Индукционный нагреватель металла

Технология индукционного нагрева быстро набирает популярность благодаря своим многочисленным практическим преимуществам. Причем этот способ работы с металлами привлекает не столько промышленную промышленность, сколько частный бытовой сектор. Однако условия создания аппаратных установок в этих двух случаях существенно различаются. В отличие от промышленного сектора, частным предпринимателям, работающим на дому, требуется относительно маломощное, простое в изготовлении и недорогое оборудование. Здесь описана схема индукционного нагревателя мощностью 1600 Вт, вполне реализуемая в домашних условиях. Это своего рода пример, показывающий, как создать индукционный нагреватель для домашнего использования.

Принцип технологии индукционный нагрев

Принцип технологии индукционного нагрева достаточно прост с физической точки зрения. Катушка из проводника с током создает высокочастотное магнитное поле. В свою очередь металлический предмет, помещенный во внутреннюю часть катушки, наводит вихревые токи. В результате объект сильно нагревается.

Параллельно индуктору, как правило, включается резонансная емкость. Этот шаг должен компенсировать индуктивный характер катушки. Резонансный контур, образованный элементами катушки-конденсатора, возбуждается на собственной резонансной частоте. Значение тока возбуждения значительно меньше значения тока, протекающего через индуктор.

Схема индукционного простого нагревателя мощностью 1600 Вт

Скорее представленную схему следует считать экспериментальным вариантом. Однако такой вариант вполне реален. Основные преимущества программы:

  • относительная простота,
  • доступность запчастей,
  • легкость сборки.

Схема индукционного нагревателя (фото ниже) работает по принципу «двойного полумоста», дополненного четырьмя силовыми транзисторами с изолированным затвором серии IGBT (STGW30NC60W). Транзисторы управляются микросхемой IR2153 (самотактирующий драйвер полумоста).

Индукционный нагреватель — схема простой домашней установки

Двойной полумост способен обеспечить ту же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора полумоста с тактовой частотой проще в реализации и, следовательно, проще в использовании. Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1 (2x 120A) работает как параллельная диодная схема.

Достаточно гораздо меньших диодов (30А). Если мы намерены использовать транзисторы серии IGBT со встроенными диодами (например, STGW30NC60WD), то от этой опции можно полностью отказаться.

Рабочая резонансная частота регулируется потенциометром. Наибольшая яркость светодиодов является определяющей при наличии резонанса.

Силовой диод и транзистор для схемы индукционного нагревателя

Электронные компоненты простого индукционного нагревателя для самостоятельной сборки: 1 — Сильный двойной диод типа STTH200L06TV1; 2 — транзистор со встроенными диодами типа STGW30NC60WD

Конечно, всегда можно построить более сложный драйвер. В целом оптимальным решением видится использование автоматической настройки. Обычно это используется в профессиональных схемах индукционных нагревателей, но токовая схема явно теряет свою простоту при такой модернизации.

Регулировка частоты, катушка индуктивности, мощность

Схема индукционного нагревателя обеспечивает частотную регулировку в диапазоне примерно 110 — 210 кГц. Однако для схемы управления требуется вспомогательное напряжение 14-15В, получаемое от небольшого адаптера (переключатель может быть переключаемый или обычный).

Выход схемы индукционного нагревателя подключен к рабочей цепи катушки через согласующую индукционную катушку L1 и разделительный трансформатор. Катушка имеет 4 витка провода на сердечнике диаметром 23 см, разделительный трансформатор состоит из 12 витков двухжильного кабеля, намотанных на сердечник диаметром 14 см.

Выходная мощность индукционного нагревателя с конкретными параметрами составляет около 1600 Вт. При этом не исключается возможность увеличения мощности до более высоких значений.

Индукционный нагреватель - экспериментальный проект

Экспериментальная конструкция индукционного нагревателя, сделанная своими руками в домашних условиях. КПД устройства достаточно высокий, несмотря на небольшую мощность.

Рабочая катушка индукционного нагревателя изготовлена ​​из проволоки диаметром 3,3 мм. Лучшим материалом для змеевика представляется медная труба, к которой можно применить простую систему водяного охлаждения. Катушка имеет:

  • 6 витков обмотки,
  • диаметр 24 мм,
  • высота 23 мм.

Для этого элемента схемы значительный нагрев воспринимается как характерное явление, так как установка работает в активном режиме. Этот момент необходимо учитывать при выборе материала для производства.

Модуль резонансного конденсатора

Резонансный конденсатор выполнен в виде батареи малых конденсаторов (модуль состоит из 23 малых конденсаторов). Суммарная емкость батареи составляет 2,3 мкФ. Конструкция позволяет использовать конденсаторы емкостью 100 нФ (~275В, МКП полипропилен, класс Х2).

Этот тип конденсатора не предназначен для использования в цепи индукционного нагревателя. Однако, как показала практика, отмеченный тип емкостного элемента вполне удовлетворителен для работы на резонансной частоте 160 кГц. Рекомендуется использовать фильтр электромагнитных помех.

Фильтр электромагнитных помех для индукционного нагревателя

Регулируемый трансформатор можно заменить схемой плавного пуска. Например, можно порекомендовать использовать простую схему ограничения тока:

  • обогреватели,
  • галогенные лампы,
  • другие устройства

около 1 кВт, включенных последовательно с индукционным нагревателем при первом включении.

Предупреждение о мерах безопасности

Делая индукционный нагреватель по представленной схеме, помните: контур индукционного нагрева подключается к сети и находится под высоким напряжением. Рекомендуется использовать потенциометр с изолированным стержнем.

Высокочастотные электромагнитные поля несут вредный потенциал, который может повредить электронные устройства и носители информации. Представленная схема из-за простоты реализации несет в себе значительные электромагнитные помехи. Этот фактор может привести к различным аварийным последствиям:

  • поражение электрическим током,
  • бернс
  • пожары.

Поэтому, прежде чем решиться на создание и эксперименты с индукционным нагревателем, необходимо обязательно обеспечить полную безопасность для конечного пользователя и окружающих.

Видео: индукционный нагреватель сварочным инвертором

Видео, представленное выше, является демонстрацией работы металлического нагревательного устройства. Это устройство создано путем переделки сварочного инвертора и, как отмечает автор, работает достаточно эффективно:

Заключительный штрих

Таким образом, создание автономного индукционного нагревателя для плавки металла в домашних условиях не является фантастической идеей, но вполне осуществимой. При необходимости, при наличии соответствующей информации, комплектующих вполне можно собрать рабочий радиатор.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector