systèmes un câble d'une section de 4 à 6 mm2 est nécessaire au lieu des 2,5 mm2 habituels.

Ces systèmes de chauffage doivent être fermés et contrôlés automatiquement. De plus, pour la sécurité du travail, une pompe est nécessaire pour la circulation forcée du liquide de refroidissement, des dispositifs pour éliminer l'air qui est entré dans le système et un manomètre. L'appareil de chauffage doit être à une distance d'au moins 1 m du plafond et du sol, et d'au moins 30 cm des murs et des meubles.

Générateur

Les inducteurs sont alimentés à partir du réglage de fréquence industriel de 50 Hz en usine. Et à partir de générateurs et de convertisseurs de hautes, moyennes et basses fréquences (alimentations individuelles), les inductances fonctionnent au quotidien. L'implication la plus efficace dans l'assemblage de générateurs haute fréquence. Dans les mini-fours à induction peuvent être utilisés courants de fréquences différentes.

L'alternateur ne doit pas produire un spectre de courant dur. Selon l'un des schémas les plus populaires pour l'assemblage de fours à induction à domicile, une fréquence de générateur de 27,12 MHz est recommandée. L'un de ces générateurs est assemblé à partir de pièces :

4 tétrodes (tubes électroniques) de forte puissance (marque 6p3s), avec connexion parallèle ;
1 néon supplémentaire - indicateur de préparation de l'appareil au travail.

Inducteur

Diverses modifications de l'inducteur peuvent être présentées sous la forme d'un trèfle, d'un huit et d'autres options. Le centre du nœud est une ébauche électriquement conductrice en graphite ou en métal, autour de laquelle le conducteur est enroulé.

Bon jusqu'à des températures élevées brosses en graphite chauffées(fours de fusion) et spirale nichrome (réchauffeur). Le moyen le plus simple consiste à fabriquer un inducteur en forme de spirale dont le diamètre intérieur est de 80 à 150 mm. Le matériau du serpent chauffant du conducteur est également souvent un tube de cuivre ou un fil PEV 0,8.

Le nombre de spires du serpentin de chauffage doit être d'au moins 8–10. La distance requise entre les spires est de 5 à 7 mm et le diamètre du tube de cuivre est généralement de 10 mm. L'écart minimum entre l'inducteur et les autres parties de l'appareil doit être d'au moins 50 mm.

Sortes

Distinguer types de fours à induction fais le toi-même:

canal - le métal fondu est situé dans la goulotte autour du noyau de l'inducteur ;
creuset - le métal se trouve dans un creuset amovible à l'intérieur de l'inducteur.

Dans les grandes industries, les fours à canal fonctionnent à partir d'appareils à fréquence industrielle et les fours à creuset fonctionnent à des fréquences industrielles, moyennes et élevées. Dans l'industrie métallurgique, les fours de type creuset sont utilisés pour fondre :

fonte;
devenir;
cuivre;
magnésium;
aluminium;
métaux précieux.

Le type à canal des fours à induction est utilisé pour la fusion:

fonte;
divers métaux non ferreux et leurs alliages.

canalisé

Un four à induction à canaux doit avoir, lors de son chauffage, corps conducteur dans la zone de dissipation thermique. Lors du démarrage initial d'un tel four, du métal fondu est versé dans la zone de fusion ou un gabarit métallique préparé est inséré. Une fois la fusion du métal terminée, les matières premières ne sont pas complètement drainées, laissant un "marais" pour la prochaine fusion.

Creuset

Les fours à induction à creuset sont les plus appréciés des artisans car ils sont faciles à réaliser. Un creuset est un récipient amovible spécial placé dans un inducteur avec du métal pour un chauffage ou une fusion ultérieurs. Le creuset peut être en céramique, en acier, en graphite et en de nombreux autres matériaux. Il diffère du type de canal par l'absence de noyau.

Refroidissement

Augmente l'efficacité du four de fusion dans les environnements industriels et dans le refroidissement des petits appareils préfabriqués domestiques. En cas de travail court et de faible puissance d'un appareil fait maison, vous pouvez vous passer de cette fonction.

Il n'est pas possible pour un maître de maison d'effectuer lui-même la tâche de refroidissement. Crasse sur cuivre peut entraîner une perte de fonctionnement de l'appareil, par conséquent, un remplacement régulier de l'inducteur sera nécessaire.

Dans des conditions industrielles, le refroidissement par eau est utilisé, à l'aide d'antigel, et également combiné avec de l'air. Le refroidissement par air forcé dans les appareils électroménagers faits maison est inacceptable, car le ventilateur peut attirer l'EMF sur lui-même, ce qui entraînera une surchauffe du boîtier du ventilateur et une diminution de l'efficacité du four.

Sécurité

Lorsque vous travaillez avec le four, attention aux brûlures thermiques et tenir compte du risque d'incendie élevé de l'appareil. Lorsque les appareils sont en fonctionnement, ils ne doivent pas être déplacés. Une attention particulière doit être portée lors de l'installation de poêles de chauffage dans des locaux d'habitation.

Les champs électromagnétiques affectent et réchauffent tout l'espace environnant, et cette caractéristique est étroitement liée à la puissance et à la fréquence du rayonnement de l'appareil. Les appareils industriels puissants peuvent affecter les pièces métalliques à proximité, les tissus des personnes et les articles dans les poches des vêtements.

Il est nécessaire de prendre en compte l'impact possible de tels dispositifs lors du travail sur les personnes porteuses de stimulateurs cardiaques implantés. Lors de l'achat d'appareils avec un principe de fonctionnement par induction, vous devez lire attentivement le mode d'emploi.

Un four à induction est un appareil de four utilisé pour faire fondre des métaux non ferreux (bronze, aluminium, cuivre, or et autres) et ferreux (fonte, acier et autres) grâce au fonctionnement d'un inducteur. Un courant est produit dans le champ de son inducteur, il chauffe le métal et l'amène à un état fondu.

Effondrement

D'abord, un champ électromagnétique agira dessus, puis un courant électrique, et ensuite il passera par l'étage thermique. La conception simple d'un tel dispositif de four peut être assemblée indépendamment de divers moyens improvisés.

Principe d'opération

Un tel dispositif de four est un transformateur électrique avec un enroulement secondaire en court-circuit. Le principe de fonctionnement du four à induction est le suivant :

à l'aide d'un générateur, un courant alternatif est créé dans l'inducteur;
une inductance avec un condensateur crée un circuit oscillant, elle est accordée à la fréquence de fonctionnement ;
dans le cas de l'utilisation d'un générateur auto-oscillant, le condensateur est exclu du circuit de l'appareil et dans ce cas, la propre réserve de capacité de l'inductance est utilisée ;
le champ magnétique créé par l'inducteur peut exister dans l'espace libre ou être fermé à l'aide d'un noyau ferromagnétique individuel ;
le champ magnétique agit sur la pièce métallique ou la charge située dans l'inducteur et forme un flux magnétique ;
selon les équations de Maxwell, il induit un courant secondaire dans la pièce ;
avec un flux magnétique solide et massif, le courant généré se referme dans la pièce et le courant de Foucault ou courant de Foucault se crée ;
après la formation d'un tel courant, la loi Joule-Lenz entre en vigueur et l'énergie obtenue à l'aide d'un inducteur et d'un champ magnétique chauffe la billette ou la charge métallique.

Malgré le fonctionnement en plusieurs étapes, le dispositif de four à induction peut donner jusqu'à 100% d'efficacité sous vide ou à l'air. Si le milieu a une perméabilité magnétique, alors cet indicateur va augmenter, dans le cas d'un milieu issu d'un diélectrique non idéal, il va baisser.

Dispositif

Le four en question est une sorte de transformateur, mais seulement il n'a pas d'enroulement secondaire, il est remplacé par un échantillon de métal placé dans l'inducteur. Il conduira le courant, mais les diélectriques ne chauffent pas dans ce processus, ils restent froids.

La conception des fours à creuset à induction comprend un inducteur constitué de plusieurs spires d'un tube de cuivre enroulé sous la forme d'une bobine, le liquide de refroidissement se déplaçant constamment à l'intérieur. L'inducteur contient également un creuset, qui peut être en graphite, en acier et en d'autres matériaux.

En plus de l'inducteur, un noyau magnétique et une pierre de foyer sont installés dans le four, tout cela est enfermé dans le corps du four. Il comprend:

Dans les modèles de fours à haute puissance, l'enveloppe du bain est généralement rendue assez rigide, il n'y a donc pas de cadre dans un tel appareil. La fixation du corps doit supporter de fortes charges lorsque l'ensemble du four est incliné. La charpente est le plus souvent constituée de poutres profilées en acier.

Le four à induction à creuset pour la fusion du métal est installé sur une fondation dans laquelle des supports sont montés, les broches du mécanisme d'inclinaison de l'appareil reposent sur leurs roulements.

L'enveloppe du bain est constituée de tôles métalliques sur lesquelles des raidisseurs sont soudés pour plus de résistance.

Le boîtier de l'unité d'induction sert de liaison entre le transformateur du four et la pierre du foyer. Pour réduire les pertes de courant, il est constitué de deux moitiés, entre lesquelles un joint isolant est prévu.

La chape des moitiés est due aux boulons, rondelles et bagues. Un tel boîtier est coulé ou soudé; lors du choix d'un matériau, la préférence est donnée aux alliages non magnétiques. Le four sidérurgique à double chambre à induction est livré avec une enveloppe commune pour le bain et pour l'unité d'induction.

Dans les petits fours qui n'ont pas de refroidissement par eau, il y a une unité de ventilation, cela aide à éliminer l'excès de chaleur de l'unité. Même si vous installez un inducteur refroidi à l'eau, il est nécessaire de ventiler l'ouverture, près de la pierre du foyer, afin qu'elle ne surchauffe pas.

Dans les installations de four modernes, il n'y a pas seulement un inducteur refroidi à l'eau, mais également un refroidissement à l'eau des enveloppes. Des ventilateurs alimentés par un moteur d'entraînement peuvent être installés sur le châssis du four. Avec une masse importante d'un tel appareil, le dispositif de ventilation est installé à proximité du four. Si le four à induction pour la sidérurgie est livré avec une version amovible des unités d'induction, chacune d'elles est équipée de son propre ventilateur.

Séparément, il convient de noter le mécanisme d'inclinaison, qui pour les petits fours est livré avec un entraînement manuel, et pour les grands, il est équipé d'un entraînement hydraulique situé au niveau du bec de vidange. Quel que soit le mécanisme d'inclinaison installé, il doit garantir que tout le contenu de la salle de bain est complètement vidé.

Calcul de puissance

La puissance du four à induction est divisée en actifs et utiles, chacun d'eux a sa propre formule.

Comme données initiales, vous devez savoir :

la capacité du four, dans le cas considéré par exemple, elle est égale à 8 tonnes ;
puissance unitaire (sa valeur maximale est prise) - 1300 kW;
fréquence actuelle - 50 Hz;
la productivité de l'installation de four est de 6 tonnes par heure.

Puissance utile, qui est transférée au métal liquide :

Рpol \u003d Wthéor × t × P,
Wthéor - consommation d'énergie spécifique, elle est théorique et montre la surchauffe du métal de 1 0 С;
P - productivité de l'installation de four, t/h ;
t est la température de surchauffe de l'alliage ou de la billette métallique dans le four à bain, 0 С
Рpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Puissance active :

P \u003d Rpol / Yuterm,
Rpol - tiré de la formule précédente, kW;
Yuterm - l'efficacité du four de fonderie, ses limites sont de 0,7 à 0,85, en moyenne elles prennent 0,76.
P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, la valeur est arrondie à 1900 kW.

Au stade final, la puissance de l'inducteur est calculée:

Couenne \u003d P / N,
P est la puissance active de l'installation de four, kW ;
N est le nombre d'inducteurs prévus sur le four.
Couenne \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

La consommation électrique d'un four à induction lors de la fusion de l'acier dépend de ses performances et du type d'inducteur.

Espèces et sous-espèces

Les fours à induction sont divisés en deux types principaux :

En plus de cette séparation, les fours à induction sont à compresseur, sous vide, ouverts et remplis de gaz.

Fours à induction bricolage

Parmi les méthodes courantes disponibles pour créer de telles unités, vous pouvez trouver un guide étape par étape sur la fabrication d'un four à induction à partir d'un onduleur de soudage, avec une spirale nichrome ou des brosses en graphite, nous donnerons leurs caractéristiques.

L'unité du générateur haute fréquence

Elle est effectuée en tenant compte de la puissance nominale de l'unité, des pertes de Foucault et des fuites d'hystérésis. La structure sera alimentée à partir d'un réseau 220 V classique, mais à l'aide d'un redresseur. Ce type de four peut être équipé de balais en graphite ou d'une spirale en nichrome.

Pour créer un four, vous aurez besoin de:

deux diodes UF4007 ;
condensateurs à film;
transistors à effet de champ en quantité de deux pièces;
résistance de 470 ohms ;
deux anneaux d'accélérateur, ils peuvent être retirés de l'ancien ingénieur du système informatique;
section de fil de cuivre Ø 2 mm.

En tant qu'outil, un fer à souder et une pince sont utilisés.

Voici un schéma pour un four à induction :

Les fours de fusion portables à induction d'un tel plan sont créés dans l'ordre suivant:

Les transistors sont situés sur des radiateurs. Du fait que pendant le processus de fusion du métal, le circuit de l'appareil chauffe rapidement, le radiateur correspondant doit être sélectionné avec de grands paramètres. Il est permis d'installer plusieurs transistors sur un générateur, mais dans ce cas, ils doivent être isolés du métal avec des joints en plastique et en caoutchouc.
Deux manettes sont faites. Pour eux, deux anneaux précédemment retirés de l'ordinateur sont pris, un fil de cuivre est enroulé autour d'eux, le nombre de tours est limité de 7 à 15.
Les condensateurs sont combinés dans une batterie pour produire une capacité de 4,7 microfarads en sortie, leur connexion s'effectue en parallèle.
Un fil de cuivre est enroulé autour de l'inducteur, son diamètre doit être de 2 mm. Le diamètre intérieur de l'enroulement doit correspondre à la taille du creuset utilisé pour le four. Au total, 7 à 8 tours sont effectués et de longues extrémités sont laissées pour pouvoir être connectées au circuit.
En tant que source, une batterie 12 V est connectée au circuit assemblé, elle suffit pour environ 40 minutes de fonctionnement du four.

Si nécessaire, le boîtier est réalisé dans un matériau à haute stabilité thermique. Si un four de fusion à induction est fabriqué à partir d'un onduleur de soudage, un boîtier de protection doit être requis, mais il doit être mis à la terre.

Conception de brosse en graphite

Un tel four est utilisé pour la fusion de tous les métaux et alliages.

Pour créer un appareil, vous devez préparer :

pinceaux en graphite;
granit en poudre;
transformateur;
brique d'argile réfractaire;
fil d'acier;
aluminium fin.

La technologie d'assemblage de la structure est la suivante:

Appareil à spirale nichrome

Un tel dispositif est utilisé pour fondre de grands volumes de métal.

Les éléments suivants sont utilisés comme consommables pour l'aménagement d'un four fait maison :

nichrome;
fil d'amiante;
morceau de tuyau en céramique.

Après avoir connecté tous les composants du four selon le schéma, son travail est le suivant: après avoir appliqué un courant électrique à la spirale nichrome, il transfère de la chaleur au métal et le fait fondre.

La création d'un tel four s'effectue dans l'ordre suivant:

Cette conception se caractérise par des performances élevées, elle refroidit longtemps et chauffe rapidement. Mais il faut tenir compte du fait que si la spirale est mal isolée, elle s'éteindra rapidement.

Prix des fours à induction finis

Les conceptions de fours faites maison coûteront beaucoup moins cher que celles achetées, mais elles ne peuvent pas être créées en gros volumes, vous ne pouvez donc pas vous passer d'options prêtes à l'emploi pour la production de masse de la masse fondue.

Les prix des fours à induction pour la fusion du métal dépendent de leur capacité et de leur configuration.

Modèle	Caractéristiques et fonctionnalités	Prix, roubles
INDUTHERM MU-200	Le four prend en charge 16 programmes de température, la température de chauffage maximale est de 1400 0С, le mode est contrôlé avec un thermocouple de type S. L'unité produit une puissance de 3,5 kW.	820 mille
INDUTHERM MU-900	Le four est alimenté par une alimentation 380 V, la température est contrôlée à l'aide d'un thermocouple de type S et peut atteindre jusqu'à 1500 0C. Puissance - 15 kW.	1,7 millions
UPI-60-2	Ce mini four de fusion à induction peut être utilisé pour faire fondre des métaux non ferreux et précieux. Les billettes sont chargées dans un creuset en graphite, leur chauffage est effectué selon le principe d'un transformateur.	125 mille
IST-1/0.8 M5	L'inducteur du four est un panier dans lequel un circuit magnétique est construit avec une bobine. Unité 1 tonne.	1,7 millions
UI-25P	Le dispositif de four est conçu pour une charge de 20 kg, il est équipé d'une inclinaison de réduction de l'unité de fusion. Inclus avec le four est un bloc de batteries de condensateurs. Puissance d'installation - 25 kW. Le chauffage maximal t est de 1600 0С.	470 mille
UI-0.50T-400	L'unité est conçue pour une charge de 500 kg, la plus grande puissance de l'installation est de 525 kW, la tension pour celle-ci doit être d'au moins 380V, la t de fonctionnement maximale est de 1850 0C.	900 mille
ET 10	Le four de la société italienne est équipé d'un thermostat numérique, la technologie SMD est intégrée au panneau de commande, ce qui est rapide. L'unité universelle peut fonctionner avec différentes capacités de 1 à 3 kg, pour cela il n'a pas besoin d'être réajusté. Il est conçu pour les métaux précieux, sa température maximale est de 1250 0C.	1 million
ST 12	Four à induction statique avec thermostat numérique. Elle peut être complétée par une chambre de coulée sous vide, ce qui permet de réaliser des pièces moulées juste à côté de la machine. La gestion s'effectue à l'aide de l'écran tactile. La température maximale est de 1250 0С.	1050 mille
IChT-10TN	Le four est conçu pour une charge de 10 tonnes, une unité assez volumineuse, pour son installation il est nécessaire d'allouer une salle d'atelier fermée.	8,9 millions

Conclusion

C'est excitant de fabriquer soi-même un four à induction, mais cela comporte des limites et des conséquences inconnues, car vous devez vous fier aux lois de la physique et de la chimie, et quiconque n'est pas fort dans ce domaine ne pourra pas réaliser le traiter en toute sécurité. Pour une utilisation fréquente d'une telle installation, il est préférable de choisir l'option appropriée parmi celles ci-dessus.

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