Indukcijsko ogrevanje. Osnove. Kako narediti indukcijski grelnik z lastnimi rokami

Preden se pogovorimo o tem, kako sestaviti domači indukcijski grelnik, morate vedeti, kaj je in kako deluje.

Zgodovina indukcijskih grelnikov

V obdobju od 1822 do 1831 je slavni angleški znanstvenik Faraday izvedel vrsto poskusov, katerih cilj je bil pretvoriti magnetizem v električno energijo. Veliko časa je preživel v svojem laboratoriju. Dokler nekega dne, leta 1831, je Michael Faraday še vedno dosegel svojo pot. Znanstveniku je končno uspelo dobiti električni tok v primarnem navitju žice, ki je bila navita na železno jedro. Tako je bila odkrita elektromagnetna indukcija.

Indukcijska sila

To odkritje se je začelo uporabljati v industriji, v transformatorjih, različnih motorjih in generatorjih.

Vendar je to odkritje resnično postalo priljubljeno in potrebno šele 70 let pozneje. V času vzpona in razvoja metalurške industrije so bile potrebne nove, sodobne metode taljenja kovin v pogojih metalurške proizvodnje. Mimogrede, prva talilnica, ki je uporabljala vrtinčni indukcijski grelnik, je bila zagnana leta 1927. Obrat je bil v majhnem angleškem mestu Sheffield.

In v repu in v grivi

V 80. letih se je načelo indukcije uporabljalo že v celoti. Inženirji so lahko ustvarili grelnike, ki so delovali na istem indukcijskem principu kot metalurška peč za taljenje kovin. S takšnimi napravami so ogrevale delavnice tovarn. Malo kasneje so začeli proizvajati gospodinjske aparate. In nekateri obrtniki jih niso kupili, ampak so z lastnimi rokami sestavili indukcijske grelnike.

Načelo delovanja

Če razstavite indukcijski kotel, boste tam našli jedro, električno in toplotno izolacijo, nato pa telo. Razlika med tem grelcem in tistimi, ki se uporabljajo v industriji, je toroidno navitje z bakrenimi vodniki. Nahaja se med dvema skupaj varjenima cevima. Te cevi so izdelane iz feromagnetnega jekla. Stena takšne cevi je več kot 10 mm. Zaradi te zasnove ima grelec veliko manjšo težo, večjo učinkovitost in tudi majhne dimenzije. Navijalna cev deluje tukaj kot jedro. Drugi pa služi neposredno za ogrevanje hladilne tekočine.

Indukcijski tok, ki ga ustvarja visokofrekvenčno magnetno polje od zunanjega navitja do cevi, segreva hladilno tekočino. Ta proces povzroči, da stene vibrirajo. Zahvaljujoč temu se na njih ne odlaga lestvica.

Ogrevanje nastane zaradi dejstva, da se jedro med delovanjem segreje. Zaradi vrtinčnih tokov se njegova temperatura dvigne. Slednji nastanejo zaradi magnetnega polja, ki ga ustvarjajo visokonapetostni tokovi. Tako deluje indukcijski grelnik vode in številni sodobni kotli.

DIY indukcijska moč

Najbolj priročne in udobne so za uporabo grelne naprave, ki kot energijo uporabljajo električno energijo. So veliko varnejše od opreme na plin. Poleg tega v tem primeru ni saj ali saj.

Ena od pomanjkljivosti takšnega grelnika je visoka poraba električne energije. Da bi nekako prihranili denar, so se obrtniki naučili sestaviti indukcijske grelnike z lastnimi rokami. Rezultat je odličen stroj, ki za delovanje potrebuje veliko manj električne energije.

Postopek izdelave

Če želite takšno napravo narediti sami, vam ni treba imeti resnega znanja iz elektrotehnike in vsaka oseba se lahko spopade z montažo konstrukcije.

Za to potrebujemo kos plastične cevi z debelimi stenami. Deloval bo kot telo naše enote. Nato potrebujete jekleno žico s premerom največ 7 mm. Tudi, če je treba grelec priključiti na ogrevanje v hiši ali stanovanju, je priporočljivo kupiti adapterje. Potrebujete tudi kovinsko mrežo za držanje jeklene žice v ohišju. Seveda je za izdelavo induktorja potrebna bakrena žica. Prav tako ima skoraj vsak v svoji garaži visokofrekvenčni pretvornik. No, v zasebnem sektorju je takšno opremo mogoče najti brez težav. Presenetljivo je, da lahko indukcijske grelnike naredite sami iz improviziranih sredstev brez posebnih stroškov.

Najprej morate opraviti pripravljalna dela za žico. Narežemo ga na kose dolžine 5-6 cm.Dno dela cevi je treba zapreti z mrežo, v notranjost pa vliti koščke odrezane žice. Od zgoraj je treba cev zapreti tudi z mrežo. Potrebno je naliti dovolj žice, da napolnite cev od zgoraj navzdol.

Ko je del pripravljen, ga morate namestiti v ogrevalni sistem. Nato lahko tuljavo priključite na elektriko prek pretvornika. Menijo, da je indukcijski grelnik iz pretvornika zelo preprosta in najbolj proračunska naprava.

Naprave ni vredno testirati, če ni oskrbe z vodo ali antifrizom. Samo cev boste stopili. Pred zagonom tega sistema je priporočljivo ozemljiti pretvornik.

Sodoben grelec

To je druga možnost. Vključuje uporabo izdelkov sodobnih elektronskih naprav. Takšnega indukcijskega grelnika, katerega diagram je prikazan spodaj, ni treba konfigurirati.

To vezje temelji na principu serijske resonance in lahko zagotovi dostojno moč. Če uporabljate močnejše diode in kondenzatorje večje zmogljivosti, lahko povečate zmogljivost enote na resno raven.

Sestavljanje vrtinčnega indukcijskega grelnika

Za sestavljanje te enote potrebujete dušilko. Najdete ga lahko tako, da odprete napajalno enoto običajnega računalnika. Nato morate naviti feromagnetno jekleno žico, 1,5 mm bakreno žico. Odvisno od zahtevanih parametrov lahko traja od 10 do 30 obratov. Potem morate pobrati tranzistorje z učinkom polja. Izbrani so na podlagi največje odpornosti odprtega prehoda. Kar zadeva diode, jih je treba vzeti pod vzvratno napetost najmanj 500 V, medtem ko bo tok nekje okoli 3-4 A. Potrebovali boste tudi zener diode, zasnovane za 15-18 V. In njihova moč naj bi naj bo približno 2-3 tor Upori - do 0,5 W.

Nato morate sestaviti vezje in narediti tuljavo. To je osnova, na kateri temelji celoten indukcijski grelnik VIN. Tuljava bo sestavljena iz 6-7 zavojev 1,5 mm bakrene žice. Nato je treba del vključiti v vezje in priključiti na elektriko.

Naprava je sposobna segreti vijake do rumene barve. Vezje je izjemno preprosto, vendar sistem med delovanjem proizvaja veliko toplote, zato je bolje namestiti radiatorje na tranzistorje.

Bolj zapleten dizajn

Če želite sestaviti to enoto, morate biti sposobni delati z varjenjem, uporaben pa je tudi trifazni transformator. Zasnova je predstavljena v obliki dveh cevi, ki ju je treba zvariti drug v drugega. Hkrati bodo delovali kot jedro in grelec. Navitje je navito okoli telesa. To lahko znatno poveča produktivnost, hkrati pa še vedno doseže majhne skupne dimenzije in nizko težo.

Za dovod in odstranitev hladilne tekočine je treba v telo naprave zavariti dve cevi.

Priporočljivo je izdelati izolacijo kotla, da bi čim bolj izključili morebitne toplotne izgube in se zaščitili pred morebitnim uhajanjem toka. Odpravil bo nastanek nepotrebnega hrupa, še posebej med intenzivnim delom.

Takšne sisteme je priporočljivo uporabljati v zaprtih ogrevalnih krogih, v katerih obstaja prisilno kroženje hladilne tekočine. Dovoljena je uporaba takšnih enot za plastične cevovode. Kotel mora biti nameščen tako, da je razdalja med njim in stenami ter drugimi električnimi napravami najmanj 30 cm, priporočena je tudi razdalja 80 cm od tal in stropa, priporočljiva je tudi montaža varnostni sistem za izhodno cevjo. Za to so primerni manometer, naprava za izpust zraka in peskalni ventil.

Tako enostavno in poceni je sestaviti indukcijske grelnike z lastnimi rokami. Ta oprema vam lahko služi več let in ogreje vaš dom.

Tako smo ugotovili, kako narediti indukcijski grelnik z lastnimi rokami. Shema montaže ni zelo zapletena, zato jo je mogoče izvesti v nekaj urah.

Indukcijsko ali visokofrekvenčno ogrevanje razumemo kot segrevanje med brezkontaktnim prenosom električne energije na obdelovanec z elektromagnetnim poljem, ki nastane okoli prevodnika, skozi katerega teče izmenični tok.

Za množično proizvodnjo je priporočljiva uporaba indukcijskega ogrevanja za plastično in toplotno obdelavo visoko legiranih jekel in barvnih kovin. Učinkovitost metode je določena z visoko stopnjo segrevanja, zaradi česar je oksidacija kovine praktično popolnoma izključena, omogoča ohranjanje drobnih zrn v jeklu, kar zagotavlja visoko duktilnost obdelovanca, kar zmanjšuje porabo energije za obdelava s tlakom in podaljšuje življenjsko dobo opreme stiskalnice. Same indukcijske instalacije zavzamejo malo prostora v delavnici in jih je mogoče enostavno vgraditi v proizvodne linije.

Metoda ima tudi pomanjkljivosti povečane porabe energije in visokih stroškov opreme.

Teorijo indukcijskega ogrevanja in prve industrijske instalacije je ustvaril V. P. Vologdin.

Glavni del katere koli indukcijske instalacije je induktor - prevodnik električnega toka, ki mu lahko damo poljubno obliko. Običajno je izdelan iz pravokotnih bakrenih cevi v obliki valjaste spirale. Induktor je lahko enojni ali večnavojni. Na sl. 6.5 prikazuje (po V.N.Bogdanovu in S.E. Ryskinu) induktor za ogrevanje valjastih surovcev. Ogrevani izdelki 3 se nahajajo znotraj spirale 1, izdelan iz bakrenih cevi. Ima toplotno zaščito 2 iz šamotnih cevi. Ogreti obdelovanci se premikajo znotraj induktorja po vodno hlajenih vodilih 4. Zunaj spiralo drži 5 lesenih palic, stisnjenih med azbestno-cementne plošče 6. Spiralo hladi voda, ki teče v njej.

riž. 6.5. Induktor za ogrevanje celindričnih obdelovancev

Ko skozi cevi teče izmenični tok, se znotraj spirale pojavi izmenično elektromagnetno polje. V obdelovancu, ki je nameščen v induktorju, se inducirajo (indukirajo) izmenični tokovi (Foucaultovi tokovi), ki imajo enako frekvenco s frekvenco toka v spirali. Ti tokovi segrevajo obdelovanec. V njem se električna energija pretvori v toploto.

Izmenični tok v prerezu prevodnika je neenakomerno porazdeljen, zato bo v induktorski žici in obdelovancu največja gostota toka na površini. Globlje v vodniku se gostota toka eksponentno zmanjšuje. Običajno se domneva, da se tok širi znotraj določene debeline, ki se imenuje globina tokovnega prodora, kjer se sprosti 90 % toplote. Vrednost je odvisna od frekvence toka, magnetne prepustnosti in električne prevodnosti materiala.

Vse kovine in zlitine so glede na njihove magnetne lastnosti razdeljene v dve skupini: feromagnetne in paramagnetne. Feromagnetni materiali (ogljikova jekla, železo, nikelj in kobalt) imajo visoko magnetno prepustnost. Paramagnetni materiali (toplotno odporna in nerjavna jekla, medenina, bakronikelj itd.) imajo magnetno prepustnost blizu magnetne prepustnosti vakuuma.

Ko segreti material doseže temperaturo, ki ustreza točki magnetne transformacije (kritična točka ali Curiejeva točka), se vrednost magnetne prepustnosti feromagnetnih materialov zmanjša za 100-200-krat in se zmanjša na vrednost magnetne prepustnosti vakuuma, ki spremlja povečanje globine prodiranja toka. Zelo določena telesna temperatura ustreza kritični točki materiala. Za jeklo je enak 768 ° C. Zato ločimo dve globini prodiranja toka: do Curiejeve točke in po njej (globina prodiranja vročega toka), m. Za baker, segret na 60 ° C,. Za jeklo pri temperaturah 1100 - 1200 ° C.

Električna energija, ki se dovaja na induktor, se delno prenese na segrete obdelovance, manjši del pa se porabi za segrevanje žice induktorja. Razmerje med količino energije, prenesene na obdelovanec, in celotno količino energije, ki se dovaja induktorju, imenujemo električni izkoristek induktorja. Njegova vrednost je odvisna predvsem od razmerja med premerom obdelovanca in globino prodiranja toka, torej je določena s frekvenco toka. Električna učinkovitost narašča z naraščajočo frekvenco in doseže svojo mejno vrednost pri.

Slika 6.6. Odvisnost električne (/), toplotne (2) in polno (3) Učinkovitost "

induktor na razmerje med premerom obdelovanca in globino prodiranja v segreto jeklo

Razmerje med količino energije, porabljene za segrevanje obdelovancev, in količino energije, ki jo nanj prenese induktor, se imenuje toplotna ali toplotna učinkovitost. r \ t. To ni odvisno samo od temperature in trajanja ogrevanja, temveč tudi od velikosti površine za prenos toplote. S povečanjem se vrednost zmanjša. Popolna učinkovitost induktorja

Narava spremembe vseh treh koeficientov je prikazana na sl. 6.6. Skupna učinkovitost induktorja je odvisna od frekvence toka. Spodaj so priporočene frekvence za ogrevanje jeklenih gredic različnih premerov.

f, Hz 50 500 1000 2500 8000 Več kot 1000

mm 150 70-160 50-120 30-80 15-40 20

Vidimo lahko, da se valjaste surovce enakega premera segrevamo s tokom dveh ali treh sosednjih frekvenc. Priporočljivo je, da gredice s premerom več kot 50-60 mm segrejete do Curiejeve točke s tokom industrijske frekvence, nad to točko pa s tokom povečane frekvence. Ogrevanje s tokovi dveh frekvenc omogoča doseganje precej visokih vrednosti električnega izkoristka.

Za te instalacije sta znana dva načina ogrevanja: pri konstantni temperaturi na površini (metodični) in konvencionalni.

riž. 6.7. Shema indukcijske naprave s strojnim generatorjem:

1 - magnetno stikalo;

2- avtotransformator;

3 - motor;

4 - usmernik;

5 - reostat;

6 - visokofrekvenčni generator;

7 - avtotransformator;

8 - transformator;

9 - kondenzator;

10 - induktor

Za izvedbo prvega načina se na začetku segrevanja obdelovancu dovaja povečana moč in ko se kovina segreje na vnaprej določeno temperaturo za celotno globino prodiranja toka, se moč zmanjša na vrednost, ki zadostuje za ohranjanje konstantna površinska temperatura. Gostota toplotnega toka in s tem moč na površini obdelovanca sta sorazmerni s kvadratom števila amperskih obratov na enoto dolžine induktorja. Zato se z metodično metodo ogrevanja število zavojev induktorja spreminja po dolžini. Na "hladnem" koncu induktorja, kamor se napajajo obdelovanci, je naklon tuljave induktorja minimalen, na "vročem" koncu pa največji. Moč toka v induktorju in hitrost potiskanja obdelovanca v tem načinu ostaneta nespremenjena. Moč, ki se dovaja nepremičnim obdelovancem v običajnem načinu ogrevanja, se regulira s spreminjanjem toka v induktorju s spreminjanjem napetosti s pomočjo transformatorja. Trajanje segrevanja obdelovancev je odvisno od vhodne moči in frekvence toka. Izračunana je z uporabo zakonov nestacionarne toplotne prevodnosti ali vzeta iz eksperimentalnih podatkov. Spodaj so podatki o trajanju segrevanja jeklenih gredic različnih premerov za obdelavo kovin s tlakom s tokom 1000 in 2500 Hz, označeni in:

mm 60 90 120

C 60/45 180/115 450/215

C 100/50 300/130 540/240

Številke v števcu ustrezajo normalnemu ogrevanju, v imenovalcu pa pospešenemu segrevanju pri konstantni površinski temperaturi.

Električni strojni generatorji in statični frekvenčni pretvorniki se uporabljajo kot visokofrekvenčni tokovni viri za indukcijske inštalacije.

Elektrostrojni pretvorniki so sestavljeni iz visokofrekvenčnega induktorskega generatorja, katerega rotor poganja trifazni motor. Generatorji se proizvajajo pri frekvencah 800, 1000, 2500, 8000, 10000 Hz in moči do 2500 kW. Omogočajo skupinsko napajanje več enot. Običajno so nameščeni v posebnih prostorih. To je najdražji del indukcijske naprave.

Cevni generatorji pretvarjajo tok močnostne frekvence v visokofrekvenčni tok (od 60 kHz do nekaj megahercev). Pretvorba toka v generatorju se izvede dvakrat: najprej se tok močnostne frekvence popravi, nato pa se enosmerni tok pretvori v visokofrekvenčni izmenični tok. Najpreprostejši pretvorniki so sestavljeni iz usmernika z anodnim transformatorjem, generatorske cevi (triode) in nihajnega kroga. Moč takšnih generatorjev se meri v desetinah kilovatov. Običajno se uporabljajo za utrjevanje jeklenih izdelkov.

Statični frekvenčni pretvorniki vključujejo tiristorske in ionske pretvornike, ki omogočajo pridobivanje toka s frekvenco do 10 kHz.

V tiristorskih frekvenčnih pretvornikih sta združena dva procesa: rektifikacija in inverzija (pretvorba enosmernega toka v visokofrekvenčni tok). Najpogosteje popravljanje in inverzijo izvajajo različne skupine tiristorjev.

Indukcijski grelniki delujejo po principu "generiranja toka iz magnetizma". V posebni tuljavi nastane izmenično magnetno polje velike moči, ki ustvarja vrtinčne tokove v zaprtem prevodniku.

Zaprt vodnik v indukcijskih kuhalnikih je kovinska posoda, ki se segreva z vrtinčnimi električnimi tokovi. Na splošno načelo delovanja takšnih naprav ni zapleteno, in če imate malo znanja o fiziki in elektriki, sestavljanje indukcijskega grelnika z lastnimi rokami ne bo težko.

Naslednje naprave je mogoče izdelati neodvisno:

1. Naprave za ogrevanje v ogrevalnem kotlu.
2. Mini pečice za taljenje kovin.
3. Plošče za kuhanje hrane.

Indukcijski štedilnik z lastnimi rokami mora biti izdelan v skladu z vsemi pravili in predpisi za delovanje teh naprav. Če se elektromagnetno sevanje, nevarno za ljudi, oddaja zunaj telesa v stranskih smereh, je uporaba takšne naprave strogo prepovedana.

Poleg tega je velika težava pri oblikovanju štedilnika izbira materiala za podnožje kuhalne plošče, ki mora izpolnjevati naslednje zahteve:

1. Idealno prevaja elektromagnetno sevanje.
2. Ni prevoden.
3. Zdrži visoko temperaturno obremenitev.

V gospodinjskih indukcijskih kuhališčih se uporablja draga keramika, pri izdelavi indukcijske plošče doma je precej težko najti vredno alternativo takemu materialu. Zato bi morali za začetek oblikovati nekaj enostavnejšega, na primer indukcijsko peč za utrjevanje kovin.

Navodilo za izdelavo

Načrti

Slika 1. Električni diagram indukcijskega grelnika
Slika 2. Naprava. Slika 3. Shematski diagram preprostega indukcijskega grelnika

Za izdelavo peči boste potrebovali naslednje materiale in orodja:

• spajka;
• tekstolitna plošča.
• mini vrtalnik.
• radioelementi.
• termalna pasta.
• kemični reagenti za jedkanje plošče.

Dodatni materiali in njihove lastnosti:

1. Za izdelavo tuljave, ki bo oddajal izmenično magnetno polje, potrebno za ogrevanje, je treba pripraviti kos bakrene cevi s premerom 8 mm in dolžino 800 mm.
2. Zmogljivi močnostni tranzistorji so najdražji del domačega indukcijskega stroja. Za namestitev vezja frekvenčnega generatorja morate pripraviti 2 takšna elementa. Za te namene so primerni tranzistorji naslednjih blagovnih znamk: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Pri izdelavi vezja se uporabljata 2 enaka od navedenih tranzistorjev z učinkom polja.
3. Za izdelavo nihajnega kroga potrebovali boste keramične kondenzatorje z zmogljivostjo 0,1 mF in delovno napetostjo 1600 V. Da bi v tuljavi nastal izmenični tok velike moči, je potrebnih 7 takšnih kondenzatorjev.
4. Pri delu s takšno indukcijsko napravo, se tranzistorji na polju zelo segrejejo in če nanje niso priključeni radiatorji iz aluminijeve zlitine, potem po nekaj sekundah delovanja pri največji moči ti elementi odpovejo. Tranzistorje je treba namestiti na hladilnike skozi tanko plast termične paste, sicer bo učinkovitost takšnega hlajenja minimalna.
5. Diode ki se uporabljajo v indukcijskem grelniku, morajo biti izjemno hitri. Najbolj primerna za to vezje, diode: MUR-460; UF-4007; ONA - 307.
6. Upori, uporabljeni v vezju 3: 10 kOhm z močjo 0,25 W - 2 kos. in 440 ohmov z močjo 2 vata. Zener diode: 2 kos. z delovno napetostjo 15 V. Moč zener diod mora biti najmanj 2 W. Dušilka za povezavo z napajalnimi sponkami tuljave se uporablja z indukcijo.
7. Za napajanje celotne naprave boste potrebovali napajalno enoto z zmogljivostjo do 500 vatov. in napetost 12 - 40 V. To napravo lahko napajate iz avtomobilskega akumulatorja, vendar pri tej napetosti ne boste mogli dobiti najvišjih odčitkov moči.

Postopek izdelave elektronskega generatorja in tuljave traja malo časa in se izvaja v naslednjem zaporedju:

1. Bakrena cev izdelana je spirala s premerom 4 cm.Za izdelavo spirale je treba bakreno cev priviti na palico z ravno površino s premerom 4 cm.Spirala mora imeti 7 zavojev, ki se ne smejo dotikati. Montažni obroči so spajkani na 2 konca cevi za povezavo z radiatorji tranzistorja.
2. Tiskano vezje je izdelano po shemi.Če je mogoče napajati polipropilenske kondenzatorje, bo naprava zaradi dejstva, da imajo takšni elementi minimalne izgube in stabilno delovanje pri velikih amplitudah napetostnih nihanj, delovala veliko bolj stabilno. Kondenzatorji v vezju so nameščeni vzporedno in tvorijo nihajno vezje z bakreno tuljavo.
3. Kovinsko ogrevanje se pojavi znotraj tuljave, potem ko je vezje priključeno na napajanje ali baterijo. Pri segrevanju kovine je treba zagotoviti, da ni kratkega stika vzmetnih navitij. Če se segreta kovina dotakne 2 obratov tuljave hkrati, potem tranzistorji takoj odpovejo.

Nianse

1. Pri izvajanju poskusov segrevanja in gašenja kovin, znotraj indukcijske tuljave je temperatura lahko pomembna in je 100 stopinj Celzija. Ta učinek ogrevanja se lahko uporablja za ogrevanje sanitarne vode ali za ogrevanje doma.
2. Grelni krog, obravnavan zgoraj (slika 3), pri največji obremenitvi je sposoben zagotoviti sevanje magnetne energije znotraj tuljave, ki je enaka 500 W. Ta moč ni dovolj za ogrevanje velike količine vode in konstrukcija visoko zmogljive indukcijske tuljave bo zahtevala izdelavo vezja, v katerem bo treba uporabiti zelo drage radioelemente.
3. Proračunska rešitev za organizacijo indukcijskega ogrevanja tekočine, je uporaba več zgoraj opisanih naprav, razporejenih v seriji. Hkrati morajo biti spirale na isti liniji in ne smejo imeti skupnega kovinskega prevodnika.
4. Kotuporablja se cev iz nerjavnega jekla s premerom 20 mm. Na cev je »napetih« več indukcijskih tuljav, tako da je toplotni izmenjevalec na sredini tuljave in ne pride v stik z njenimi tuljavami. Ob hkratnem vklopu 4 takšnih naprav bo moč ogrevanja približno 2 kW, kar je že dovolj za trenutno segrevanje tekočine z majhnim kroženjem vode, do vrednosti, ki omogočajo uporabo te strukture v oskrba majhne hiše s toplo vodo.
5. Če tak grelni element povežete z dobro izoliranim rezervoarjem, ki bo nameščen nad grelnikom, bo rezultat kotlovski sistem, v katerem se bo tekočina segrevala znotraj nerjavne cevi, segreta voda se bo dvignila navzgor, njeno mesto pa bo zasedla hladnejša tekočina.
6. Če je površina hiše pomembna, potem se lahko število indukcijskih tuljav poveča na 10 kosov.
7. Moč takšnega kotla je mogoče enostavno prilagoditi. z izklopom ali vklopom spiral. Več kot je odsekov, ki so hkrati vklopljeni, večja bo moč ogrevalne naprave, ki deluje na ta način.
8. Za napajanje takega modula boste potrebovali močan napajalnik.Če je na voljo enosmerni inverterski varilni stroj, je iz njega mogoče izdelati napetostni pretvornik potrebne moči.
9. Zaradi dejstva, da sistem deluje na konstanten električni tok, ki ne presega 40 V, je delovanje takšne naprave relativno varno, glavna stvar je zagotoviti blok varovalk v električnem tokokrogu generatorja, ki bo v primeru kratkega stika izpraznil sistem, s tem je izključena možnost požara.
10. Tako lahko organizirate "brezplačno" ogrevanje hiše., ob vgradnji baterij za ponovno polnjenje za napajanje indukcijskih naprav, katerih polnjenje se bo izvajalo z energijo sonca in vetra.
11. Baterije je treba kombinirati v odsekih po 2, povezani zaporedno. Posledično bo napajalna napetost s takšno povezavo najmanj 24 V, kar bo zagotovilo delovanje kotla pri visoki moči. Poleg tega bo serijska povezava zmanjšala tok v tokokrogu in podaljšala življenjsko dobo baterije.

1. Delovanje domačih indukcijskih grelnih naprav, ne omogoča vedno izključitve širjenja elektromagnetnega sevanja, škodljivega za ljudi, zato je treba indukcijski kotel namestiti v nestanovanjskem območju in ga zaščititi s pocinkanim jeklom.
2. Obvezno pri delu z elektriko je treba upoštevati varnostne predpise in še posebej to velja za omrežja AC z napetostjo 220 V.
3. Kot eksperiment lahko naredite kuhalno ploščo za kuhanje v skladu s shemo, navedeno v članku, vendar ni vedno priporočljivo uporabljati te naprave zaradi nepopolnosti lastne zaščite te naprave, saj je zaradi tega lahko človeško telo izpostavljeno škodljivemu elektromagnetnemu sevanju, kar lahko negativno vplivajo na zdravje.

Indukcijsko ogrevanje je metoda brezkontaktne toplotne obdelave kovin, ki lahko prevajajo električno energijo pod vplivom visokofrekvenčnih tokov. vse bolj aktivno se je začel uporabljati v podjetjih za izvajanje visokotemperaturne obdelave kovin. Danes je indukcijska oprema lahko prevzela vodilni položaj in izpodrinila alternativne načine ogrevanja.

Indukcijsko ogrevanje, kako deluje

Načelo delovanja indukcijskega ogrevanja je izjemno preprosto. Ogrevanje se izvaja s pretvorbo električne energije v elektromagnetno polje z veliko močjo. Izdelek se segreje, ko magnetno polje induktorjev prodre v izdelek, ki je sposoben prevajati električno energijo.

Obdelovanec (nujno izdelan iz materiala, ki prevaja električno energijo) je nameščen v induktorju ali v njegovi neposredni bližini. Induktor je običajno izdelan v obliki enega ali več zavojev žice. Najpogosteje se za izdelavo induktorja uporabljajo debele bakrene cevi (žice). Posebni generator električne energije jo oskrbuje z induktorjem in inducira visokofrekvenčne tokove, ki se lahko gibljejo od 10 Hz do nekaj MHz. Zaradi usmerjanja visokofrekvenčnih tokov na induktor se okoli njega oblikuje močno elektromagnetno polje. Vrtlinski tokovi ustvarjenega elektromagnetnega polja prodrejo v izdelek in se v njem pretvorijo v toplotno energijo, ogrevanje.

Med delovanjem se induktor zaradi absorpcije lastnega sevanja precej močno segreje, zato ga je treba med delovnim procesom vsekakor ohladiti zaradi tekoče tehnične vode. Voda za hlajenje se dovaja v inštalacijo s sesanjem, ta način omogoča zavarovanje inštalacije v primeru pregorevanja ali razbremenitve induktorja.

Uporaba indukcijskega ogrevanja v proizvodnji

Kot je bilo že mogoče razumeti iz zgoraj opisanega, se indukcijsko ogrevanje v proizvodnji uporablja precej aktivno. Do danes je indukcijska oprema uspela zavzeti vodilni položaj, ki je v ozadje izrinila konkurenčne metode obdelave kovin.

Indukcijsko taljenje kovin

Za taljenje se uporablja indukcijsko ogrevanje. Aktivna uporaba indukcijskih peči se je začela zaradi dejstva, da je ogrevanje s HFC sposobno edinstveno obdelati vse vrste kovin, ki obstajajo danes.
Indukcijska talilna peč hitro tali kovino. Temperatura ogrevanja inštalacije zadostuje tudi za taljenje najzahtevnejših kovin. Glavna prednost indukcijskih talilnih peči je, da lahko proizvedejo čisto taljenje z minimalno žlindro. Delo je opravljeno v kratkem času. Praviloma je čas taljenja 100 kilogramov kovine 45 minut.

HFC utrjevanje (visokofrekvenčni tokovi)

Gašenje se najpogosteje izvaja pri jeklenih izdelkih, lahko pa tudi pri bakrenih in drugih kovinskih izdelkih. Običajno je razlikovati med dvema vrstama utrjevanja s HFC: površinsko utrjevanje in globoko utrjevanje.
Glavna prednost, ki jo ima indukcijsko ogrevanje v odnosu do utrjevalnih del, je sposobnost prodiranja toplote do globine (globoko utrjevanje). Danes se utrjevanje s HFC pogosto izvaja v indukcijski opremi.
Indukcijsko ogrevanje omogoča ne samo utrjevanje z visokofrekvenčnim tokom, ampak daje končni rezultat izdelek, ki bo imel odlično kakovost. Pri uporabi indukcijskega ogrevanja za kaljenje se količina odpadkov v proizvodnji znatno zmanjša.

Spajkanje HDTV

Indukcijsko ogrevanje je uporabno ne le za obdelavo kovin, ampak tudi za povezovanje enega dela izdelka z drugim. Danes je spajkanje s HFC postalo zelo priljubljeno in je uspelo varjenje premakniti v ozadje. Kjerkoli je mogoče zamenjati varjenje s spajkanjem, to storijo proizvajalci. Kaj točno je povzročilo takšno željo? Vse je izjemno preprosto. Spajkanje s HDTV omogoča pridobitev popolnega izdelka, ki bo imel visoko trdnost.
Spajkanje HDTV je sestavljeno zaradi neposrednega (brezkontaktnega) prodiranja toplote v izdelek. Za segrevanje kovine ni potreben poseg tretjih oseb v njeno strukturo, kar pozitivno vpliva na kakovost končnega izdelka in na njegovo življenjsko dobo.

Toplotna obdelava varjenih šivov

Toplotna obdelava zvarjenih šivov je še en pomemben tehnološki proces, ki ga indukcijski grelnik odlično obvlada. Toplotna obdelava se izvaja, da se izdelku poveča trdnost in zgladi kovinska napetost, ki se praviloma tvori na spojih.
Toplotna obdelava z indukcijskim segrevanjem poteka v treh fazah. Vsak od njih je zelo pomemben, saj če nekaj zamudite, bo kasneje kakovost izdelka postala drugačna in njegova življenjska doba se bo zmanjšala.
Indukcijsko ogrevanje pozitivno vpliva na kovino, saj ji omogoča, da enakomerno prodre do določene globine in zgladi napetost, ki nastane med varjenjem.

Kovanje, plastika, deformacija

Kovaški grelec je ena od vrst inštalacij, ki temeljijo na indukcijskem ogrevanju. Kovaški grelec se uporablja za deformacijo kovine, pa tudi za žigosanje itd.
Indukcijsko ogrevanje enakomerno segreva kovino, ji omogoča, da jo upogne na pravih mestih in izdelku da zahtevano obliko.
Danes je vse več podjetij začelo uporabljati grelnik za kovanje za žigosanje in plastiko.
Indukcijsko ogrevanje se lahko spopade z vsemi potrebnimi operacijami toplotne obdelave kovine, vendar se najpogosteje uporablja v zgoraj opisanih primerih.

Prednosti in slabosti indukcijskega ogrevanja

Vsaka stvar ima prednosti in slabosti, dobre in slabe strani. Indukcijsko ogrevanje se ne razlikuje in ima tako prednosti kot slabosti. Vendar pa so slabosti indukcijskega ogrevanja tako zanemarljive, da se ne vidijo za ogromnim številom prednosti.
Ker je pomanjkljivosti indukcijskega ogrevanja manj, jih bomo takoj našteli:

1. Nekatere inštalacije so precej zapletene in za njihovo programiranje je potrebno imeti usposobljeno osebje, ki bo sposobno vzdrževati inštalacijo (izvajati popravila, čiščenje, programiranje).
2. Če sta induktor in obdelovanec med seboj slabo usklajena, bo potrebno veliko več ogrevalne moči, kot če izvajate podobno nalogo v električni napeljavi.

Kot vidite, je pomanjkljivosti res malo in nimajo močnega vpliva na odločitev o uporabi ali neuporabi indukcijskega ogrevanja.
Indukcijsko ogrevanje ima veliko več prednosti, vendar bomo navedli le glavne:

• Hitrost segrevanja izdelka je zelo visoka. Indukcijsko ogrevanje začne obdelati kovinski izdelek skoraj takoj, vmesne stopnje segrevanja opreme niso potrebne.
• Izdelek se lahko segreva v katerem koli poustvarjenem okolju: v atmosferi zaščitnega plina, v oksidacijski, v redukcijski, v vakuumu in v neprevodni tekočini.
• Indukcijska namestitev ima relativno majhno velikost, zaradi česar je zelo priročna za uporabo. Če se pojavi potreba, lahko indukcijsko opremo prepeljemo na delovišče.
• Kovina se segreva skozi stene zaščitne komore, ki je izdelana iz materialov, ki lahko prenašajo vrtinčne tokove in absorbirajo majhno količino. Indukcijska oprema se med delovanjem ne segreva, zato je prepoznana kot ognjevarna.
• Ker se kovina segreva z elektromagnetnim sevanjem, ni kontaminacije samega obdelovanca in okoliške atmosfere. Indukcijsko ogrevanje je bilo upravičeno priznano kot okolju prijazno. Zaposlenim v podjetju, ki bodo med delovanjem inštalacije v delavnici, popolnoma ne škodi.
• Induktor je mogoče izdelati skoraj poljubne kompleksne oblike, kar bo omogočilo prilagajanje dimenzijam in obliki izdelka, tako da bo ogrevanje kakovostnejše.
• Indukcijsko ogrevanje olajša selektivno ogrevanje. Če morate ogreti določeno območje in ne celotnega izdelka, bo dovolj, da ga postavite v induktor.
• Kakovost obdelave z indukcijskim segrevanjem je odlična. Število zavržkov v proizvodnji se znatno zmanjša.
• Indukcijsko ogrevanje varčuje z električno energijo in drugimi proizvodnimi viri.

Kot lahko vidite, ima indukcijsko ogrevanje veliko prednosti. Zgoraj so bile navedene le glavne, kar je resno vplivalo na odločitev mnogih lastnikov za nakup indukcijskih naprav za toplotno obdelavo kovine.

Priljubljenost indukcijskega grelnika IR2153 je mogoče razložiti z dejstvom, da človek vedno išče - neskončno iskanje virov toplote za ogrevanje svojega doma, ki bo: ekonomičen, okolju prijazen in funkcionalen. Mnogi so si celo upali in ni bilo zaman izdelati indukcijskega grelnika z lastnimi rokami, da bi ga priključili na ogrevalni sistem doma. Članek bo podrobno opisal, kako narediti induktorski grelec, da porabite najmanj denarja in časa.

Tokokrog indukcijskega grelnika

Zaradi dejstva, da je M. Faraday v daljnem letu 1831 odkril pojav elektromagnetne indukcije, je svet videl veliko število naprav, ki segrevajo vodo in druge medije.

Ker se je to odkritje uresničilo, ga ljudje uporabljajo vsak dan v vsakdanjem življenju.:

• Električni kotliček z diskom za ogrevanje vode;
• Večnamenska pečica;
• indukcijska kuhalna plošča;
• Mikrovalovne pečice (štedilnik);
• grelec;
• Ogrevalni stolpec.

Tudi odprtina se uporablja za ekstruder (ne mehansko). Prej se je pogosto uporabljal v metalurgiji in drugih panogah, povezanih s predelavo kovin. Tovarniški induktivni kotel deluje na principu vrtinčnih tokov, ki delujejo na posebno jedro, ki se nahaja v notranjem delu tuljave. Foucaultovi vrtinčni tokovi so površinski, zato je za jedro bolje vzeti votlo kovinsko cev, skozi katero prehaja hladilni element.

Pojav električnih tokov nastane zaradi dovajanja izmenične električne napetosti na navitje, kar povzroči pojav izmeničnega električnega magnetnega polja, ki spreminja potenciale 50-krat/s. pri standardni industrijski frekvenci 50 Hz.

V tem primeru je indukcijska tuljava Rumkorf zasnovana tako, da jo je mogoče priključiti neposredno na AC omrežje. V proizvodnji se za takšno ogrevanje uporabljajo visokofrekvenčni električni tokovi - do 1 MHz, zato je precej težko doseči delovanje naprave pri 50 Hz. Debelina žice in število zavojev navitja, ki jih uporablja naprava, grelnik vode, se izračunata posebej za vsako enoto po posebni metodi za zahtevano toplotno moč. Domača zmogljiva enota mora delovati učinkovito, hitro segrevati vodo, ki teče skozi cev, in se hkrati ne segrevati.

Zato organizacije veliko vlagajo v razvoj in implementacijo takšnih izdelkov:

• Vse naloge so uspešno rešene;
• Učinkovitost grelne naprave je 98%;
• Deluje brez prekinitev.

Poleg najvišje učinkovitosti ne more pritegniti hitrosti, s katero se segreje medij, ki prehaja skozi jedro. Na sl. predlaga se diagram delovanja indukcijskega grelnika vode, ustvarjenega v napravi. Enota blagovne znamke "VIN", ki jo proizvaja tovarna Iževsk, ima takšno shemo.

Kako dolgo bo enota delovala, je odvisno samo od tega, kako tesno je ohišje in izolacija žičnih zavojev ni poškodovana, to pa je po navedbah proizvajalca precej pomembno obdobje, do 30 let.

Za vse te prednosti, ki jih ima naprava 100%, morate plačati veliko denarja, induktor, magnetni bojler je najdražji od vseh vrst ogrevalnih instalacij. Zato mnogi obrtniki raje sami sestavijo superekonomično grelno enoto.

Indukcijski grelnik naredite sami

Izdelati izum ni težko, če imate veščine, lahko naredite dobro napravo. Najenostavnejša enota, ki je sestavljena ročno, je sestavljena iz reza cevi (plastike), znotraj katerega so razporejeni različni elementi (kovina), ki ustvarjajo jedro.

Lahko bi bilo:

• Žica iz nerjavečega jekla;
• Žica, zvita v kroglice, narezana na majhne koščke - žična palica, katere premer je 8 mm;
• Izvrtajte premer cevi.

Od zunaj so nanj prilepljene palice iz steklenih vlaken, nanje pa morate v izolacijo naviti 1,7 mm debelo žico. Dolžina žice je približno 11 m. Nato je treba indukcijski grelec preizkusiti tako, da ga napolnite z vodo in priključite na primer na indukcijsko kuhalno ploščo ORION z močjo 2 kW namesto na standardni induktor. Vrtinčni radiator, zvarjen iz več kovinskih cevi, deluje kot zunanje jedro za vrtinčne električne tokove, ki jih ustvarja tuljava iste plošče.

Posledično je mogoče izpeljati naslednji zaključek:

1. Toplotna moč izdelane grelne naprave je višja od električne moči panela.
2. Število in velikost cevi sta bili izbrani naključno, vendar so ustvarili zadostno površino za dovajanje toplote, ki jo ustvarjajo vrtinčni tokovi.
3. Ta shema grelnika vode se je izkazala za uspešno v konkretnem primeru, ko je stanovanje obkroženo z drugimi stanovanji, ki se ogrevajo.

Naprava deluje pravilno, tako da, če imate želje, izkušnje in znanje, lahko to idejo uresničite. Za zapletene modele bo morda potreben 3-fazni transformator.

Visoko natančno indukcijsko ogrevanje

Takšno ogrevanje ima najpreprostejši princip, saj je brezkontaktno. Visokofrekvenčno pulzno ogrevanje omogoča doseganje najvišjih temperaturnih pogojev, pri katerih je mogoče obdelati najtežje kovine pri taljenju. Za izvedbo indukcijskega ogrevanja je potrebno ustvariti potrebno napetost 12 V (voltov) in frekvenco induktivnosti v elektromagnetnih poljih.

To je mogoče storiti v posebni napravi - induktorju. Napaja se z električno energijo iz industrijskega električnega omrežja pri 50 Hz.

Za to je mogoče uporabiti posamezne napajalnike - pretvornike / generatorje. Najenostavnejša naprava nizkofrekvenčne naprave je spirala (izoliran vodnik), ki jo lahko namestimo v notranji del kovinske cevi ali jo navijemo okoli nje. Tekoči tokovi segrevajo cev, ki v prihodnosti daje toploto dnevni sobi.

Uporaba indukcijskega ogrevanja pri minimalnih frekvencah ni pogosta. Najpogostejša obdelava kovin je z višjo ali srednjo frekvenco. Takšne naprave odlikuje dejstvo, da magnetni val potuje na površino, kjer se oslabi. Energija se pretvori v toploto. Za boljši učinek morata imeti obe komponenti podobno obliko. Kje se uporablja ogrevanje?

Danes je uporaba visokofrekvenčnega ogrevanja zelo razširjena:

• Za taljenje kovin in njihovo spajkanje z brezkontaktno metodo;
• Industrija strojništva;
• Izdelovanje nakita;
• Izdelava majhnih elementov (desk), ki se lahko poškodujejo pri uporabi drugih tehnik;
• Utrjevanje površin delov različnih konfiguracij;
• Toplotna obdelava delov;
• Zdravstvena praksa (dezinfekcija naprav/inštrumentov).

Ogrevanje lahko reši številne težave.

Prednosti: indukcijsko ogrevanje kovine

Ogrevanje ima številne prednosti. S pomočjo nje je mogoče hitro segreti in stopiti kateri koli prevodni material v tekoče stanje. Omogoča ogrevanje v katerem koli okolju, ki ne prevaja toka, to je funkcija taljenja.

Ker se segreje le vodnik, ostanejo stene hladne. Tovrstno ogrevanje ne onesnažuje okolja. Če plinski gorilniki onesnažujejo zrak, potem indukcijsko ogrevanje to izključuje, ker deluje elektromagnetno sevanje. Kompaktne dimenzije induktorja. Sposobnost ustvarjanja naprave katere koli oblike.

Ogrevanje je nepogrešljivo, če morate ogreti le izbrano površino na površini. Prav tako je naprava, da takšno posebno opremo prilagodi zahtevanemu načinu in jo prilagodi.

Kako narediti indukcijski grelnik iz računalniškega napajanja

Grelec je lahko izdelan iz računalniškega napajalnika.

Trajalo bo:

• Dušilnik iz računalniške enote;
• Spajkalnik;
• Varilnik;
• klešče;
• 6 mm žica iz nerjavečega jekla;
• Emajlirana ravna bakrena žica 2 mm;
• jeklene cevi 25 mm;
• Plastična cev 50 mm;
• Trpežna vodovodna oprema;
• Eksplozijski ventil;
• Podrobnosti za sestavljanje vezja.

Kotel je sestavljen iz tuljave, toplotnega izmenjevalnika, priključne omarice, krmilne omare, dovodne in odvodne cevi. Namestitev je preprosta, glavna stvar je slediti shemi. Dober laboratorijski napajalnik je mogoče razviti v enem dnevu in tudi prodati v enem dnevu. Naprave so povezane preko transformatorske točke.

Preprost induktor, ki ga naredite sami

V domačem življenju lahko HDTV induktor pogosto pride prav.

Ta naprava se pogosto uporablja za ogrevanje zagozdenih:

• Matice / vijaki;
• Avto okvirji in tramovi;
• Avto servisni deli, vključno z ležaji in različnimi pušami.

Takšne naprave je mogoče kupiti v specializirani trgovini, tako kot vsako drugo opremo, na primer invertersko kitajsko klimatsko napravo, seizmični senzor, vendar so zelo drage. Vendar pa obstaja izhod, povsem mogoče je ustvariti indukcijski grelnik doma. Za montažo je potreben transformator, izdelan je lahko iz 2 obročev. Lahko se uporablja razred ferita M 2000 NM.

V primarnem navitju mora biti približno 26 zavojev žice s premerom 0,75 mm. Primarno navitje se poveže tam, kjer izstopi pretvornik. Drugo navitje je ena zanka bakrene cevi s premerom 6 mm, je tudi veja induktorske cevi, ki poteka skozi središče obročastega dela transformatorja.

Sam induktor je tuljava iz več zavojev bakrene cevi - 4 mm.

Kondenzator skupaj z napravo opravlja delo nihajnega kroga, ki ustvarja resonančno frekvenco (resonančno), na katero je nastavljen pretvornik. Če je obdelovanec razporejen v osrednjem delu bakrene spirale, bo zagotovil aktivno odpornost. HDTV se pojavi v sami tuljavi, zato se cev s tuljavami zelo segreje, kar pomeni, da jo je treba nujno ohladiti, za to je mogoče uporabiti navadno vodo iz cevovodov.

Za napajanje induktorja je potrebno uporabiti dielektrične cevi, saj se v vezju razvije visoka napetost. Tekoča voda, ki hladi induktor, zahteva stalno spremljanje, zato je v odtok nameščen poseben vložek, na katerega sta pritrjena termoelement in tester za nadzor temperaturnega režima. V napravi je treba uporabiti močan kondenzator, ki ga je mogoče sestaviti iz štiridesetih visokonapetostnih kondenzatorjev po 0,033 μF.

DIY indukcijski grelnik (video)

Kot lahko vidite, izdelava induktorja z lastnimi rokami ni težka, glavna stvar je slediti shemi, ustvarite lahko tudi indukcijsko hupo ali sestavite vezje na tiristorjih ali katerem koli drugem, na primer notranjo vsebino tranzistor.