Схема индукционный котел отопления своими руками: Индукционный котел своими руками: устройство, схема, чертежи, монтаж

Важный момент: подачу высокочастотного тока на индукционный котел нужно делать только после того, когда включен циркуляционный насос, и агрегат полностью заполнился теплоносителем!

Достоинства

Подключение индукционного котла в отопительную систему. (Для увеличения нажмите)

Собранный своими руками котлоагрегат, будет обладать целым рядом достоинств, среди которых можно выделить следующие важные моменты:

• быстрый нагрев теплоносителя в котле за 3–5 минут;
• минимальная температура нагрева теплоносителя составляет 35 0С;
• магнитное поле, помимо создания тепловой энергии образует вибрации, которые отлично препятствуют появлению накипи;
• коэффициент полезного действия приближается к 100%, иначе говоря, вся электроэнергия перерабатывается в тепло практически без потерь;
• при функционировании агрегата не выделяются продукты сгорания, вследствие чего, нет необходимости возведения дымохода, а также частого технического обслуживания;
• срок бесперебойного функционирования индукционного котла может достигать до 30 лет благодаря тому, что в конструкции агрегата не предусмотрено механическое движение деталей, и как следствие, отсутствует износ и повреждение комплектующих элементов.

Таким образом, мы раскрыли все характеристики индукционного котлоагрегата, а также указали на все нюансы изготовления котла своими руками. Мы искренне надеемся, что все наши советы и рекомендации, изложенные в этой статье, станут для вас настольным руководством при сборке индукционного агрегата своими руками.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь демонстрирует устройство и работу индукционного котла отопления, сделанного своими руками:

Индукционный котел отопления своими руками – сборка, установка + Видео

Сегодня уже с трудом верится, что отопление может быть экономным. Мы либо платим за электричество и газ, либо сжигаем огромное количество природного сырья. Но есть конструкция, способная спасти наш кошелек – индукционный котел отопления, своими руками который сделать тоже окажется дешевле.

Сложно ли понять схему его работы?

Для работы такого котла электроэнергия все-таки понадобится, но счет уже не будет столь пугающим. Главное достоинство таких обогревателей в их устройстве. Они очень выгодно преобразуют электричество в тепло (рабочая среда забирает почти 97%). Это дает быстрый нагрев при минимальных затратах. Рабочей средой или теплоносителем для индукционного котла чаще всего выступает неочищенная вода, которая нагревается и разносится по системе отопления дома. Но для этой цели вполне подойдет масло или антифриз.

Работа индукционного котла отопления

Система преобразования электроэнергии состоит из двух обмоток. Первая принимает ток из сети, создает вихревые потоки, которые становятся причиной электромагнитного поля. Оно направляется на внешнюю обмотку, которая по совместительству еще и корпус котла. Именно здесь и происходит нагревание теплоносителя, который идет по трубам.

Индукционный агрегат должен иметь патрубок для входа холодной воды и выхода горячей. Обычно снизу корпуса приваривается ввод, а сверху вывод. Носитель подается внутрь, обтекает корпус, нагревается за счет хорошей теплопроводности и уходит через верхнее отверстие в отопительную систему. Основная трудность при создании собственного котла – это правильно расположить внешнюю обмотку и сердечник, чтобы вихревые потоки и создаваемое поле эффективно разогревали котел. Для этого важно разобрать приведенную схему, доступную для понимания человека со средними знаниями физики.

Индукционный агрегат отопления

Кроме выгодного преобразования электроэнергии такие котлы еще и реже ломаются, потому что нет индивидуального статичного нагревательного элемента. Не оседает и накипь на корпусе, потому что система обмоток постоянно находится в состоянии легкой вибрации. Работает индукционный котел негромко и вредных выбросов не производит. Также протечки такой системы маловероятны, потому что сварных швов минимальное количество, а то и вовсе нет. Главным минусом индукционного нагревателя будет его цена, поэтому появляется все больше самодельных схем, одну из них мы и рассмотрим. Также его нельзя располагать вблизи постоянного пребывания людей, потому что это источник ЭМИ, значит, потребуется отдельная комната в дальнем углу дома.

Собираем простейший индукционный котел

Самый незамысловатый нагреватель просто заменит часть трубы в системе отопления. Насколько реально собрать такой индукционный котел своими руками, оцените по этой инструкции.

Как собрать индукционный котел своими руками — пошаговая схема

Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

На входе электроэнергию будет встречать сварочный инвертор. Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

Шаг 2: Тело нагревателя

Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

Индукционная катушка для самодельного котла отопления

Шаг 3: Индукционная катушка и подключение

Для создания катушки нужен медный провод, им равномерно обматывается наша пластиковая труба. Достаточно сделать 90–100 витков. Важно выдерживать между ними одинаковые отступы. Когда вы получили желаемый результат, отступите от крайних витков по 10 см и обрежьте трубу.

Шаг 4: Переходники

Теперь организуем подвод и выход теплоносителя. Для этого нужно прикрепить соответствующие переходники. С двух сторон трубы располагаем металлическую сетку, она предотвратит высыпание кусочков проволоки. Снизу крепим вводной переходник, через который вода будет поступать. Затем плотно и полностью засыпаем корпус проволокой и закрываем сверху выводным переходником. Вход и выход желательно снабдить шаровым вентилем на случай, если вы решите демонтировать котел, тогда воду из трубопровода сливать будет не нужно.

Шаровой вентиль для самодельного индукционного котла

Шаг 5: Подключение

Концы катушки выводятся на инвертор, но пока подключать еще рано. Сначала полученный агрегат нужно врезать в систему отопления. Для этого отпиливаем в подходящем месте часть трубопровода такого размера, чтобы расположенный вместо него самодельный котел стал без зазоров. Через переходники фиксируем входное и выходное отверстие. Теперь-то можно катушку присоединить к инвертору переменного тока. Остается пустить воду в систему и включить в сеть наш котел.

Какие условия обязательны для безопасной работы котла?

Собрать индукционный котел самостоятельно оказалось не так сложно, но есть несколько обстоятельств, без которых корректной его работы мы не добьемся. Такой нагревательный агрегат не будет функционировать, если в вашей отопительной системе нет принудительной циркуляции теплоносителя. То есть, это должна быть закрытая сеть с насосом, который и будет гонять воду по контуру. Также у вас должна быть возможность заземлить инвертор, иначе пожарная безопасность окажется под вопросом. В сеть этот агрегат нужно включать через устройство защитного отключения (УЗО).

Инвертор индукционного котла отопления

Крайне важно, чтобы в системе была вода. Без нее включать котел категорически запрещено. Ведь катушка намотана на пластиковую трубу, которая неспособна выдержать температуру раскаленной металлической проволоки. Поэтому корпус попросту расплавится, а дальнейшие последствия непредсказуемы.

К материалу самого домашнего трубопровода, куда врезается котел, особых требований нет. Это может быть и пластик, и металл. Главное, чтобы это была жесткая конструкция, а не болтающиеся шланги. Расположение катушки из соображений пожарной безопасности должно находиться в 30 см от стен и 80 см от пола и потолка. Если поблизости должны быть еще какие-то приборы или мебель, то расстояние до них тоже желательно выдержать около 30 см.

Подключение индукционного котла к жесткой конструкции трубопровода

Также не помешает на выходе из котла установить автоматический клапан с манометром, чтобы при необходимости он стравливал нарастающее давление, от которого может треснуть наш корпус. Это понадобится, если устройство принудительной циркуляции нужно будет отключить или насос просто внезапно сломается. Если эта идея вам нравится, тогда переходник на выходе из котла должен быть тройным (два входа для возможности отвода воды в разных направлениях, третий – для клапана). Корпус индукционного нагревателя можно обтянуть изолирующим материалом. Это снизит потери тепла и исключит возможность касания катушки по неосторожности, которая ударит током. Эту рекомендацию мы бы перевели в статус обязательного условия.

Индукционный котел отопления своими руками: описание и видео

С темой об эффективности и экономичности индукционных котлов, чем дальше, тем все непонятнее. Обсуждение идет активно, и на многих форумах в том числе. Но вот открытыми и доступными остаются только те, в которых доказывается что экономия эта — выдумки нечистоплотных продавцов. Другие же становятся недоступными.

Основной довод противников использования индукционных котлов — закон сохранения энергии. Причем трактуется он так: на какой бы нагреватель не подали 1 кВт электроэнергии, выработать он может только чуть меньше 1 кВт тепловой энергии. Чуть меньше — за счет потерь и не стопроцентного КПД. Потому что ТЭН, что индукционный нагреватель потратит на выработку одного количества тепла одинаковое (или почти) количество электроэнергии. А так как индукционные котлы намного дороже, то и покупать их — тратить впустую деньги.

Нашлись и оппоненты. Их мало, но они есть. Теория эта не относится к разряду простых, и нужны глубокие знания. Но суть возражения такова:  нагреватель при потреблении 1 кВт электроэнергии производит 1 кВт энергии, но не вся эта энергия тепловая. А по производству именно тепловой энергии индукционные нагреватели оказываются намного более продуктивными, чем традиционные ТЭНы. И прямое тому подтверждение  — бытовые индукционные плитки. В них на нагрев того же количества воды требуется меньше электроэнергии. Это легко проверяется: берете две плитки одинаковой мощности — индукционную и со спиралью. Потом ставите две одинаковые кастрюли с водой, включаете и засекаете, сколько времени при одинаковой мощности уходит у каждого из агрегатов. Чем меньше время до закипания — тем меньше потрачено электроэнергии.

Подробнее о принципе работы индукционного котла читайте тут.

Как самому сделать индукционный котел

Теперь о том, как сделать индукционный котел своими руками. Если все делать самостоятельно, нужны немалые познания. Например, два электронщика возились больше полугода, перевели множество запчастей, истратили на них кучу денег. Рабочую установку, в конце концов, собрали, результатом очень довольны, но выложили только фото.

На сайтах производителей имеется только общая информация с демонстрацией принципов работы и никаких схем. Оно, в общем-то, и понятно.

Те модели, которые предлагают сделать: пластиковую трубу заполнить отрезками проволоки и сверху намотать проволоку, может, и работают, но явно недоделаны. Необходима серьезная защита: витки катушки оказываются сверху, а по ним бежит ток. Причем из сети 220 В. К тому же нет никакого контроля температуры, что чревато: пластик ведь плавится. Требуется также  расчет скорости движения теплоносителя и еще много чего. В общем, небезопасно это.

Ниже расположено видео, в котором представлен один из вариантов такого самодельного индукционного котла отопления. В исполнении он несложен:

По словам самого автора этого котла, вода греется слабо. Требуется большая мощность (у него порядка 1,8 кВт а нужно 3 кВт).

Котел отопления из индукционной плитки или панели

Но тем, кто хочет сделать индукционный котел, совсем необязательно собирать нагреватель самостоятельно. Все что нужно — купить индукционную бытовую плитку. Стоит она от 50$ и выше. Дальше идут варианты:

• Если есть металлический или чугунный радиатор (алюминиевые не подходят) можно просто прислонить плитку к радиатору и включить ее. Радиатор начинает греться, распространяя тепло по помещению. В комнате 20 м² работала плитка, выставленная на 0,8 кВт. При -20^оС в комнате было +25^оС. Это не самый эффективный способ, но довольно неплохой. И проверить его работу проще простого. Особенной тем, у кого плитка есть.
  Нельзя сказать, что это котел, но отапливает комнату хорошо, а электричества «тянет» мало

• Второй простой вариант — сварить «котел» из металла. Подавать с одной стороны холодную воду, с другой забирать нагретую, поставить циркуляционный насос. В видео ниже представлен пример с использованием индукционной варочной панели и двух металлических емкостей из металла толщиной 5 мм.

Такой вариант котла из индукционной плиты может сделать действительно любой. Только еще раз обращаем внимание — чтобы  жидкость или поверхность нагревалась, металл должен магнититься. Хорошая нержавейка (немагнитная) или алюминий не подходят: в них токи Фуко не распространяются. Кроме того, что и делать ничего почти не нужно, такой вариант хорош тем, что на плитке есть система контроля и безопасности, которая в случае перегрева отключит устройство.

Прочитайте об индукционных котлах «Галан» и отзывы о них.

Итоги

Из представленных трех вариантов самодельных индукционных котлов отопления два — это не совсем котлы (или совсем не котлы — как посмотреть). Но при этом отапливать с их помощью помещения можно. Способы с индукционной плиткой проверяется элементарно, особенно это просто для тех, у кого такая плитка имеется. Для повышения теплоотдачи в варианте плитка + радиатор можно устроить обдув вентилятором (если нужно). Но насколько это работает нужно проверять на собственном опыте.

алгоритм создания и преимущества оборудования

У владельцев частных домов есть немало вариантов оборудования системы отопления. Но чаще всего выбор падает на индукционные котлы. И это неудивительно, ведь подобная установка имеет ряд преимуществ. Внешне индукционный электрокотел чем-то напоминает трансформаторную установку. Нагревательные элементы отсутствуют. Нагрев воды происходит посредством электромагнитной индукции.

О том, что представляют собой котлы отопления электрические индукционные, какие они имеют достоинства и как изготовить их своими руками, и будет рассказано в данной статье.

Основные преимущества индукционных котлов

Высокая популярность котлов индукционного типа обусловлена их достоинствами. Среди основных можно назвать экономичность. Установка позволяет экономить электрическую энергию. Оборудовав систему обогрева с электрическим котлом, можно забыть о необходимости регулярного пополнения запасов топлива. Что не скажешь о системах с жидкотопливными и твердотопливными котлами.

Работают электрокотлы индукционные бесшумно. Прибор во время работы не выделяет вредных веществ и является экологически чистым. Достоинством можно назвать и то, что электрическая катушка изолирована и с теплоносителем не соприкасается. Это означает, что возможность возникновения протечки исключена.

Индукционный прибор отличается долговечностью и безопасностью.

К тому же такое оборудование можно довольно просто сделать своими силами.

Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, преимуществ у котлов индукционного типа предостаточно. Но есть и один недостаток – высокая стоимость. Но этот недостаток можно легко исправить. Ведь сделать индукционный котел своими руками несложно.

Затраты на установку индукционного оборудования быстро окупаются за счет высокого КПД и электробезопасности.

Изготовив на индукционный котел своими руками чертежи можно без труда и в короткие сроки создать экономную и эффективную систему теплоснабжения дома.

Для того чтобы соорудить котел индукционного типа потребуются такие инструменты и материалы:

1. Инвертор сварочный. Он необходим для варки корпуса генератора теплоты. С его помощью также будут соединены подающие и отводящие трубопроводы.
2. Катанка либо проволока из стали для нагрева в электромагнитном поле. Диаметр — 7 мм. Длина должна быть 5 см.
3. Пластиковая труба для создания корпуса котла. Стенки трубы должны быть толстые.
4. Переходники. Они нужны для того, чтобы присоединить самодельный индукционный котел отопления к системе теплоснабжения.
5. Проволока из меди.
6. Сетка металлическая.

Таким образом, никаких специальных и дорогостоящих инструментов и материалов для создания индукционного прибора не требуется. Все необходимое оборудование и материалы наверняка есть у каждого хозяина. Изготовив на индукционный котел отопления своими руками чертежи, можно в итоге получить достаточно экономный в работе и дешевый в создании и установке теплогенератор.

Алгоритм создания индукционного котла

Подготовив все инструменты, материалы можно приступать к работе. Сначала может показаться, что изготовить индукционный котел самостоятельно непросто. Но на самом деле это совсем не сложно. Главное придерживаться алгоритма и соблюдать правила.

Для того чтобы изготовить котел на базе индукционной печки необходимо выполнить следующие работы:

• Взять трубу из пластика. Заполнить ее кусочками из нержавеющей стальной проволоки.
• Установить сетки на концах трубы. Это позволит избежать выхода проволоки из трубы.
• Равномерно намотать по всей длине трубы эмалированную медную проволоку. Необходимо сделать девяносто витков.
• Полученный котел установить в отопительную систему. Для этого использовать переходники. Нужно вырезать часть трубы обогревательной системы и в разрез установить индуктор. Приварить первый переходник к корпусу.
• Концы медной проволоки следует подключить к заранее приобретенному высокочастотному инвертору.
• Заполнить систему водой и включить готовый агрегат.

Чтобы работа оборудования была более безопасной, открытые участки медной катушки лучше изолировать. Выбирая изолятор, следует учитывать тепло- и электропроводность. О других самоделках для отопления можно прочитать здесь.

Самодельный индукционный котел — реальная действительность

Таким образом, индукционные котлы отопления своими руками изготавливаются очень просто. К тому же цена самодельного котла копеечная. Единственный недостаток такого агрегата – неказистый внешний вид и малые размеры. Но установив такой котел, можно сразу же почувствовать положительный эффект от его работы, скорость нагрева теплоносителя в отопительной сети существенно повышается.

Индукционный котел своими руками чертежи

Индукционный котел отопления своими руками – предусмотрим все

Система преобразования электроэнергии состоит из двух обмоток. Первая принимает ток из сети, создает вихревые потоки, которые становятся причиной электромагнитного поля. Оно направляется на внешнюю обмотку, которая по совместительству еще и корпус котла. Именно здесь и происходит нагревание теплоносителя, который идет по трубам.

Индукционный агрегат должен иметь патрубок для входа холодной воды и выхода горячей. Обычно снизу корпуса приваривается ввод, а сверху вывод. Носитель подается внутрь, обтекает корпус, нагревается за счет хорошей теплопроводности и уходит через верхнее отверстие в отопительную систему. Основная трудность при создании собственного котла – это правильно расположить внешнюю обмотку и сердечник, чтобы вихревые потоки и создаваемое поле эффективно разогревали котел. Для этого важно разобрать приведенную схему, доступную для понимания человека со средними знаниями физики.

Индукционный агрегат отопления

Кроме выгодного преобразования электроэнергии такие котлы еще и реже ломаются, потому что нет индивидуального статичного нагревательного элемента. Не оседает и накипь на корпусе, потому что система обмоток постоянно находится в состоянии легкой вибрации. Работает индукционный котел негромко и вредных выбросов не производит. Также протечки такой системы маловероятны, потому что сварных швов минимальное количество, а то и вовсе нет. Главным минусом индукционного нагревателя будет его цена, поэтому появляется все больше самодельных схем, одну из них мы и рассмотрим. Также его нельзя располагать вблизи постоянного пребывания людей, потому что это источник ЭМИ, значит, потребуется отдельная комната в дальнем углу дома.

2 Собираем простейший индукционный котел

Самый незамысловатый нагреватель просто заменит часть трубы в системе отопления. Насколько реально собрать такой индукционный котел своими руками, оцените по этой инструкции.

Как собрать индукционный котел своими руками — пошаговая схема

Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

На входе электроэнергию будет встречать сварочный инвертор. Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

Шаг 2: Тело нагревателя

Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

Индукционная катушка для самодельного котла отопления

3 Какие условия обязательны для безопасной работы котла?

Собрать индукционный котел самостоятельно оказалось не так сложно, но есть несколько обстоятельств, без которых корректной его работы мы не добьемся. Такой нагревательный агрегат не будет функционировать, если в вашей отопительной системе нет принудительной циркуляции теплоносителя. То есть, это должна быть закрытая сеть с насосом, который и будет гонять воду по контуру. Также у вас должна быть возможность заземлить инвертор, иначе пожарная безопасность окажется под вопросом. В сеть этот агрегат нужно включать через устройство защитного отключения (УЗО).

Инвертор индукционного котла отопления

Крайне важно, чтобы в системе была вода. Без нее включать котел категорически запрещено. Ведь катушка намотана на пластиковую трубу, которая неспособна выдержать температуру раскаленной металлической проволоки. Поэтому корпус попросту расплавится, а дальнейшие последствия непредсказуемы.

К материалу самого домашнего трубопровода. куда врезается котел, особых требований нет. Это может быть и пластик, и металл. Главное, чтобы это была жесткая конструкция, а не болтающиеся шланги. Расположение катушки из соображений пожарной безопасности должно находиться в 30 см от стен и 80 см от пола и потолка. Если поблизости должны быть еще какие-то приборы или мебель, то расстояние до них тоже желательно выдержать около 30 см.

Подключение индукционного котла к жесткой конструкции трубопровода

Также не помешает на выходе из котла установить автоматический клапан с манометром, чтобы при необходимости он стравливал нарастающее давление, от которого может треснуть наш корпус. Это понадобится, если устройство принудительной циркуляции нужно будет отключить или насос просто внезапно сломается. Если эта идея вам нравится, тогда переходник на выходе из котла должен быть тройным (два входа для возможности отвода воды в разных направлениях, третий – для клапана). Корпус индукционного нагревателя можно обтянуть изолирующим материалом. Это снизит потери тепла и исключит возможность касания катушки по неосторожности, которая ударит током. Эту рекомендацию мы бы перевели в статус обязательного условия.

Самодельный индукционный котел отопления

На фоне всеобщего подорожания, в том числе и энергоносителей, постоянно появляются новые, более эффективные способы использования традиционных источников энергии. Стремление максимально увеличить КПД не обошло стороной и разработчиков электронагревательных приборов. Одним из таких новаторских продуктов конструкторской мысли являются совсем недавно появившиеся на рынке вихревые индукционные котлы, которые, если верить производителям и разработчикам, на 30 % эффективнее используют электроэнергию, чем обычные водонагреватели со встроенным ТЕНом.

Всем хороши такие нагреватели теплоносителя, они экономны, компактны, бесшумны и безопасны. Однако цена заводского образца такова, что далеко не каждый себе может позволить его приобретение. Вот поэтому некоторые домашние умельцы стремятся изготовить из доступных материалов индукционный котел отопления своими руками. Тем более, что принцип работы, равно как и конструкция такого водонагревателя как бы не очень и сложна.

Как работает индукционный котел

Как было отмечено выше, конструкция индукционного котла достаточно проста.

Имеется спиралевидный контур, выполненный обычно из медной трубки, к которому подключен источник высокочастотного переменного тока. Внутри обмотки расположена металлическая труба, которая с помощью переходных соединений включена в систему отопления. Металлический сердечник, коим, по сути, является в данном случае упомянутая труба, надежно отделена от обмотки слоем тепло- и электроизолирующего материала. Все это устройство включено в металлический корпус цилиндрической формы, который тоже отделен от медного контура слоем изолятора.

Теперь о принципе работы. В медной обмотке, при подключении к источнику тока с определенными характеристиками, возникают электромагнитные вихревые потоки, векторы которых направлены внутрь контура. Если в зону воздействия помещен какой-либо электропроводный материал (металл, например), магнитный вихрь заставляет его нагреваться, влияя на молекулярную структуру.

В нашем же случае, металлическая трубка, помещенная внутри медной обмотки, одновременно является теплообменником, отдавая энергию протекающему сквозь нее теплоносителю, который принудительно циркулирует благодаря насосу.

Ввиду использования электроэнергии таким способом, происходит значительная ее экономия, при этом срок службы такого теплообменника намного больше, чем у традиционного ТЕНа.

Как изготовить самодельный индукционный котел

Сделать в домашних условиях водонагреватель, работающий благодаря электромагнитной индукции, конечно же, можно. Однако стоит учесть, что прежде, чем приступить к его изготовлению, нужно произвести массу расчетов, которые под силу лишь тому, кто не понаслышке знает о том, что такое электротехника. Поэтому нужно трезво оценить свои познания в этой отрасли науки, так как электричество может не простить неудачные с ним эксперименты.

Для того, чтобы сделать простейший индукционный котел понадобятся такие материалы:

• отрезок толстостенной (3-5 мм) полиуретановой трубы 50 мм в диаметре;
• медная проволока 2 мм толщиной;
• нержавеющий пруток около 5 мм в сечении;
• металлическая нержавеющая сетка;
• сгоны и переходники для вышеупомянутого отрезка полимерной трубы.

В качестве источника высокочастотной электрической энергии здесь можно использовать сварочный аппарат с регулировкой характеристик исходящего тока.

Теперь схема сборки.

1. Имеющуюся медную проволоку намотать на пластиковую трубу в виде спирали. Количество и шаг витков зависит от длины трубы и желаемой мощности водонагревателя. Чем плотнее получится спиралевидный контур (соседние витки не должны касаться), тем большей мощности будет электромагнитный вихрь.
2. Концы обмотки надежно соединить с клеммами источника тока.
3. Нарезать нержавеющий прут фрагментами длиной около 5 см, и заложить внутрь полиуретановой трубы.
4. Саму трубу, прежде чем присоединять посредством переходников к системе отопления, необходимо с двух сторон отгородить нержавеющей сеткой.

Таким образом, имеем медный контур, изолятор в виде пластиковой трубы, и сердечник, в роли которого отрезки нержавеющего прутка. Теперь нужно обеспечить подачу воды с помощью насоса и включить источник переменного тока. Понятно, что при первом включении электроток должен быть небольшой силы, которую нужно добавлять по мере необходимости.

Естественно, что рассмотренная модель далека от совершенства и требований безопасности, поэтому применять ее для непосредственной эксплуатации вряд ли было бы разумно. Однако, сделав такой индукционный котел своими руками и затратив на это не так много времени и материалов, можно убедиться в том, что все это работает. А затем, при желании, можно придумать и воплотить какую-нибудь другую конструкцию вихревого водонагревателя, более совершенную и надежную.

На фоне всеобщего подорожания, в том числе и энергоносителей, постоянно появляются новые, более эффективные способы использования традиционных источников энергии. Стремление максимально увеличить КПД не обошло стороной и разработчиков электронагревательных приборов.…

• Как выбрать электрические котлы отопления
• Схема подключения электрокотла
• Отопление частного дома электрическим котлом
• Индукционный котел отопления своими руками

Индукционный котел своими руками

Хотите обустроить свой дом эффективным и одновременно с этим экономически выгодным обогревом? Тогда обязательно обратите свое внимание на современные индукционные котлы. Подобные агрегаты характеризуются высокой производительнос тью и имеют при этом предельно простую конструкцию, поэтому со сборкой индукционного отопительного котла можно с легкостью справиться своими руками. Работа рассматриваемого оборудования основывается на использовании индукционной электрической энергии.

Такие котлы абсолютно безопасные и экологически чистые. Во время их эксплуатации не выделяется никаких побочных продуктов, способных навредить человеку и состоянию окружающей среды.

Содержание пошаговой инструкции:

Механизм действия индукционного котла

По конструкционному исполнению такие котлы представляют собой своего рода электрические индукторы, в состав которых входит две короткозамкнутые обмотки.

Так, внутренняя обмотка отвечает за преобразование поступающей электрической энергии в специальные вихревые токи. В агрегате образуется электрическое поле, которое в дальнейшем поступает на вторичный виток. Последний одновременно выполняет функции нагревательного элемента отопительного агрегата и корпуса котла.

Схема индукционного вихревого агрегата для отопительной сети

Вторичная же обмотка отвечает за передачу образующейся энергии непосредственно на теплоноситель системы отопления. В качестве теплоносителя в подобных установках используются специальные масла, незамерзающие жидкости или чистая вода.

Внутренняя обмотка нагревателя подвергается воздействию электроэнергии. В результате появляется некоторое напряжение и образуются вихревые токи. Созданная энергия отдается вторичной обмотке, после чего начинается нагрев сердечника. По достижению нагрева всей поверхности, теплоноситель начнет давать тепло радиаторам, а они — обогреваемым помещениям.

Рационально ли собирать котел самостоятельно?

Схема работы индукционного котла

Индукционные котлы отопления имеют простейшую конструкцию, никаких сложностей с их сборкой не возникает. Однако вам однозначно придется как минимум внимательно изучить предложенные инструкции и приложить усилия для правильной сборки качественного агрегата.

Наградой за ваши старания станет эффективное и выгодное в финансовом плане отопительное оборудование. Для сборки котла не нужно покупать какие-либо дорогостоящие комплектующие – все необходимые элементы продаются в обычных строительных, хозяйственных и прочих специализированн ых магазинах.

При условии правильной сборки и подобающего обращения с готовым агрегатом он спокойно прослужит 20 лет и даже более. Главное – выполнять все в строгом соответствии инструкции.

Сверхсложных задач перед вами не ставится, и допустить какие-либо критические ошибки при сборке индукционного котла по инструкции практически невозможно.

Сборка простого индукционного котла

Для сборки индукционного котла не нужно использовать никаких сложных в обращении инструментов и дорогостоящих материалов. Все, что вам надо – иметь хотя бы базовые представления о работе сварочного аппарата инверторного типа.

Как сделать индукционный котел своими руками

Первый шаг. Нарежьте проволоку из нержавейки либо катанку на куски длиной порядка 5 см. Необходимый диаметр используемой проволоки – 7-8 мм.

Второй шаг. Подготовьте пластиковую трубу для сборки корпуса устройства. Будет достаточно изделия диаметром порядка 50 мм.

Третий шаг. Закройте дно основной трубы мелкоячеистой металлической сеточкой. Подбирайте сетку с такими ячейками, чтобы через них не могли пройти куски загруженной нержавейки либо катанки.

Четвертый шаг. Полностью заполните корпус проволокой либо катанкой, а затем закройте свободное отверстие трубки второй металлической сеточкой.

Пятый шаг. Аккуратно и как можно более плотно намотайте на среднюю часть корпуса порядка 90 витков провода из меди.

Шестой шаг. Подключите к корпусу нагревателя специальные переходники для врезки в отопительную или водопроводную систему. Схема предельно простая: вода заходит в нагреватель через один переходник – практически мгновенно нагревается – выходит в отопительную систему через второй переходник – батареи и трубы отдают тепло обслуживаемому помещению.

Закрытая система отопления

В результате таких нехитрых манипуляций вы получите недорогое и предельно простое в сборке устройство для эффективного обогрева. Преимуществом использования самодельного индукционного котла является отсутствие необходимости выделения под его установку отдельного котельного помещения. Вы попросту вырезаете часть трубы недалеко от входа в радиатор и закрепляете вместо нее свой самодельный нагреватель.

Далее останется лишь подключить к готовой катушке инвертор на 18-25А и можно заполнять отопительную систему теплоносителем.

Важно: не включайте нагреватель при отсутствии теплоносителя в отопительной системе. В такой ситуации пластиковый корпус нагревателя попросту расплавиться и вся ваша работа пойдет насмарку.

Не забудьте выполнить надежное заземление самодельного нагревательного приспособления.

Устройство вихревого индукционного отопительного агрегата

Сборка такого агрегата потребует от вас наличия определенных навыков обращения со сварочным аппаратом, а также трехфазным трансформатором. Преимуществом вихревого нагревателя является отсутствие в его составе элементов, не способных в течение длительного времени переносить интенсивные нагрузки. То есть риск скорого выхода котла из строя на порядок снижается.

Также к числу преимуществ рассматриваемого агрегата нужно отнести отсутствие разъемных соединений. Это позволяет полностью забыть о риске появления протечек.

Самодельный вихревой индукционный котел работает практически в бесшумном режиме. Это позволяет монтировать его в любом желаемом месте. Вредные выхлопы тоже отсутствуют, поэтому вы можете не беспокоиться по поводу необходимости обустройства надежного котельного помещения и установки дымохода.

Первый шаг. Сварите друг с другом пару металлических труб диаметром порядка 2,5 см так, чтобы в результате получилось изделие круглой формы. Полученная заготовка одновременно является нагревательным элементом котла и его сердечником.

Второй шаг. Установите полученный круг в пластиковую трубу подходящего размера.

Третий шаг. Выполните обмотку на пластиковом корпусе из уже знакомых вам материалов. Благодаря подобной обмотке эффективность и производительнос ть агрегата будут заметно увеличены.

Четвертый шаг. Поместите пластиковый корпус в качественный изоляционный чехол. Он будет предотвращать возможные утечки электрического тока и поспособствует существенному уменьшению потерь тепла.

Нагрев будет осуществляться за счет контакта теплоносителя с все той же обмоткой. Обмотка и все дальнейшие действия выполняются по той же схеме, что и в случае с обыкновенной индукционной установкой, рассмотренной в предыдущей инструкции.

Важные замечания по монтажу и использованию котла

Самодельные индукционные котлы предельно просты в сборке, установке и эксплуатации. Однако прежде чем начинать пользоваться подобного рода нагревателем вам нужно знать несколько важных правил, а именно:

• самодельная индукционная нагревательная установка предназначена для использования только в системах обогрева закрытого типа, циркуляция воздуха в которых обеспечивается при помощи насоса;

Закрытая система отопления

Патрубок котла настоятельно рекомендуется оснастить подрывным клапаном. Через это простое приспособление вы сможете при необходимости избавлять систему от лишнего воздуха, нормализуя давление и обеспечивая оптимальные условия эксплуатации.

Клапан обратный подрывной

Таким образом, из недорогих материалов при помощи простейших инструментов вы можете собрать полноценную установку для эффективного обогрева помещений и нагрева воды. Следуйте инструкции, помните об особых рекомендациях и уже очень скоро вы сможете наслаждаться теплом в собственном доме.

Видео – Индукционный котел своими руками

Источники: http://remoskop.ru/indukcionnyj-kotel-otoplenija-svoimi-rukami.html, http://mynovostroika.ru/indukcionnyj_kotel_otoplenija_svoimi_rukami, http://svoimi-rykami.ru/stroitelstvo-doma/otoplenie/indukcionnyj-kotel-svoimi-rukami.html

Индукционный котел отопления своими руками: 2 варианта конструкций

Планируя систему отопления на даче, владельцы рассматривают множество технических решений, среди которых – вариант с индукционным котлом. Его установка позволяет экономить электрическую энергию, он не выделяет опасные для жизни вещества, а значит, экологически чист. Есть возможность создать индукционный котел отопления своими руками и убедиться в его преимуществах, например, перед агрегатами, работающими на газе или твердом топливе.

Внутреннее устройство и принцип работы котла

Главное назначение оборудования – создание тепловой энергии из электрической при помощи специального агрегата. В отличие от ТЭНов, индукционные аппараты быстрее увеличивают температуру теплоносителя благодаря абсолютно другой конструкции.

Индукционные котлы эффективно используют в отопительных системах не только частных домов

Теплоносителем традиционно являются вода или антифриз, но иногда применяют и другие жидкости, обладающие необходимым свойством – проводимостью тока

В основе устройства – индуктор (трансформатор), имеющий два вида обмотки. Внутри возникают токи вихревого характера, следующие на виток (короткозамкнутый), который одновременно является корпусом. В результате вторичная обмотка восполняется запасом энергии, которую незамедлительно преобразует в тепло, отдающееся теплоносителю.

Устройство необходимо оснастить двумя патрубками: по одному из них будет подаваться охлажденный теплоноситель, по второму – выходить уже горячий.

Перегрева системы не происходит в связи с тем, что горячая вода постоянно отводится, а вместо нее поступает холодная

Схема котла заводского исполнения аналогична схеме самодельного оборудования

Если разбить принцип работы котла на этапы, получится следующая картина:

• Вода (или другой теплоноситель) поступает в котел.
• На внутреннюю обмотку подается электроэнергия.
• Под напряжением нагревается сердечник, а затем – поверхность.
• Теплоноситель нагревается.

Самостоятельно изготовленный индукционный котел, как правило, имеет простую конструкцию, поэтому он редко выходит из строя. Благодаря вибрации, которая сопровождает работу агрегата, исключено появление накипи, также являющейся частой причиной поломок. По такому же принципу работает заводское устройство:

Примеры конструкций самодельных вариантов

Вариант #1 — Пластиковые трубы+сварочный инвертор

Имея некоторые знания в области физики и владея кусачками, можно собрать элементарную индукционную модель самостоятельно.

Для этого необходимо приобрести уже готовый сварочный инвертор, высокочастотный, с плавной регулировкой тока и мощностью 15 ампер, хотя для обогрева лучше выбрать более мощный аппарат. Катанка из нержавеющей стали или просто отрезки стальной проволоки подойдут в качестве нагреваемого элемента. Длина отрезков – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Медную проволоку можно приобрести в магазине. Обмотку со старых катушек лучше не использовать

Корпус (основа индукционной катушки) будет одновременно частью трубопровода, поэтому для его изготовления подойдет пластиковая труба, обязательно с толстыми стенками, внутренний диаметр которой немного менее 50 мм. К корпусу крепят два патрубка для поступления холодного и отдачи нагретого теплоносителя.

Внутреннее пространство полностью заполняют отрезками проволоки, с обоих концов закрыв металлической сеткой, чтобы они не рассыпались. Индукционная катушка изготавливается следующим способом: вокруг уже готовой пластиковой трубы аккуратно наматывают эмалированный медный провод – примерно 90 витков.

Самодельное устройство необходимо подключить к сети. Из установленного трубопровода вырезают участок трубы, а вместо него ставят самодельный индукционный котел. Его соединяют с инвертором и запускают воду.

Индукционный отопительный котел располагается вместе с остальным оборудованием — в бойлерной

Важно заметить, что индукционные котлы отопления работают только при наличии в системе теплоносителя, без него пластиковый корпус расплавится.

Вариант #2 — конструкция с трансформатором

Для изготовления данного агрегата потребуется аппарат для сварки, а также трансформатор (трехфазный) с возможностью фиксации.

Необходимо сварить две трубы так, чтобы они в разрезе были похожи на бублик

Данная конструкция выполняет и проводниковую, и нагревательную функции. Затем наматывают обмотку, прямо на корпус котла, чтобы он работал более эффективно, несмотря на малый вес и размеры. Схема нагрева теплоносителя стандартна: он получает тепловую энергию при контакте с обмоткой.

Как и более простой вариант, сложная модель оборудуется двумя патрубками – для входа холодного теплоносителя и выхода нагретого

Наличие защитного кожуха поможет исключить потери тепловой энергии. Кожух также можно сделать самостоятельно.

Особенности установки и эксплуатации

Для монтажа индукционной установки подходит отопительная система закрытого типа, в состав которой входит насос, создающий принудительную циркуляцию воды в трубах. Распространенные пластиковые трубопроводы также подходят для установки самостоятельно изготовленного котла.

При монтаже следует соблюдать безопасные расстояния до ближайших предметов: до других приборов и стены – 300 мм и более, до пола и потолка – 800 мм и более. Около выводного патрубка разумно разместить группу безопасности (манометр, клапан сброса воздуха).

Заземление – еще одно обязательное условие установки индукционного котла.

Смастерив индукционный котел своими руками, в скором времени можно увидеть результаты своих трудов: он будет исправно работать длительное время, не уступая заводскому исполнению. Сложный в изготовлении, но экономичный в использовании, он не требует дополнительного обслуживания, главное – соблюдать условия эксплуатации.

Схема простого индукционного нагревателя своими руками

Этот замечательный небольшой проект демонстрирует принципы высокочастотной магнитной индукции и способы изготовления индукционного нагревателя. Схема очень проста в сборке и использует только несколько общих компонентов. С показанной здесь индукционной катушкой схема потребляет около 5 А от источника питания 15 В, когда наконечник отвертки нагревается. Кончик отвертки нагревается докрасна примерно за 30 секунд!

Схема управления использует метод, известный как ZVS (переключение при нулевом напряжении), для активации транзисторов, что позволяет эффективно передавать мощность.В схеме, которую вы видите здесь, транзисторы почти не нагреваются из-за метода ZVS. Еще одна замечательная особенность этого устройства заключается в том, что это саморезонансная система, которая автоматически работает на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора. Если вы хотите сэкономить время, в нашем магазине есть индукционный нагреватель. Возможно, вы все равно захотите прочитать эту статью, чтобы получить несколько полезных советов по правильной работе вашей системы.

Как работает индукционный нагрев?

Когда магнитное поле изменяется около металла или другого проводящего объекта, в материале индуцируется ток (известный как вихревой ток), который генерирует тепло.Вырабатываемое тепло пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление материала. Эффекты индукции используются в трансформаторах для преобразования напряжений во всех видах приборов. Большинство трансформаторов имеют металлический сердечник, поэтому при использовании в них наведены вихревые токи. Разработчики трансформаторов используют разные методы, чтобы предотвратить это, поскольку нагрев — это пустая трата энергии. В этом проекте мы будем напрямую использовать этот эффект нагрева и постараемся максимизировать эффект нагрева, создаваемый вихревыми токами.

Если мы приложим непрерывно изменяющийся ток к катушке с проволокой, у нас будет постоянно изменяющееся магнитное поле внутри нее. На более высоких частотах индукционный эффект довольно силен и имеет тенденцию концентрироваться на поверхности нагреваемого материала из-за скин-эффекта. Типичные индукционные нагреватели используют частоты от 10 кГц до 1 МГц.

ОПАСНО: Данное устройство может создавать очень высокие температуры!

Схема

Используемая схема представляет собой тип коллекторного резонансного генератора Ройера, который имеет преимущества простоты и саморезонансной работы.Очень похожая схема используется в обычных схемах инвертора, используемых для питания люминесцентного освещения, такого как подсветка ЖК-дисплея. Они приводят в действие трансформатор с центральным ответвлением, который повышает напряжение примерно до 800 В для питания фонарей. В этой схеме самодельного индукционного нагревателя трансформатор состоит из рабочей катушки и нагреваемого объекта.

Основным недостатком этой схемы является то, что требуется катушка с отводом по центру, которую может быть немного сложнее намотать, чем обычный соленоид. Катушка с отводом по центру необходима, чтобы мы могли создать поле переменного тока из одного источника постоянного тока и всего двух транзисторов N-типа.Центр катушки подключается к положительному источнику питания, а затем каждый конец катушки попеременно подключается к земле транзисторами, так что ток будет течь вперед и назад в обоих направлениях.

Сила тока, потребляемого от источника питания, зависит от температуры и размера нагреваемого объекта.

Из этой схемы индукционного нагревателя видно, насколько он прост на самом деле. Всего несколько основных компонентов — это все, что нужно для создания рабочего индукционного нагревателя.

R1 и R2 — стандартные резисторы 240 Ом, 0,6 Вт. Значение этих резисторов будет определять, насколько быстро МОП-транзисторы могут включиться, и должно быть достаточно низким. Однако они не должны быть слишком маленькими, так как резистор будет заземлен через диод при включении противоположного транзистора.

Диоды D1 и D2 используются для разряда затворов MOSFET. Это должны быть диоды с низким прямым падением напряжения, чтобы затвор хорошо разряжался, а полевой МОП-транзистор полностью выключался, когда другой включен.Рекомендуются диоды Шоттки, такие как 1N5819, поскольку они имеют низкое падение напряжения и высокую скорость. Номинальное напряжение диодов должно быть достаточным, чтобы выдерживать повышение напряжения в резонансном контуре. В этом проекте напряжение выросло до 70 В.

Транзисторы T1 и T2 представляют собой полевые МОП-транзисторы на 100 В, 35 А (STP30NF10). Для этого проекта они были установлены на радиаторах, но при работе с указанными здесь уровнями мощности они почти не нагревались. Эти полевые МОП-транзисторы были выбраны из-за их низкого сопротивления сток-исток и малого времени отклика.

Катушка индуктивности L2 используется как дроссель для предотвращения попадания высокочастотных колебаний в источник питания и для ограничения тока до приемлемого уровня. Значение индуктивности должно быть довольно большим (у нас было около 2 мГн), но оно также должно быть выполнено из достаточно толстого провода, чтобы пропускать весь ток питания. Если дроссель не используется или у него слишком малая индуктивность, цепь может перестать колебаться. Необходимое точное значение индуктивности будет зависеть от используемого блока питания и настройки катушки. Возможно, вам придется поэкспериментировать, прежде чем вы получите хороший результат.Показанный здесь был сделан путем наматывания примерно 8 витков магнитной проволоки толщиной 2 мм на тороидальный ферритовый сердечник. В качестве альтернативы вы можете просто намотать провод на большой болт, но вам понадобится гораздо больше витков провода, чтобы получить такую ​​же индуктивность, как у тороидального ферритового сердечника. Вы можете увидеть пример этого на фото слева. В нижнем левом углу вы можете увидеть болт, намотанный на множество витков провода оборудования. Эта установка на макетной плате использовалась при малой мощности для тестирования. Для большей мощности пришлось использовать более толстую проводку и все спаять вместе.

Поскольку компонентов было так мало, мы спаяли все соединения напрямую и не использовали печатную плату. Это также было полезно для выполнения соединений для сильноточных частей, поскольку толстый провод можно было напрямую припаять к клеммам транзистора. Оглядываясь назад, возможно, было бы лучше подключить индукционную катушку, прикрутив ее непосредственно к радиаторам на полевых МОП-транзисторах. Это связано с тем, что металлический корпус транзисторов также является выводом коллектора, а радиаторы могут помочь охладить катушку.

Конденсатор C1 и индуктор L1 образуют резонансный контур резервуара индукционного нагревателя. Они должны выдерживать большие токи и температуры. Мы использовали полипропиленовые конденсаторы емкостью 330 нФ. Более подробная информация об этих компонентах представлена ​​ниже.

Индукционная катушка и конденсатор

Катушка должна быть сделана из толстой проволоки или трубы, так как в ней будут протекать большие токи. Медная труба работает хорошо, так как токи высокой частоты в любом случае будут протекать в основном по внешним частям.Вы также можете прокачать по трубе холодную воду, чтобы она оставалась прохладной.

Конденсатор должен быть подключен параллельно рабочей катушке, чтобы создать резонансный контур резервуара. Комбинация индуктивности и емкости будет иметь определенную резонансную частоту, на которой цепь управления будет работать автоматически. Используемая здесь комбинация катушка-конденсатор резонирует на частоте около 200 кГц.

Важно использовать конденсаторы хорошего качества, которые могут выдерживать большие токи и тепло, рассеиваемое в них, иначе они скоро выйдут из строя и разрушат вашу схему привода.Они также должны быть размещены достаточно близко к рабочей катушке и с использованием толстой проволоки или трубы. Большая часть тока будет протекать между катушкой и конденсатором, поэтому этот провод должен быть самым толстым. При желании провода, соединяющие цепь и источник питания, можно сделать немного тоньше.

Этот змеевик здесь был сделан из латунной трубы диаметром 2 мм. Его было просто наматывать и легко паять, но вскоре он начал деформироваться из-за чрезмерного нагрева. Затем повороты касаются друг друга, замыкаясь и делая его менее эффективным.Поскольку во время использования контур управления оставался относительно холодным, казалось, что его можно заставить работать на более высоких уровнях мощности, но необходимо будет использовать более толстую трубу или охлаждать ее водой. Затем установка была улучшена, чтобы выдерживать более высокий уровень мощности…

Продвигая дальше

Основным ограничением описанной выше схемы было то, что рабочая катушка через короткое время сильно нагрелась из-за больших токов. Для того, чтобы в течение длительного времени иметь большие токи, мы сделали еще одну катушку, используя более толстую латунную трубку, чтобы вода могла прокачиваться через нее во время работы.Более толстую трубу было труднее согнуть, особенно в центральной точке отвода. Перед сгибанием трубы необходимо было засыпать ее мелким песком, так как это предохраняет ее от защемления на крутых изгибах. Затем он был очищен сжатым воздухом.

Индукционная катушка была сделана из двух половин, как показано здесь. Затем они были спаяны вместе, и небольшой кусок трубы из ПВХ использовался для соединения центральных труб, чтобы вода могла течь через всю катушку.

В этой катушке было использовано меньше витков, чтобы она имела более низкий импеданс и, следовательно, выдерживала более высокие токи.Емкость также была увеличена, чтобы резонансная частота была ниже. Всего было использовано шесть конденсаторов по 330 нФ, что дало общую емкость 1,98 мкФ.

Кабели, соединяющиеся с катушкой, были просто припаяны к трубе возле концов, оставляя место для установки какой-нибудь трубы из ПВХ.

Этот змеевик можно охладить, просто пропустив воду прямо из крана, но для отвода тепла лучше использовать насос и радиатор. Для этого в емкость с водой поместили старый насос для аквариума, а к выпускному патрубку вставили трубу.Эта труба поступала на модифицированный кулер компьютерного процессора, в котором для отвода тепла использовались три тепловые трубы.

Кулер был преобразован в радиатор путем отрезания концов тепловых трубок и последующего соединения их с трубами PCV, чтобы вода текла через все 3 тепловые трубки, прежде чем выйти и вернуться к насосу.

Если вы сами разрезаете тепловые трубки, делайте это в хорошо вентилируемом помещении, а не в помещении, поскольку они содержат летучие растворители, которые могут быть токсичными для дыхания. Вы также должны носить защитные перчатки, чтобы предотвратить контакт с кожей.

Этот модифицированный кулер для процессора был очень эффективным в качестве радиатора и позволял воде оставаться довольно прохладной.

Другие необходимые модификации заключались в замене диодов D1 и D2 на диоды, рассчитанные на более высокое напряжение. Мы использовали обычные диоды 1N4007. Это было связано с тем, что с увеличением тока в резонансном контуре наблюдалось большее повышение напряжения. Вы можете видеть на изображении здесь, что пиковое напряжение составляло 90 В (желтый график осциллографа), что также очень близко к номинальному значению транзисторов 100 В.

Используемый блок питания был настроен на 30 В, поэтому также необходимо было подавать напряжение на затворы транзистора через стабилизатор напряжения 12 В. Когда внутри рабочей катушки не было металла, она потребляла около 7 А. Когда был добавлен болт на фотографии, он поднялся до 10 А, а затем постепенно снова упал, когда он нагрелся до температуры выше Кюри. С более крупными объектами он, безусловно, будет выше 10А, но используемый блок питания имеет ограничение в 10А. Вы можете найти подходящий блок питания на 24 В, 15 А в нашем интернет-магазине.

Болт, который вы видите на фотографии раскаленным докрасна, разогрелся примерно за 30 секунд.Отвертка на первом изображении теперь может нагреться докрасна примерно за 5 секунд.

Чтобы перейти на более высокую мощность, чем эта, необходимо использовать другие конденсаторы или их массив большего размера, чтобы ток распределялся между ними в большей степени. Это связано с тем, что протекающие большие токи и используемые высокие частоты могут значительно нагревать конденсаторы. Примерно через 5 минут использования на этом уровне мощности индукционный нагреватель DIY необходимо выключить, чтобы они могли остыть.Также необходимо использовать другую пару транзисторов, чтобы они могли выдерживать большие скачки напряжения.

Во всем этот проект оказался вполне удовлетворительным, так как дал хороший результат от простой и недорогой схемы. Как бы то ни было, он может быть полезен для закалки стали или для пайки мелких деталей. Если вы решили создать собственный проект индукционного нагревателя, разместите свои фотографии ниже. Пожалуйста, ознакомьтесь с другими комментариями, прежде чем делать свои собственные, поскольку это может сэкономить ваше время в дальнейшем.

Если вы хотите смоделировать этот проект для тестирования различных значений индуктивности или выбора транзисторов, загрузите LTSpice и запустите это моделирование самодельного индукционного нагревателя (щелкните правой кнопкой мыши, Сохранить как)

Насколько будет жарко?

Трудно сказать, насколько горячо вы сможете что-то получить, так как есть много параметров, которые необходимо учитывать. Различные материалы будут по-разному реагировать на индукционный нагрев, а их форма и размер будут влиять на то, как нагревание или отвод тепла в атмосферу.

Вы можете получить приблизительное представление, используя некоторые базовые вычисления по приведенной ниже формуле, или, если хотите, мы сделали удобный калькулятор мощности нагревателя, который может рассчитать это за вас. Эта форма включает в себя материалы (например, воду), которые нельзя нагревать напрямую с помощью индукционных нагревателей, но она по-прежнему полезна, если вы пытаетесь определить, например, мощность, необходимую для нагрева поддона с водой с помощью индукционного нагревателя.

ПРИМЕР: Насколько сильно нагреются 20 г стали за 30 секунд при нагревании с помощью нагревателя мощностью 300 Вт? (при условии, что 100 Вт потеряно для окружающей среды)

Формулы:
Q = m x Cp x ΔT
ΔT = Q ÷ m ÷ Cp

Рабочий:
(300Вт — 100Вт) x 30с = 6000Дж
6000Дж ÷ 20г ÷ 0.466Дж / г ° C = 643,78 ° C

Результат:
20 г стали нагреваются до температуры на 643,78 ° C при нагревании 300 Вт нагревателем в течение 30 секунд.

Поиск и устранение неисправностей

Если у вас возникли проблемы с тем, чтобы это работало, вот несколько советов, которые помогут устранить неполадки в вашем домашнем проекте индукционного нагревателя….

PSU (источник питания)
Если ваш PSU не может подавать большой скачок тока при включении индукционного нагревателя, он не будет колебаться. В этот момент напряжение источника питания упадет (хотя блок питания может этого не отображать), и это помешает правильному переключению транзисторов.Чтобы решить эту проблему, вы можете разместить несколько больших электролитических конденсаторов параллельно источнику питания. Когда они заряжены, они могут подавать в вашу цепь большой импульсный ток. Хорошим мощным источником питания будет наш БП на 24 В 15 А постоянного тока.

Дроссель (индуктор L2)
Ограничивает мощность индукционного нагревателя. Если ваш не колеблется, вам может потребоваться дополнительная индуктивность, чтобы предотвратить падение напряжения в вашем блоке питания. Вам нужно будет поэкспериментировать с необходимой вам индуктивностью. Лучше иметь слишком много, чем слишком мало, так как это только ограничит мощность нагревателя.Слишком мало может означать, что это вообще не сработает. Если у вас слишком маленький сердечник индуктора, сильный ток приведет к его насыщению и вызовет слишком большой ток, что может привести к повреждению вашей цепи.

Электропроводка
Соединительные провода должны быть короткими, чтобы уменьшить паразитную индуктивность и помехи. Длинные провода добавляют в цепь нежелательное сопротивление и индуктивность, что может привести к нежелательным колебаниям или снижению производительности. Наш кабель питания на 30 А подходит для этого.

Компоненты
Выбранные транзисторы должны иметь низкое падение напряжения / сопротивление в открытом состоянии, в противном случае они перегреются или даже не позволят системе колебаться.Вероятно, IGBT не будут работать, но большинство полевых МОП-транзисторов с аналогичными характеристиками должны работать нормально. Конденсаторы должны иметь низкое ESR (сопротивление) и ESL (индуктивность), чтобы они могли выдерживать высокие токи и температуры. Диоды также должны иметь низкое прямое падение напряжения, чтобы транзисторы правильно отключались. Они также должны быть достаточно быстрыми, чтобы работать на резонансной частоте вашего индукционного нагревателя.

Включение питания
При включении не допускайте попадания металла в нагревательную спираль.Это может привести к более сильным скачкам тока, что может помешать возникновению колебаний, как упомянуто выше. Также не пытайтесь нагревать большое количество металла. Этот проект подходит только для небольших индукционных нагревателей. Если вы хотите контролировать или постепенно увеличивать мощность, вы можете использовать одну из наших схем импульсного модулятора мощности. Подробности смотрите в публикации 5108 ниже.

Мозг
Для безопасного выполнения этого проекта вам понадобится разумно работающий мозг. Создание индукционного нагревателя может быть очень опасным, поэтому, если вы новичок в электронике, вам следует попросить кого-нибудь помочь вам сделать это.Подходите к делу логически; Если он не работает, проверьте, что используемые компоненты не неисправны, проверьте правильность подключения, прочтите всю эту статью и все комментарии, выполните поиск в Google, если вы не понимаете какие-либо термины, или прочтите наш раздел «Обучение электронике». Помните: горячее обожжет вас и может поджечь; Электричество может убить вас электрическим током, а также вызвать пожар. Безопасность превыше всего.

Самодельный индукционный нагреватель Схема DIY

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

ЧАСТЬ 1 — Коммерческий модуль

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

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

ЧАСТЬ 2 — Закон Фарадея

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

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

ЧАСТЬ 3 — Частота резонанса

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

ЧАСТЬ 4 — Схема

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

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

Схема установки индукционного нагревателя. Как сделать индукционный нагреватель своими руками по схеме. Создание сложных устройств

Котлы индукционного нагрева — это устройства, которые отличаются очень высоким КПД. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными устройствами, оснащенными Tanni.

Модели промышленного производства Неш-чит. Однако изготовить индукционный нагреватель своими руками сможет домашний мастер, владеющий несложным набором инструментов. Предлагаем ему в помощь подробное описание Принцип работы и сборки эффективного обогревателя.

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

• индуктора;
• генератор;
• нагревательный элемент.

Индуктор представляет собой катушку, обычно сделанную из медной проволоки, с ее помощью создается магнитное поле.Генератор переменного тока используется для получения высокочастотного потока из стандартной домашней электросети с частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента металлический объект может поглощать тепловую энергию под воздействием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительный прибор, который отлично подойдет для подогрева жидкого теплоносителя и.

С помощью генератора электрический ток с необходимыми характеристиками подается на индуктор, т.е. на медную катушку.Проходя через нее, поток заряженных частиц образует магнитное поле.

Принцип работы индукционных нагревателей основан на возникновении электротока внутри проводников, возникающих под действием магнитных полей

Особенность поля в том, что оно имеет способность на высоких частотах изменять направление электромагнитных волн. Если поместить в это поле какой-либо металлический предмет, он начнет нагреваться без прямого контакта с индуктором под действием создаваемых вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, идущий от инвертора к индукционной катушке, создает магнитное поле с постоянно изменяющейся векторной магнитной волной. Металл, помещенный в это поле, быстро нагревается.

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе от одного вида к другому незначительны, чем объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Для нагрева воды для контура отопления достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем.Часто в качестве нагревательного элемента используется металлическая труба, через которую просто пропускается поток воды. Только вода охлаждает обогреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнитное индукционное устройство Получите, намотав провод вокруг сердечника из ферромагнетика. Полученная индукционная катушка нагревается и передает тепло нагретому телу или протекающему рядом теплоносителю через теплообменник

Достоинства и недостатки устройства

«Плюсы» в вихревом индукционном нагревателе, отличный набор.Простая для самостоятельного изготовления Схема, повышенная надежность, высокий КПД, относительно невысокие затраты на электроэнергию, длительный срок службы, малая вероятность поломок и т. Д.

Производительность устройства может быть значительной, агрегаты этого типа успешно используются. в металлургической промышленности. По скорости нагрева теплоносителя устройства этого типа уверенно конкурируют с традиционными электрическими киталами, температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время работы индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация стряхивает со стенок металлической трубы осадок извести и другие возможные загрязнения, поэтому в очистке такое устройство нуждается крайне редко. Несомненно, систему отопления следует защищать от этих загрязнений с помощью механического фильтра.

Индукционная катушка нагревает помещенный внутри металл (трубу или кусочки проволоки) с помощью высокочастотных вихревых токов, контакт не требуется

Постоянный контакт с водой сводит к минимуму вероятность возгорания нагревателя, что является серьезной проблемой для рамы. традиционные котлы с Танни.Несмотря на вибрацию, котел работает исключительно бесшумно, дополнительная шумоизоляция на месте установки устройства не понадобится.

Даже индукционные котлы хороши тем, что почти не работают, если монтаж системы не выполнен правильно. Это очень ценное качество, так как оно исключает или значительно снижает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие протечек связано с бесконтактным способом передачи тепловой энергии на нагреватель.Теплоноситель с помощью описанной выше технологии можно прогреть практически до парообразного состояния.

Это обеспечивает достаточную тепловую конвекцию, чтобы стимулировать эффективное движение хладагента по трубам. В большинстве случаев систему отопления не обязательно оснащать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и схем конкретной системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик №1. Обзор принципов индукционного нагрева:

Ролик №2.Интересный вариант Производство индукционного нагревателя:

Для установки индукционного нагревателя не обязательно получать разрешение органов управления, промышленные модели таких устройств вполне безопасны, подходят как для частного дома, так и для обычной квартиры. Но владельцы самодельных агрегатов не забывают и о технике безопасности.

Когда перед человеком возникает необходимость нагреть металлический предмет, на ум приходит сам огонь. Огонь — устаревший, неэффективный и медленный способ нагрева металла.Львиную долю энергии он тратит на тепло, а от огня всегда идет дым. Было бы хорошо, если бы всех этих проблем можно было избежать.

Сегодня я покажу вам, как собрать индукционный нагреватель своими руками с драйвером ZVS. Это устройство нагревает большинство металлов, используя драйвер ZVS и силу электромагнетизма. Такой обогреватель очень эффективен, не дымит, а нагрев таких небольших металлических изделий, как, допустим, зажим — вопрос нескольких секунд.На видео демонстрируется нагреватель в действии, но в инструкции представлена ​​другая.

Шаг 1: Принцип работы

Многие из вас сейчас задаются вопросом — что это за драйвер zvs? Это высокоэффективный трансформатор, способный создавать мощное электромагнитное поле, нагревая металл, основу нашего обогревателя.

Чтобы понять, как работает наше устройство, расскажу о ключевых моментах. Первый важный момент — напряжение питания 24 В. 2 * R.

Очень важен металл, из которого очень важен предмет, который вы хотите нагреть. Сплавы на основе железа обладают более высокой магнитной проницаемостью, они могут использовать больше энергии магнитного поля. Из-за этого они быстрее нагреваются. Алюминий имеет низкую магнитную проницаемость и, соответственно, дольше нагревается. А предметы с большим сопротивлением и низкой магнитной проницаемостью, например палец, совсем не греются. Сопротивление материала очень важно. Чем выше сопротивление, тем слабее ток будет проходить через материал и, соответственно, меньше отделяется тепло.Чем меньше сопротивление, тем сильнее будет ток и по закону Ома меньше потеря напряжения. Это немного сложно, но из-за связи между сопротивлением и выдачей мощности максимальная выходная мощность достигается при сопротивлении 0.

ЗВС — самая сложная часть устройства, я объясню, как он работает. Когда ток включен, он проходит через два индукционных дросселя к обоим концам спирали. Эти дроссели необходимы, чтобы гарантировать, что устройство не будет превышать слишком большой ток.Далее ток проходит через резисторы на 2 470 Ом для затворов МДП транзисторов.

Из-за того, что идеальных компонентов нет, один транзистор включится раньше другого. Когда это происходит, он принимает на себя весь входящий ток от второго транзистора. Второй он тоже пихнет на землю. Из-за этого не только ток течет через катушку в землю, но и через быстрый диод будет разряжаться вторым транзистором, тем самым блокируя его.Из-за того, что конденсатор подключен параллельно катушке, создается колебательный контур. Из-за возникающего резонанса ток изменит свое направление, напряжение упадет до 0В. В этот момент вентиль первого транзистора разряжается через диод на затворе второго транзистора, блокируя его. Этот цикл повторяется тысячи раз в секунду.

Резистор 10K предназначен для уменьшения избыточного заряда затвора транзистора, действуя как конденсатор, а стабилитрон должен поддерживать напряжение на затворах транзисторов 12 В или ниже, чтобы они не взорвались.Этот трансформаторный высокочастотный преобразователь напряжения позволяет нагревать металлические предметы.
Пора собирать ТЭН.

Шаг 2: Материалы

Для сборки утеплителя материалов потребуется немного, а большинство из них, к счастью, можно найти бесплатно. Если вы видели где-то валяется именно так электронная материнская трубка, идите и берите. В нем большая часть деталей подходит для обогревателя. Если вам нужны детали получше, покупайте их в магазине электротехнических деталей.

Вам понадобится:

Шаг 3: Инструменты

Для этого проекта вам понадобится:

Шаг 4: Полевые транзисторы охлаждения

В этом устройстве транзисторы выключены при напряжении 0 В, и он не сильно греется. Но если вы хотите, чтобы нагреватель проработал дольше одной минуты, нужно отводить тепло от транзисторов. Я сделал оба транзистора одним общим поглотителем тепла. Убедитесь, что металлические клапаны не касаются поглотителя, иначе транзисторы МДП будут короткими и они взорвутся.Я использовал компьютерный радиатор, а там уже был ленточный силиконовый герметик. Чтобы проверить изоляцию, постучите мультиметром по средней ножке каждого TIR-транзистора (затвора), если мультиметр был упакован, то транзисторы не изолированы.

Шаг 5: Конденсаторная батарея

Конденсаторы очень сильно нагреваются из-за того, что через них постоянно проходит ток. Нашему нагревателю требуется емкость конденсатора 0,47 мкФ. Следовательно, нам нужно объединить все конденсаторы в блоке, чтобы мы получили необходимую емкость, а площадь отвода тепла увеличилась.Номинальное напряжение конденсаторов должно быть выше 400 В, чтобы учесть пики индуктивного напряжения в резонансном контуре. Я сделал два кольца из медной проволоки, к которым были подключены 10 конденсаторов по 0,047 мкФ, параллельные друг другу. Таким образом я получил конденсаторную батарею кумулятивной емкостью 0,47 мкФ с отличным воздушным охлаждением. Устанавливаю параллельно рабочей спирали.

Шаг 6: Рабочая спираль

Это часть устройства, в которой создается магнитное поле.Спираль изготовлена ​​из медной проволоки — очень важно, чтобы использовалась медь. Сначала я использовал стальную спираль для обогрева, и прибор оказался не очень хорошим. Без нагрузки потреблял 14 А! Для сравнения, после замены спирали на медную прибор стал потреблять всего 3 А. Думаю, что в стальных спиралях были вихревые токи из-за содержания железа, а еще он подвергался индукционному нагреву. Не уверен, что причина именно в этом, но такое объяснение мне кажется наиболее логичным.

Для спиралей возьмите медный провод большого сечения и сделайте 9 витков на отрезке трубы ПВХ.

Шаг 7: Сборка цепи

Я сделал много проб и сделал много ошибок, пока цепь собиралась правильно. Больше всего сложностей было с источником питания и спиралью. Брал импульсный блок питания на 55А 12В. Я думаю, что этот источник питания дал слишком высокий начальный ток на драйвер ZVS, который был взорван транзисторами TIR.Возможно, это поправили бы дополнительными индукторами, но я решил просто заменить блок питания на свинцово-кислотные аккумуляторы.
Потом помучился с катушкой. Как я уже сказал, стальная катушка не подошла. Из-за высокого потребления тока стальной спирали взорвалось еще несколько транзисторов. Всего взорвал 6 транзисторов. Что ж, на ошибках учись.

Я много раз переделывал ТЭН, но здесь я расскажу, как я собрал его самый удачный вариант.

Шаг 8: Забрать устройство

Для сборки драйвера ZVS необходимо действовать по прилагаемой схеме.Сначала взял стабилитрон и подключил резистором 10К. Эту пару элементов можно сразу припаять между стоком и истоком транзистора МДП. Убедитесь, что стабилитрон смотрит на ложу. Затем припаяйте транзисторы TIR к шкафу с контактными отверстиями. На обратной стороне macateboards продаются два быстрых диода между затвором и стоком каждого из транзисторов.

Убедитесь, что белая линия смотрит на заслонку (рис. 2). Затем подключите плюс от источника питания к стокам обоих транзисторов после 2220 Ом резистора.Заземлите оба источника. Разместите рабочую спираль и конденсаторную батарею параллельно друг другу, затем припаяйте каждый из концов к разным ставням. Наконец, подайте ток на заслонки транзисторов через 2 дросселя по 50 мкг. Они могут иметь тороидальный сердечник с 10 витками провода. Теперь ваша схема готова к использованию.

Шаг 9: Установка на базу

Чтобы все части индукционного нагревателя удерживались вместе, им понадобится основание. Я взяла для этого деревянную цирюльницу 5 * 10 см.Плата с электрической схемой, конденсаторной батареей и рабочей спиралью наклеивалась на термоконтейнеры. Мне кажется, выглядит аппарат круто.

Шаг 10: Проверка производительности

Чтобы ваш обогреватель включился, просто подключите его к источнику питания. Затем поместите предмет, который нужно нагреть, в середину рабочей спирали. Он должен начать согреваться. Мой обогреватель раскрутил зажим до красного свечения за 10 секунд. Предметы крупнее гвоздей, нагреваются примерно за 30 секунд.В процессе нагрева потребление тока увеличилось примерно на 2 А. Этот обогреватель можно использовать не только для развлечения.

После использования прибора не образуется сажа или дым, а также поражаются изолированные металлические предметы, например, источники газа в электронных лампах. Также прибор безопасен для человека — с пальцем ничего не случится, если поместить его в центр рабочей спирали. Однако вы можете обжечься о предмет, который нагрелся.

Спасибо за чтение!

Всем привет.Сегодня мы рассматриваем популярную вещь — индукционный нагреватель прямиком из Китая, а точнее из магазина Benggud.

Такие платы выпускаются с разными модификациями, на любой вкус.

Мой образец не из бюджетного бюджета, в комплекте есть индуктор, сейчас достать медную трубу нужного диаметра довольно сложно, поэтому если брать такую ​​плату, то лучше сразу с индуктором.

Итак, это популярная схема драйвера ZVS, на основе которой можно построить что угодно, от простых преобразователей до индукционных нагревателей, я намерен детально протестировать этот образец, раскрыть потенциал и провести все возможные измерения, так что один статья не ограничивается.

Включил плату и сам индуктор, схема нагревателя теперь перед вами.

Заявленная мощность 1Кыловатт, входное напряжение от 12 до 36 вольт при максимальном токе 20 ампер, то китайцы сами опровергают, ведь даже при максимальном напряжении и потребляемом токе будет не более 720 Вт, но зная эту схему, Могу сказать, что он может есть А от большего напряжения, до 60 вольт и потреблять токи более 20 ампер, так что если мы говорим о потребляемой мощности, то можно перевести на 1000 ватт, но за счет полезной мощности, с учетом работоспособности схемы китайцы молчат.Реально полезная мощность составляет около 200-250 Вт при питании от источника в 36В.

Печатная плата двусторонняя, сделана отлично, но китайцы слегка поленились счистить остатки флюса, производитель силовых дорожек развернул, в общем без претензий, размер платы вы сейчас видите на своих экранах. (Позже при подаче 36 вольт через какое-то время просто сгорел один из powerways, пришлось усилить натяжной медный провод и все добавить добавить)

Схема имеет принудительное охлаждение в виде кулера, находится непосредственно над транзисторами и питается от отдельного пониженного стабилизатора на базе микросхемы XL2596.Доска стабилизатора приклеена к соплям кулера (горячим).

Силовых транзисторов 2, это мощные скосы IRFP260 (200В 50А), а на схеме сам двухтактный автогенератор.

Для ограничения тока вентилей ключей используются резисторы большой мощности на 470 Ом, в виде двукратных, но габариты чуть больше стандартных двупратных резисторов, так что есть резисторы на 3 или 4 ватта.

Резисторы одновременно ограничители для стабилитонов, которые не допускаются на замыкании ключей формирования высокого напряжения, стабилизация на 12 вольт, видна линейному стабилизатору на 12 или 15 вольт, так как стабилизаторы в некоторых вариантах заменены на линейный стабилизатор .

Катушка индуктивности с батареей конденсаторов образуют параллельный колебательный контур, параметры этих компонентов задают рабочую частоту схемы в целом, так как это резонансный преобразователь.

Батарея состоит из 6 специализированных конденсаторов, емкостью каждый по 0,33 мкФ, общей емкостью около 2 мкФ.

Такие конденсаторы предназначены для работы в высокочастотных схемах и используются, в частности, в индукционных нагревателях, что делает их идеальным вариантом для подобной схемы.

На плате есть латунные стойки для крепления кулера и индуктора, довольно удобное решение.

Дроссели два, питание на них, оба дросселя одинаковые, намотаны на кольцах из порошкового железа. Количество витков 30, диаметр провода 1 мм, индуктивность 74МХН.

Индуктор или контур, это медная труба диаметром 5мм, внутренний диаметр индуктора 42-мм, количество витков почти 8, витки можно растягивать или сжимать, главное не сближать.

Питание подается на клеммную коробку, которая находится в укромном месте под кулером.

Такая же клеммная колодка и спереди, к ней можно подключить контур. Поддерживается такая клеммная коробка в случае использования контуров из медного провода.

На клеммах питания подписана полярность, проблем с подключением не возникнет.

Думаю с платой все понятно, иди на тесты.Сразу хочу сказать, полностью загрузите индуктор в одном из следующих пунктов, потому что для максимального разгона нужно водяное охлаждение, а подходящего водяного насоса, к сожалению, нет.

Итак, в первую очередь проверим ток холостого хода от источника 12 вольт.

Как видим, схема потребляет около 2 ампер, скажу, что для этой конкретной схемы — это потребление является нормой.

От источника 24 вольт потребление выросло до 4 А, чего стоит ожидать.

Наконец-то от источника 36 вольт схема на холостом ходу потребляет почти 5,5а.

Рабочая частота около 90 кГц,

Это форма импульсов на затворе одной из клавиш.

В катушке индуктивности наблюдаем чистую синусоиду, обращаем внимание на размах амплитуды, многократно превышает напряжение питания.

Для испытаний были куплены 3 полностью новые батареи на 12 вольт из бесперебойной комнаты, подключенные последовательно для получения 36 вольт.
Пару секунд можно нагреть тонкую банку на подобие лезвий от канцелярских ножей и т. Д.

Теперь видишь потребление схемы в случае нагрева оловянной гильзы от АКБ 18650, напряжение АКБ догнало до 26 вольт.

Без вентилятора, все — ключи, дроссели, конденсаторы и резисторы затвора, контур нагревается особенно критично даже без нагрузки, поэтому он имеет форму трубы, и если вы собираетесь использовать нагреватель для каких-то целей, обязательно оставьте водяное охлаждение, иначе контур завораживает буквально до красного цвета.Также очень рекомендую усилить силовые шины на доске, китайцы их выбрали, но греть они ужасно.

У читателей может возникнуть вполне нормальный вопрос — греется ли такая индукция другими металлами кроме железа, скажу какими греет, но так слабо, что почти незаметно. Я пробовал алюминий, латунь, медь, олово, нагрев почти не ощущается, но, несмотря на то, что этот индуктор расплавился, некоторые металлы будут работать, если тигель установить в железную трубу, но лучше труба В тигле железо нагревается и тепло передается на металл, который нужно расплавить.

В любом случае необходимо помнить, что любительская схема и для серьезных целей не подходят из-за отсутствия схемы управления ШИМ, контроля тока, температуры, защиты и других узлов, которые содержатся в дорогих, профессиональных обогревателях, но профессиональных моделях. может стоить несколько сотен тысяч рублей. А наш платок стоит всего около 36 вечнозеленых долларов.

В случае срабатывания советую поставить предохранитель питания усилка на 40, чтобы не сгорели ключи в случае чего, а это несложно сделать, если контур витков случайно замыкается при больших напряжениях питания, или перепутали полярность блока питания.
Сегодня всем подписывайтесь на нашу группу, чтобы не пропускать обновления.

Товар можно купить

Видеообзор

Индукционные нагреватели работают по принципу «получение тока от магнетизма». В специальной катушке создается переменное мощное магнитное поле, которое генерирует вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

Замкнутый проводник в индукционных плитах — это металлическая посуда, нагреваемая вихревыми электрическими токами.В целом принцип работы таких устройств не сложный, и при наличии небольших знаний в физике и электротехнике собрать индукционный нагреватель не составит большого труда.

По отдельности могут быть изготовлены следующие устройства:

1. Приборы Для отопления в котле отопления.
2. Мини-печь Для плавки металлов.
3. Тарелки для приготовления пищи.

Плита индукционная своими руками, должна быть изготовлена ​​с соблюдением всех правил и правил эксплуатации данного прибора.Если за пределами тела в боковых направлениях будет выделяться опасное электромагнитное излучение, то использовать такое устройство категорически запрещено.

Кроме того, большей сложностью при строительстве плиты является выбор материала для основания варочной панели, который должен соответствовать следующим требованиям:

1. Идеально проводят электромагнитное излучение.
2. Не быть проводящим материалом.
3. Удерживайте высокотемпературную нагрузку.

В домашних индукционных поверхностях для готовки используется дорогая керамика, при изготовлении домашней индукционной плиты найти достойную альтернативу такому материалу довольно сложно. Поэтому для начала необходимо сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Для изготовления печи потребуются следующие материалы и инструменты:

• ;
• текстолитовый сбор.
• мини дрель.
• радиоэлементов.
• термопаста.
• химических реагентов к травильной доске.

Дополнительные материалы и их особенности:

1. Для изготовления катушки , которая будет излучать переменное магнитное поле, необходимое для нагрева, необходимо подготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм и длиной 800 мм.
2. Мощные силовые транзисторы Самая дорогая часть самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы генератора частоты необходимо подготовить 2 таких элемента. Для этих целей подходят транзисторы марок: ИРФП-150; ИРФП-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
3. Для изготовления колебательного контура Нам потребуются керамические конденсаторы ёмкостью 0.1 МП и рабочее напряжение 1600 В. Для того, чтобы в катушке был переменный ток большой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
4. При работе такого индукционного устройства Полевые транзисторы будут сильно нагреваться и если к ним не прикрепить радиаторы из алюминиевого сплава, то через несколько секунд работы на максимальной мощности эти элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на радиаторы следует пропускать через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальной.
5. Диоды , которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультратонкими. Наиболее подходящие для данной схемы диоды: МУР-460; УФ-4007; ЕЕ — 307.
6. Резисторы, используемые в схеме 3: 10 ком мощностью 0,25 Вт — 2 шт. и мощность 440 Ом — 2 Вт. Стабилизаторы: 2 шт. При рабочем напряжении 15 В. Мощность стабилизации должна быть не менее 2 Вт. Дроссель для подключения к силовым выводам катушки используется индукционный.
7. Для питания всего устройства понадобится блок питания до 500.Вт. И напряжением 12 — 40 В. Можно уберечь данное устройство от автомобильного аккумулятора, но получить максимальные показания мощности при таком напряжении не получится.

Процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает мало времени и осуществляется в такой последовательности:

1. из медной трубы Делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали медная трубка должна превратиться в стержень с гладкой поверхностью диаметром 4 см.Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 торцевые трубки припаять крепежные кольца для подключения к радиаторам транзисторов.
2. Печатная плата изготовлена ​​по схеме. Если есть возможность поставить конденсаторы полипропиленовые, то за счет того, что такие элементы имеют минимальные потери и устойчивую работу при больших колебаниях напряжения, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы на схеме установлены параллельно, образуя колебательный контур с медной катушкой.
3. Нагрев металла Это происходит внутри змеевика, после подключения схемы к источнику питания или аккумулятору. При нагревании металла необходимо следить за тем, чтобы не произошло короткого замыкания обмоток пружин. Если одновременно коснуться нагретого металла 2 витка катушки, транзисторы мгновенно выйдут из строя.

Нюансы

1. При проведении экспериментов по нагреву и упрочнению металлов внутри индукционной спирали температура может быть значительной и составлять 100 градусов Цельсия.Этот эффект теплового нагрева можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
2. Схема нагревателя, рассмотренного выше (рисунок 3) При максимальной нагрузке он способен обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равной 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого количества воды, и Строительство мощной индукционной катушки потребует изготовления схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
3. Бюджетным решением для организации индукционного нагрева жидкости является использование нескольких описанных выше устройств, расположенных последовательно.При этом спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
4. As Используется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. № На «стойке» трубы расположено несколько индукционных спиралей, чтобы теплообменник находился посередине спирали и не соприкасался с ее витками. При одновременном включении 4-х таких устройств мощность нагрева составит около 2 кВт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений, допускающих использование данной конструкции в подаче. теплая вода Домик.
5. Если вы соедините такой нагревательный элемент с хорошо изолированным резервуаром , который будет расположен над нагревателем, в результате получится система котла, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри трубы из нержавеющей стали, нагретая вода будет подниматься вверх, и его место займет более холодная жидкость.
6. Если площадь дома значительная Количество индукционных спиралей можно увеличить до 10 штук.
7. Мощность такого котла легко регулируется. Путем выключения или включения спиралей. Чем больше одновременно задействованных секций, тем больше мощность нагревательного устройства, которое работает.
8. Для питания этого модуля вам понадобится мощный блок питания. При наличии инверторного сварочного аппарата постоянного тока из него можно сделать преобразователь напряжения необходимой мощности.
9. В связи с тем, что система работает на постоянном электрическом токе , который не превышает 40 В, работа такого устройства относительно безопасна, главное в схеме питания предусмотреть в генераторе блок предохранителей. , что в случае короткого замыкания обесточит систему, это самый легкий из пожаров.
10. Таким образом можно организовать «бесплатное» отопление дома при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторов, зарядка которых будет осуществляться энергией солнца и ветра.
11. Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., Подключать последовательно. В результате напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на большой мощности. Кроме того, последовательное подключение снизит силу тока в цепи и увеличит срок службы аккумуляторов.

1. Эксплуатация самодельных устройств Индукционный нагрев не всегда исключает распространение вредного для человека электромагнитного излучения, поэтому индукционный котел следует устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованную сталь.
2. Требуется при работе с электричеством Необходимо соблюдать правила техники безопасности и, особенно это касается сети переменного тока с напряжением 220 В.
3. В качестве эксперимента может быть изготовлена ​​варочная поверхность для приготовления пищи По схеме, указанной в статье, но эксплуатировать данное устройство постоянно не рекомендуется из-за несовершенства самостоятельного изготовления просеивания данного устройства, т.к. Таким образом, можно воздействовать на организм человека вредным электромагнитным излучением, способным отрицательно сказаться на здоровье.

Простой индукционный нагреватель состоит из мощного генератора высокой частоты и низкоуровневой обмотки контура, являющейся нагрузкой генератора.

Генератор самовозбуждения генерирует импульсы на основе частоты резонансного контура. В результате в катушке возникает мощное переменное электромагнитное поле около 35 кГц.
Если поместить сердечник из центра этой катушки из проводящего материала, внутри нее возникнет электромагнитная индукция. В результате частых сдвигов эта индукция вызовет вихревые токи в сердечнике, что, в свою очередь, приведет к выделению тепла.Это классический принцип преобразования электромагнитной энергии в тепловую.
Индукционные нагреватели давно используются во многих сферах производства. С их помощью можно производить закалку, бесконтактную сварку, а главное — точечный нагрев, а также плавку материалов.
Я покажу вам простую схему низковольтного индукционного нагревателя, которая уже стала классической.

Изготовление простого индукционного нагревателя 12 В

Змеевики индукционного нагрева — компоненты индукционного нагрева

Элементы индукционного нагрева

Типичная система индукционного нагревателя включает источник питания, цепь согласования импеданса, цепь резервуара и аппликатор.Аппликатор, представляющий собой индукционную катушку, может быть частью цепи резервуара. Цепь резервуара обычно представляет собой параллельный набор конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсатор и индуктор в цепи резервуара являются резервуарами электростатической энергии и электромагнитной энергии соответственно. На резонансной частоте конденсатор и катушка индуктивности начинают передавать накопленную энергию друг другу. В параллельной конфигурации это преобразование энергии происходит при большом токе. Большой ток через катушку способствует хорошей передаче энергии от индукционной катушки к заготовке.

Щелкните здесь, чтобы узнать о , что такое индукционные катушки и как они работают, а также о различных типах катушек .

а) Источник питания

Источники питания — одна из важнейших частей системы индукционного нагревателя. Обычно они оцениваются по диапазону рабочих частот и мощности. Существуют различные типы индукционных источников питания, в том числе источники сетевой частоты, умножители частоты, двигатели-генераторы, преобразователи искрового разрядника и твердотельные инверторы.Твердотельные инверторы имеют наибольшую эффективность среди источников питания.

Типичный твердотельный инверторный источник питания состоит из двух основных частей; Выпрямитель и инвертор. Линейные переменные токи преобразуются в постоянный в выпрямительной секции с помощью диодов или тиристоров. Постоянный ток поступает в инвертор, где твердотельные переключатели, такие как IGBT или MOSFET, преобразуют его в ток, на этот раз с высокой частотой (обычно в диапазоне 10–600 кГц). Согласно диаграмме ниже, IGBT могут работать на более высоком уровне мощности и более низкой частоте по сравнению с MOSFET, работающими на более низком уровне мощности и более высоких частотах.

b) Согласование импеданса

Источники питания для индукционного нагрева, как и любое другое электронное устройство, имеют максимальные значения напряжения и тока, которые нельзя превышать. Чтобы передать максимальную мощность от источника питания к нагрузке (заготовке), полное сопротивление источника питания и нагрузки должно быть как можно ближе. Таким образом, значения мощности, напряжения и тока могут одновременно достигать своих максимально допустимых пределов. Для этого в индукционных нагревателях используются схемы согласования импеданса.В зависимости от области применения могут использоваться различные комбинации электрических элементов (например, трансформаторы, регулируемые катушки индуктивности, конденсаторы и т. Д.).

c) Резонансный резервуар

Резонансный бак в системе индукционного нагрева обычно представляет собой параллельный набор конденсатора и индуктора, который резонирует на определенной частоте. Частота получается по следующей формуле:

где L — индуктивность индукционной катушки, а C — емкость.Согласно анимации ниже, явление резонанса очень похоже на то, что происходит в качающемся маятнике. В маятнике кинетическая и потенциальная энергии преобразуются друг в друга, пока он колеблется от одного конца к другому. Движение затухает из-за трения и других механических потерь. В резонансном резервуаре энергия, обеспечиваемая источником питания, колеблется между индуктором (в форме электромагнитной энергии) и конденсатором (в форме электростатической энергии). Энергия затухает из-за потерь в конденсаторе, катушке индуктивности и заготовке.Потери в заготовке в виде тепла желательны и предназначены для индукционного нагрева.

Сам резонансный бак состоит из конденсатора и индуктора. Блок конденсаторов используется для обеспечения необходимой емкости для достижения резонансной частоты, близкой к мощности источника питания. На низких частотах (ниже 10 кГц) используются масляные конденсаторы, а на более высоких частотах (более 10 кГц) используются керамические или твердые диэлектрические конденсаторы.

г) Индукторы индукционного нагревателя

Катушка индукционного нагрева представляет собой медную трубку особой формы или другой проводящий материал, через который пропускается переменный электрический ток, создавая переменное магнитное поле.Металлические части или другие проводящие материалы помещаются внутри, через катушку индукционного нагрева или рядом с ней, не касаясь катушки, и создаваемое переменное магнитное поле вызывает трение внутри металла, вызывая его нагрев.

При проектировании катушки необходимо учитывать некоторые условия:

1. Для увеличения эффективности индукционных нагревателей расстояние между катушкой и заготовкой должно быть минимизировано.Эффективность связи между катушкой и заготовкой обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния между ними.

2. Если деталь расположена в центре спиральной катушки, она будет лучше всего связана с магнитным полем. Если он смещен по центру, область заготовки, расположенная ближе к виткам, будет получать больше тепла. Этот эффект показан на рисунке ниже.

3. Кроме того, позиция рядом с соединением выводов и катушки имеет более слабую плотность магнитного потока, поэтому даже центр внутреннего диаметра спиральной катушки не является центром индукционного нагрева.

4. Следует избегать эффекта отмены (рисунок слева). Это происходит, когда раскрытие катушки очень мало. Добавление петли в катушку поможет обеспечить необходимую индуктивность (рисунок справа). Индуктивность индуктора определяет способность этого индуктора накапливать магнитную энергию. Индуктивность можно рассчитать по следующей формуле:

где ε — электродвижущая сила, а dI / dt — скорость изменения тока в катушке. Сам по себе ε равен скорости изменения магнитного потока в катушке (- dφ / dt), где магнитный поток φ может быть рассчитан из NBA, где N — количество витков, B — магнитное поле и A — площадь индуктор.Следовательно, индуктивность будет равна:

Очевидно, что величина индуктивности линейно пропорциональна площади индуктора. Следовательно, необходимо учитывать минимальное значение для контура индуктора, чтобы он мог накапливать магнитную энергию и передавать ее индукционной заготовке.

Эффективность катушки

КПД змеевика определяется следующим образом:

В таблице ниже показаны типичные значения КПД различных катушек:

Модификация катушки по заявке

В некоторых случаях нагревательный объект не имеет однородного профиля, но требует равномерного нагрева.В этих случаях необходимо изменить поле магнитного потока. Для этого есть два типичных метода. Один из способов — разделить витки там, где деталь имеет большее поперечное сечение (при использовании спиральной катушки). Более распространенный метод — увеличить расстояние между обмотками в тех областях, где поперечное сечение детали больше. Оба метода показаны на рисунке ниже.

Такая же ситуация происходит при нагреве плоских поверхностей большими змеевиками. Центральная зона получит излишнее тепло.Чтобы избежать этого, зазор между поверхностью катушки и плоским предметом будет увеличен за счет придания катушке блина конической формы.

Змеевик с футеровкой используется в приложениях, где требуется широкая и однородная зона нагрева, но мы не хотим использовать большие медные трубки. Лайнер представляет собой широкий лист, который прихваткой припаян к гибкой трубе как минимум в двух точках. Остальная часть стыка будет припаяна только для обеспечения максимальной теплопередачи. Также синусоидальный профиль поможет увеличить охлаждающую способность змеевика.Такая катушка изображена на рисунке ниже.

По мере увеличения длины нагрева необходимо увеличивать количество витков, чтобы сохранить равномерность нагрева.

Схема нагрева меняется в зависимости от изменения формы заготовки. Магнитный поток имеет тенденцию накапливаться на краях, порезах или вмятинах на поверхности нагреваемого объекта, вызывая тем самым более высокую скорость нагрева в этих областях. На рисунке ниже показан «краевой эффект», когда змеевик находится выше края нагревательного элемента, и в этой области происходит чрезмерный нагрев.Чтобы этого не произошло, катушку можно опустить ниже, ровно или немного ниже края.

Индукционный нагрев дисков также может вызвать чрезмерный нагрев кромок, как показано на рисунке ниже. Края нагреваются сильнее. Высота катушки может быть уменьшена, или концы катушки могут быть сделаны с большим радиусом для отделения от края заготовки.

Острые углы прямоугольных катушек могут вызвать более глубокий нагрев детали.Разделение углов катушки, с одной стороны, снизит скорость нагрева угла, но, с другой стороны, снизит общую эффективность индукционного процесса.

Одним из важных моментов, которые необходимо учитывать при проектировании многопозиционных катушек, является влияние соседних катушек друг на друга. Чтобы сохранить максимальную мощность нагрева каждой катушки, расстояние между центрами соседних катушек должно быть как минимум в 1,5 раза больше диаметра катушки.

Разделенные индукторы используются в приложениях, где требуется тесная связь, а также невозможно извлечь деталь из катушки после процесса нагрева.Важным моментом здесь является обеспечение очень хорошего электрического контакта в месте соединения шарнирных поверхностей. Обычно для обеспечения наилучшего электрического контакта с поверхностью используется тонкий слой серебра. Разделенные части змеевиков будут охлаждаться с помощью гибкого водяного шланга. Автоматическое пневматическое сжатие часто используется для закрытия / открытия змеевика, а также для обеспечения необходимого давления в шарнирной области.

Типы нагревательных змеевиков

В таких применениях, как нагрев наконечника валов, достижение однородности температуры может быть затруднено из-за эффекта компенсации в центре поверхности наконечника.Двойной деформированный змеевик для блинов с обработанными сторонами, подобный схеме ниже, можно использовать для достижения равномерного профиля нагрева. Следует обратить внимание на направление двух блинов, в которых центральные обмотки намотаны в одном направлении и имеют дополнительный магнитный эффект.

В таких применениях, как сварка узкой ленты на одной стороне длинного цилиндра, где относительно большая длина должна нагреваться значительно выше, чем другие области объекта, обратный ток будет иметь значение.При использовании катушки типа Split-Return большой ток, индуцируемый на пути сварки, будет разделен на две части, которые будут еще шире. Таким образом, скорость нагрева на сварочном пути как минимум в четыре раза выше, чем у остальных частей объекта.

канального типа используются, если время нагрева не очень короткое, а также требуются довольно низкие удельные мощности. Несколько нагревательных частей проходят через змеевик с постоянной скоростью и достигают максимальной температуры при выходе из машины.Концы катушки обычно согнуты, чтобы обеспечить путь для входа и выхода деталей из катушки. Там, где требуется обогрев профиля, можно использовать пластинчатые концентраторы с многооборотными канальными змеевиками.

имеет два основных преимущества по сравнению с круглой трубкой: а) поскольку она имеет более плоскую поверхность, «смотрящую» на заготовку, она обеспечивает лучшую электромагнитную связь с нагревательной нагрузкой и б) конструктивно легче выполнять повороты. с квадратными трубками, а не с круглыми.

Конструкция выводов для индукционных катушек

Конструкция выводов: выводы являются частью индукционной катушки, и хотя они очень короткие, они имеют конечную индуктивность. В общем, на приведенной ниже схеме показана принципиальная электрическая схема тепловой станции системы индукционных агрегатов. C — резонансный конденсатор, установленный в тепловой станции, L_lead — это общая индуктивность выводов катушки, а L_coil — индуктивность индукционной катушки, связанной с нагревательной нагрузкой. V_total — это напряжение, подаваемое от индукционного источника питания на тепловую станцию, V_lead — это падение напряжения на индуктивности вывода, а V_coil — это напряжение, которое будет приложено к индукционной катушке.Общее напряжение складывается из напряжения на выводах и индукционной катушке:

V_lead представляет собой величину общего напряжения, занятого выводами, и не оказывает никакого полезного индукционного воздействия. Задача дизайнера — минимизировать это значение. V_lead можно рассчитать как:

Из приведенных выше формул очевидно, что для минимизации значения V_lead индуктивность выводов должна быть в несколько раз меньше индуктивности индукционной катушки (L_lead≪L_coil).

Уменьшение индуктивности свинца: На низких частотах, обычно из-за использования катушек с высокой индуктивностью (многооборотные и / или с большим внутренним диаметром), L_lead намного меньше, чем L_coil. Однако, поскольку количество витков и общий размер катушки уменьшается для высокочастотных индукторов, становится важным применять специальные методы для минимизации индуктивности выводов. Ниже приведены два примера для этого.

Концентраторы потока: Когда магнитный материал помещается в окружающую среду, включая магнитные поля, из-за низкого магнитного сопротивления (сопротивления) они имеют тенденцию поглощать линии магнитного потока.Способность поглощать магнитное поле количественно оценивается относительной магнитной проницаемостью. Это значение для воздуха, меди и нержавеющей стали равно единице, но для мягкой стали может доходить до 400, а для железа — до 2000. Магнитные материалы могут сохранять свою магнитную способность до температуры Кюри, после чего их магнитная проницаемость падает до единицы и они больше не будут магнитными.

Концентратор потока — это материал с высокой проницаемостью и низкой электропроводностью, который предназначен для использования в конструкции катушек индукционного нагревателя для увеличения магнитного поля, приложенного к нагревающей нагрузке.На рисунке ниже показано, как размещение концентратора потока в центре блинной катушки будет концентрировать силовые линии магнитного поля на поверхности катушки. Таким образом, материалы, помещенные поверх змеевика для блинов, лучше соединятся и получат максимальный нагрев.

Влияние концентратора потока на плотность тока в индукционной катушке показано на рисунке ниже. Большая часть тока будет сосредоточена на поверхности, не покрытой концентратором флюса.Следовательно, змеевик может быть сконструирован таким образом, что только сторона змеевика, обращенная к нагревательной нагрузке, останется без материалов концентратора. В электромагнетизме это называется щелевым эффектом. Щелевой эффект значительно увеличит эффективность змеевика, и для нагрева потребуется более низкий уровень мощности.

Артикул:

• С. Зинн и С. Л. Семятин, «Элементы индукционного нагрева, проектирования, управления и приложений», A S M International, ISBN-13: 9780871703088, 1988

Принципиальная схема, работа и применение

Принцип индукционного нагрева используется в производственных процессах с 1920-х годов.Как уже было сказано, необходимость — мать изобретений, во время Второй мировой войны необходимость в быстром процессе упрочнения деталей металлического двигателя привела к быстрому развитию технологии индукционного нагрева. Сегодня мы видим применение этой технологии в наших повседневных потребностях. В последнее время потребность в улучшенном контроле качества и безопасных производственных технологиях снова привлекла внимание к этой технологии. С помощью современных передовых технологий внедряются новые и надежные методы реализации индукционного нагрева.

Что такое индукционный нагрев?

Принцип работы процесса индукционного нагрева представляет собой комбинированный рецепт электромагнитной индукции и джоулева нагрева. Процесс индукционного нагрева — это бесконтактный процесс нагрева электропроводящего металла путем создания в нем вихревых токов с использованием принципа электромагнитной индукции. Поскольку генерируемый вихревой ток течет против удельного сопротивления металла, по принципу джоулева нагрева в металле генерируется тепло.

Как работает индукционный нагрев?

Знание закона Фарадея очень полезно для понимания работы индукционного нагрева. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение электрического поля в проводнике вызывает вокруг него переменное магнитное поле, сила которого зависит от величины приложенного электрического поля. Этот принцип работает и наоборот, когда в проводнике изменяется магнитное поле.

Итак, вышеуказанный принцип используется в процессе индукционного нагрева.Здесь твердотельный источник питания с высокочастотной частотой подается на катушку индуктивности, а нагреваемый материал помещается внутри катушки. Когда через катушку пропускают переменный ток, вокруг нее создается переменное магнитное поле в соответствии с законом Фарадея. Когда материал, помещенный внутри индуктора, попадает в диапазон этого переменного магнитного поля, в материале генерируется вихревой ток.

Теперь соблюдается принцип джоулева нагрева. В соответствии с этим при прохождении тока через материал в нем выделяется тепло.Таким образом, когда в материале генерируется ток из-за индуцированного магнитного поля, протекающий ток выделяет тепло изнутри материала. Этим объясняется процесс бесконтактного индукционного нагрева.

Схема цепи индукционного нагрева

Установка, используемая для процесса индукционного нагрева, состоит из высокочастотного источника питания для подачи переменного тока в цепь. Медная катушка используется в качестве индуктора, и к ней подается ток. Нагреваемый материал помещается внутрь медного змеевика.

Изменяя силу подаваемого тока, мы можем контролировать температуру нагрева. Поскольку вихревой ток, возникающий внутри материала, течет противоположно удельному электрическому сопротивлению материала, в этом процессе наблюдается точный и локализованный нагрев.

Помимо вихревых токов, в магнитных частях также выделяется тепло из-за гистерезиса. Электрическое сопротивление, создаваемое магнитным материалом по отношению к изменяющемуся магнитному полю внутри индуктора, вызывает внутреннее трение.Это внутреннее трение создает тепло.

Поскольку процесс индукционного нагрева является процессом бесконтактного нагрева, нагреваемый материал может находиться вдали от источника питания или погружен в жидкость, или в любую газообразную среду, или в вакуум. Для этого типа нагрева не требуются дымовые газы.

Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании системы индукционного нагрева

Есть несколько факторов, которые следует учитывать при проектировании системы индукционного нагрева для любого типа применения.

• Обычно индукционный нагрев используется для металлов и токопроводящих материалов. Непроводящий материал можно нагревать напрямую.
• При нанесении на магнитные материалы тепло генерируется как вихревыми токами, так и эффектом гистерезиса магнитных материалов.
• Маленькие и тонкие материалы нагреваются быстрее по сравнению с большими и толстыми материалами.
• Чем выше частота переменного тока, тем меньше глубина проплавления.
• Материалы с более высоким удельным сопротивлением быстро нагреваются.
• Индуктор, в который помещается нагревательный материал, должен позволять легко вставлять и удалять материал.
• При расчете мощности источника питания необходимо учитывать удельную теплоемкость нагреваемого материала, массу материала и требуемое повышение температуры.
• Потери тепла из-за теплопроводности, конвекции и излучения также следует принимать во внимание при выборе мощности источника питания.

Формула для индукционного нагрева

Глубина, на которую вихревой ток проникает в материал, определяется частотой индуктивного тока.Для токоведущих слоев эффективная глубина может быть рассчитана как

D = 5000 √ρ / µf

Здесь d означает глубину (см), относительная магнитная проницаемость материала обозначена как µ, ρ — удельное сопротивление. материала в Ом-см, f указывает частоту переменного тока в Гц.

Катушка, используемая в качестве индуктора, к которому подается питание, бывает различных форм.Индуцированный ток в материале пропорционален количеству витков в катушке. Таким образом, для эффективности и действенности индукционного нагрева важна конструкция катушки.

Обычно индукционные катушки представляют собой медные проводники с водяным охлаждением. В зависимости от наших приложений используются катушки различной формы. Чаще всего используется многооборотная спиральная катушка. Для этой катушки ширина диаграммы нагрева определяется количеством витков в катушке. Однооборотные катушки полезны в тех случаях, когда требуется нагрев узкой полосы заготовки или кончика материала.

Многопозиционный спиральный змеевик используется для нагрева более чем одной заготовки. Блинный змеевик используется, когда требуется нагреть только одну сторону материала. Внутренний змеевик используется для нагрева внутренних отверстий.

Области применения индукционного нагрева

• Целенаправленный нагрев для поверхностного нагрева, плавления, пайки возможен с помощью процесса индукционного нагрева.
• Кроме металлов, нагрев жидких и газообразных проводов возможен с помощью индукционного нагрева.
• Для нагрева кремния в полупроводниковой промышленности используется принцип индукционного нагрева.
• Этот процесс используется в индукционных печах для нагрева металла до температуры плавления.
• Поскольку это бесконтактный процесс нагрева, вакуумные печи используют этот процесс для производства специальной стали и сплавов, которые могут окисляться при нагревании в присутствии кислорода.
• Процесс индукционного нагрева используется для сварки металлов, а иногда и пластмасс, когда они легированы ферромагнитной керамикой.
• Индукционные плиты, используемые на кухне, работают по принципу индукционного нагрева.
• Для пайки твердого сплава на валу используется процесс индукционного нагрева.
• Для герметичного закрытия крышек бутылок и фармацевтических препаратов используется процесс индукционного нагрева.
• В машине для моделирования впрыска пластмасс используется индукционный нагрев для повышения энергоэффективности впрыска.

Для обрабатывающей промышленности индукционный нагрев обеспечивает мощный набор стабильности, скорости и контроля.Это аккуратный, быстрый и экологически чистый процесс нагрева. Потери тепла, наблюдаемые при индукционном нагреве, могут быть решены с помощью закона Ленца. Этот закон показал способ продуктивного использования тепловых потерь, возникающих в процессе индукционного нагрева. Какое из применений индукционного нагрева вас поразило?

15KW 30-80 KHz Высокочастотная печь индукционного нагревателя 220 В —

Эта машина позволяет работать с металлами, генерируя электрические токи в проводнике (металле) для создания тепла.Это устройство обеспечивает постоянную стабильную рабочую температуру для плавления предпочтительных участков металла, таких как золото, серебро, медь и алюминий, весом от 0,5 кг до 2 кг. Эта модель хороша тем, что низкое энергопотребление и высокая выходная мощность. Он настолько эффективен, что потребляет вдвое меньше энергии, чем у традиционного высокочастотного индукционного нагревателя с электронными лампами при тех же условиях. Конструкция со 100% нагрузкой означает, что вы можете работать 24 часа подряд. Это устройство работает с новейшими модулями питания MOSFET и IGBT и действующими стандартами управления частотой.Инфракрасный датчик температуры упрощает ручное управление, улучшает качество нагрева и автоматически контролирует температуру. Встроенные дисплеи состояния предупреждают пользователя о любых возможных ошибках, обеспечивая более высокую надежность и устойчивость. Для наилучшего использования выберите источник питания в соответствии с мощностью и частотой. Более высокая частота означает меньшую глубину нагрева. Более низкая частота приводит к лучшей диатермантии. Тигель (НЕ ВКЛЮЧЕН) 75-90 мм. Эта машина не использует вилку, провода подключаются непосредственно к линии электропередачи (напряжение зависит от страны).

Технические характеристики
Входное напряжение: однофазное, 220 В
Макс. Выходная мощность: 15 кВт
Выходная мощность: 7 кВт
Макс. Температура нагрева: 1200 ° C
Частота колебаний: 30-80 кГц
Колебания тока нагрева: 200-600 A
Ток теплоизоляции: 200-600 A
Время охлаждения: 1-99 с (Авто)
Время термической изоляции: 1 — 99 с (Авто)
Время нагрева: 1-99 с (Авто)
Расход охлаждающей воды: 7.5 л / мин, 0,06 — 0,12 МПа
Подъем охлаждающей воды: ≥ 30 м
Темп. Воды. Точка защиты: 40 ° C
Вес нетто: 25 кг
Размеры: 550 x 220 x 470 мм

ВКЛЮЧЕНО
Индукционный нагреватель, 1 шт .;
Змеевик нагревательный 40 * 18 мм, 1 шт;
Педальный переключатель, 1 шт .;
Руководство, 1 шт.

Принципиальная схема системы индукционного нагрева.

Контекст 1

… радиочастотная технология (SRF) использовалась для ускорения заряженных частиц в различных приложениях.Производство полостей SRF — это зрелая технология, которая уже получила промышленное распространение во всем мире. Стандартный процесс изготовления начинается с листов металлического ниобия высокой чистоты (коэффициент остаточного сопротивления, RRR> 300), которые вытягиваются в «полуячейки» и соединяются электронно-лучевой сваркой. После изготовления примерно 120 мкм материала удаляется с внутренней поверхности полости либо буферной химической полировкой (BCP), либо электрополировкой (EP). За удалением «объемного» материала следует высокотемпературная термообработка (ВТ) (600–800 ◦ C), а с внутренней поверхности после термообработки, как правило, удаляется дополнительно ∼ 20–30 мкм.Затем полости ополаскиваются деионизированной водой (DI) под высоким давлением, сушатся и собираются с фланцами и радиочастотной антенной в чистой комнате. Затем полости вакуумируются до сверхвысокого вакуума и низкотемпературного спекания (LTB) при ∼ 120 ◦ C на месте в течение нескольких часов (12–48 часов). Полости погружают в ванну с жидким гелием при температуре ∼ 2 K и измеряют их характеристики с точки зрения добротности Q 0 как функции ускоряющего поля E acc. Более подробную информацию о типичных процедурах препарирования полости можно найти в ссылке.1. Одним из важных этапов изготовления полостей SRF является термообработка при 600 ◦ C в течение 10 часов или 800 ◦ C в течение 3 часов в сверхвысоком вакууме (UHV). Термическая обработка необходима для уменьшения механического напряжения в полостях после изготовления, а также для дегазации водорода из основной массы материала. Термическая обработка при еще более высоких температурах (> 1200 ◦ C) в присутствии титана (так называемый «процесс доочистки») применялась в прошлом к ​​полостям, показывая улучшенное поле закалки из-за гомогенизации материала или растворения локальных дефектов в масса.2 Однако значительное снижение предела текучести мелкозернистого ниобия высокой чистоты является результатом такой высокотемпературной термообработки, что делает обращение с длинными ускоряющими структурами более проблематичным. Стандартная печь, используемая для высокотемпературной термообработки полостей SRF, представляет собой сверхвысоковакуумную печь с горячей зоной молибдена; молибденовые (или вольфрамовые) резистивные нагревательные элементы и полости нагреваются излучением нагревательных элементов. Одной из проблем является повторное поглощение примесей из окружающей среды печи во время охлаждения до комнатной температуры, поэтому для получения «чистой» поверхности необходимо последующее химическое травление внутренней поверхности на ~ 20 мкм.Недостатком этого последнего процесса химической обработки является введение водорода в ниобий, 3 который в настоящее время изучается как возможный источник радиочастотных потерь в сильных полях. 4 Чтобы исключить химическое полирование после термообработки полостей SRF, мы разработали систему индукционного нагрева сверхвысокого вакуума, в которой горячая зона сделана из ниобия, а полость нагревается излучением типа черного тела. Благодаря использованию зоны нагрева, полностью состоящей из ниобия, загрязнение полости ниобия посторонними элементами во время термообработки сводится к минимуму.Система подачи сверхчистого газа с азотом, аргоном и кислородом подключена к печи, чтобы обеспечить чистый выпуск печи в атмосферу, продувку и сухое окисление поверхности полости. Будут представлены конструкция, работа и производительность этой новой системы индукционного нагрева. Принципиальная схема печной системы представлена ​​на рис. 1. Печь имеет две отдельные вакуумные камеры, а именно сверхвысоковакуумную и высоковакуумную (ВН), разделенные ниобиевым токоприемным цилиндром с внутренним диаметром 8.5 дюймов, толщиной ∼ 0,2 дюйма и высотой 18 дюймов. Один конец ниобиевой банки закрыт, а другой конец приварен к ниобиевому фланцу толщиной 0,5 дюйма и диаметром 14 дюймов. Этот ниобиевый фланец прикреплен болтами к медному фланцу и герметизирован прокладкой Helicoflex. Нижняя поверхность медного фланца уплотняется второй прокладкой Helicoflex с фланцем из нержавеющей стали диаметром 14 дюймов, который является частью четырехходового крестового фитинга с двумя 8-дюймовыми фланцами ConFlat. Турбонасос (модель T 750 от Agilent), поддерживаемый безмасляным спиральным насосом (TriScroll TM 300 Series от Agilent), используется для вакуумирования внутренней камеры.Выбранный турбонасос имеет на 2 порядка более высокую степень сжатия водорода, чем аналогичные модели. Два манометра, датчик типа Пирани для измерения от 1 атм до 10-3 Торр и ионный датчик для измерения от 10-3 до 10-11 Торр, один монитор качества вакуума (VQM серии 835 от Granville-Phillips) и система впуска газа через регулируемый клапан утечки подключена к камере сверхвысокого вакуума. VQM работает при сверхвысоком вакууме и давлении до 10–5 Торр и состоит из масс-спектрометра с авторезонансной ионной ловушкой, который измеряет парциальное давление для частиц газа с атомной единицей массы в диапазоне 1–145.Полость из ниобия, подлежащая термообработке, расположена непосредственно на танталовом диске, который помещается на вертикальную подставку с радиационными экранами, полностью сделанными из ниобия. Вертикальная подставка прикреплена болтами к нижней пластине камеры из нержавеющей стали. Защитные экраны предотвращают нагрев нижней части камеры сверхвысокого вакуума из нержавеющей стали. Калиброванная термопара типа C, изготовленная внутри ниобиевой трубки от NANMAC Corp., приваренная к фланцу ConFlat из NbTi 1 1/3 дюйма, вставляется в камеру сверхвысокого вакуума для измерения температуры во время термообработки.Кварцевая трубка высотой 24 дюйма, диаметром 12 дюймов и толщиной ∼ 0,25 дюйма расположена на медной базовой пластине и герметично закрыта L-образной прокладкой из витона. Верхняя часть кварцевой трубки герметизирована второй L-образной прокладкой из витона на алюминиевой пластине диаметром 14 дюймов и толщиной 1 дюйм с отверстием в центре. Ниппель с фланцем ConFlat из нержавеющей стали внешним диаметром 6 дюймов (OD) припаивается к алюминиевой пластине. Четырехходовой фитинг крестового типа с фланцами ConFlat с наружным диаметром 6 дюймов соединяется с ниппелем на алюминиевом фланце сильфоном из нержавеющей стали.К одному из боковых отверстий четырехходового крестовины прикреплен турбонасос (модель T 301 от Agilent), поддерживаемый безмасляным спиральным насосом (TriScroll TM 300 Series от Agilent), который используется для откачивания воздуха из области. между банкой из ниобия и кварцевой трубкой. Этот объем высокого напряжения необходим для термической изоляции Nb-токоприемника от кварцевой трубки. Дополнительная теплоизоляция достигается с помощью блоков оксида алюминия от ZIRCAR Ceramics, Inc., окружающих приемник Nb. Манометр (Granville-Phillips Series 392 Micro-Ion Plus) и анализатор остаточных газов от Stanford Research System (модель RGA100) подключены к другому боковому порту четырехходового крестовины для контроля давления в объеме HV и обнаружение утечек соответственно.Базовое давление внутри ниобиевой камеры составляет <10 - 9 Торр, тогда как давление в области изолирующего вакуума составляет <10 - 8 Торр. Поскольку кварцевая трубка находится между фланцами из меди и алюминия на L-образных прокладках из витона, важно поддерживать температуру прокладки ниже 140 ◦ C. Для этого внутри фланцев были обработаны каналы водяного охлаждения. Во время термообработки контролируется поток охлаждающей воды и температура фланцев (или прокладки). Единичная полость ячейки загружается внутри ниобиевой банки с помощью пневматической системы, соединенной с нижним фланцем из нержавеющей стали и управляемой газообразным азотом ∼ 100 psi или сжатым воздухом.Индукционный нагрев - это процесс нагрева электропроводящих материалов с помощью электромагнитной индукции. Индукционная катушка аналогична первичной обмотке трансформатора, при этом нагреваемая деталь становится вторичной обмоткой трансформатора. Поле, создаваемое индукционной катушкой, индуцирует в заготовке равный и противоположный электрический ток, также называемый вихревым током.