Indukční ohřívač je nepostradatelná věc pro kováře, soustružníky, zámečníky a domácí kutily. S jeho pomocí můžete vždy snadno a rychle ohřát a dokonce i roztavit kov, nepotřebujete drahé nosiče tepla, jako je uhlí a plyn, stačí k zařízení připojit elektřinu. Dochází k bezkontaktnímu zahřívání kovu vysokofrekvenčními proudy, podle vědeckých vln radiofrekvenčního rozsahu. Zařízení je široce používáno pro tepelné zpracování, kalení a ohýbání dílů, bezkontaktní tavení, pájení a svařování kovů. Ve špercích pro tepelné zpracování malých dílů. V lékařství k dezinfekci lékařských nástrojů. V autoservisu zámečník teplem zrezivělé ořechy. Induktor je také instalován v indukčních kotlích používaných k vytápění obytných prostor.
Tento obrázek ukazuje pracovní schéma indukčního ohřívače, který si můžete snadno vyrobit sami.
Schéma indukčního ohřívače
Zařízení se skládá z vysokofrekvenčního hlavního oscilátoru sestaveného na dvou výkonných tranzistorech s efektem pole. Provozní napětí generátoru závisí na výkonu instalovaných tranzistorů s efektem pole. S tranzistory IRFP250 lze zařízení napájet od 12 do 30 voltů. A pokud nainstalujete tranzistory IRFP260, lze napájecí napětí zvýšit z 12 na 60 voltů.
Výkon induktoru se znatelně zvýší, teplota ohřevu kovu stoupne na více než 1000 stupňů, což umožní roztavení kovů. Během provozu se tranzistory velmi zahřejí, takže musí být instalovány na velkých radiátorech a musí být instalován výkonný ventilátor. Při nečinnosti induktor spotřebovává minimálně 10A a v provozním stavu minimálně 15A, proto je potřeba velmi výkonný napájecí zdroj minimálně 20A.
Tento obrázek ukazuje desku plošných spojů indukčního ohřívače.
Dále budete potřebovat rezistory R1, R2 pro 10K o výkonu 0.25 wattu. Rezistory R3, R4 s odporem 470 ohmů, ne méně než 2 watty. Diody D1, D2 ultrafast UF4007 nebo jiné podobné diody pro maximální proud až 1A. Zenerovy diody VD1, VD2 s výkonem nejméně 5 wattů se stabilizačním napětím 12V, například 1N5349 a další. Tlumivky L1, L2 o velikosti 27x14x11 mm, žluté s bílým pruhem, jsem vytáhl z počítačových zdrojů. Na každou tlumivku je potřeba namotat 25 závitů měděného drátu o průměru 1 mm, nejlépe v lakové izolaci, pokud ji neseženete, jednožilový drát v PVC izolaci rychlost příliš neovlivňuje.
Kondenzátory C1-C16 jsou metalofilmové 0.33 uF 630V, zapojené paralelně v řadách 4×4, v bloku je pouze šestnáct kusů. Při nižším provozním napětí je lepší neinstalovat, budou se velmi zahřívat. Ponechte malou vzdálenost mezi kondenzátory pro dobré chlazení prouděním vzduchu.
Rozhodl jsem se, že škrtící klapky přilepím silikonovým tmelem, aby nevisely.
Důležitou součást ohřívače, tlumivku, jsem vyrobil z měděné trubky o průměru 6mm a délce 1 metr. Můžete si ji koupit v každém obchodě s auty, jako je “Gazovschik” a kde prodávají zařízení na plynové lahve pro automobily. Měděnou trubku navineme na kus polypropylenové trubky o vnějším průměru 40 mm, taková trubka se používá v plastovém topení. Uděláme pět závitů, vzdálenost mezi horní hranou prvního závitu a spodním okrajem pátého závitu by měla být 40 mm. Ohýbáme konce trubky, jako na obrázku, a připevňujeme je k radiátorům pomocí dvou svorkovnic pro drát o průřezu 16 mm².
Během provozu bude induktor velmi horký od horké části, což může poškodit měděnou trubku, takže musíte provést chlazení. Na konce měděné trubičky jsem nasadil silikonové hadičky a připojil čerpadlo ostřikovače čelního skla auta. Pumpu z VAZ 2114 a silikonové hadičky jsem koupil v autobazaru. Ukázalo se, že normální vodní chladicí systém.
Pro chlazení radiátorů a kondenzátorové banky jsem nainstaloval výkonný ventilátor z procesoru. Pro napájení od 12 voltů takové chlazení úplně stačí. Pokud chcete zvýšit napětí z 12 na 60 voltů, abyste získali maximální výkon z indukčního ohřívače, nainstalujte výkonnější radiátory a účinnější ventilátor např. z vnitřního ohřívače VAZ 2107. Je vhodné vyrobit kovová clona, která chrání vyhřívanou část a měděná tlumivka před prouděním studeného vzduchu vháněného ventilátorem.
Protože indukční ohřívač spotřebovává velký proud asi 20A, měly by být všechny dráhy na desce plošných spojů vyztuženy měděným drátem připájeným nahoře.
A teď to nejzajímavější . Testoval jsem indukční ohřívač z dvanáctivoltové autobaterie. Jednoduše nemám jiný zdroj energie schopný dodávat velké proudy. Čepel kancelářského nože se za 10 sekund rozžhavila do červena. A to je dobrý výsledek, vezmeme-li v úvahu, že induktor je napájen pouze dvanácti volty!
Přátelé! Pokud chcete sestavit indukční ohřívač vlastníma rukama. Moje rada pro vás . Okamžitě nainstalujte tranzistory s efektem pole IRFP260, velké radiátory a výkonný ventilátor z vnitřního topení VAZ 2107, pro napájení induktoru použijte výkonný zdroj, nejlépe od 24V do 60V s proud minimálně 20A.
Rádiové komponenty pro sestavení indukčního ohřívače
- Tranzistory T1, T2 IRFP250 lepší než IRFP260 2 ks.
- Rezistory R1, R2 10K 0.25W 2 ks. R3, R4 470R 2W 2 ks.
- Diody D1, D2 ultrarychlé UF4007 2 ks. nebo podobné
- Zenerovy diody VD1, VD2 pro 12V 1W 1N5349 nebo podobné 2 ks.
- Kondenzátory C1-C16 0.33mf 630V 16 ks.
- Tlumivky z PC PSU, žluté s bílým pruhem, rozměr 27x14x11 mm 2 ks.
- Svorkovnice pro vodič o průřezu 16 mm² 2 ks.
- Měděný drát v lakové izolaci d = 1 mm, délka 2 metry
- Měděná trubka d=6 mm, délka 1 metr
- Radiátor čím více, tím lépe 2 ks.
- Čerpadlo ostřikovače čelního skla od VAZ 2114 1 ks.
- Silikonová trubice 2 metry
- Čím výkonnější ventilátor, tím lépe. Doporučuji z vnitřního topení VAZ 2107 1 ks.
Přátelé, přeji vám hodně štěstí a dobrou náladu! Uvidíme se v nových článcích!
Doporučuji sledovat video o tom, jak vyrobit indukční ohřívač vlastníma rukama
Technologie indukčního ohřevu rychle získává na popularitě díky mnoha praktickým výhodám. Navíc tento způsob práce s kovy nepřitahuje ani tak průmyslový průmysl, jako spíše soukromý sektor domácností. Podmínky pro vytvoření hardwarových instalací jsou však v obou případech výrazně odlišné. Na rozdíl od průmyslového sektoru vyžadují soukromí obchodníci pracující doma zařízení s relativně nízkou spotřebou energie, jednoduché na provedení a cenově dostupné. To popisuje obvod pro indukční ohřívač 1600 W, který je docela implementován doma. Toto je druh příkladu demonstrujícího, jak vytvořit indukční ohřívací zařízení pro domácí použití.
Princip technologie indukčního ohřevu
Princip technologie indukčního ohřevu je z fyzikálního hlediska vcelku jednoduchý. Cívka vytvořená z proudového vodiče generuje vysokofrekvenční magnetické pole. Kovový předmět umístěný ve vnitřní oblasti cívky zase indukuje vířivé proudy. V důsledku toho se předmět velmi zahřívá.
Paralelně s induktorem se zpravidla zapíná rezonanční kapacita. Tento krok slouží ke kompenzaci indukční povahy cívky. Rezonanční obvod vytvořený prvky cívky-kondenzátor je buzen na vlastní rezonanční frekvenci. Hodnota budícího proudu je výrazně menší než hodnota proudu protékajícího induktorem.
Schéma jednoduchého indukčního ohřívače o výkonu 1600W
Prezentované schéma by mělo být považováno spíše za experimentální možnost. Tato možnost je však docela funkční. Hlavní výhody schématu:
- relativní jednoduchost,
- dostupnost dílů,
- snadnost montáže.
Obvod indukčního ohřívače (obrázek níže) funguje na principu „dvojitého polomůstku“, doplněného čtyřmi izolovanými hradlovými výkonovými tranzistory z řady IGBT (STGW30NC60W). Tranzistory jsou řízeny čipem IR2153 (samotaktovaný ovladač polovičního můstku).
Schematické znázornění zjednodušeného nízkopříkonového indukčního ohřívače, jehož konstrukce umožňuje použití v soukromých domácnostech
Dvojitý poloviční můstek je schopen dodat stejný výkon jako plný můstek, ale taktovaný ovladač brány polovičního můstku je jednodušší na implementaci, a proto se snáze používá. Jako antiparalelní diodový obvod funguje výkonná dvojitá dioda typu STTH200L06TV1 (2x 120A).
Budou stačit mnohem menší diody (30A). Pokud máte v úmyslu použít tranzistory řady IGBT s vestavěnými diodami (například STGW30NC60WD), lze tuto možnost zcela opustit.
Provozní rezonanční frekvence se nastavuje pomocí potenciometru. Přítomnost rezonance je určena nejvyšším jasem LED diod.
Elektronické součástky jednoduchého indukčního ohřívače pro kutily: 1 – Výkonná dvojitá dioda typu STTH200L06TV1; 2 – tranzistor s vestavěnými diodami typu STGW30NC60WD
Samozřejmě vždy existuje možnost sestavení složitějšího ovladače. Obecně se jako optimální řešení jeví použití automatického ladění. To se obvykle používá v profesionálních obvodech indukčních ohřívačů, ale proudový obvod v případě takového upgradu jasně ztrácí faktor jednoduchosti.
Řízení frekvence, induktor, výkon
Obvod indukčního ohřívače umožňuje nastavení frekvence v rozsahu přibližně 110 – 210 kHz. Ovládací obvod však vyžaduje pomocné napětí 14-15V, získané z malého adaptéru (přepínač může být spínaný nebo klasický).
Výstup obvodu indukčního ohřívače je připojen k pracovnímu obvodu cívky přes přizpůsobovací induktor L1 a oddělovací transformátor. Tlumivka má 4 závity drátu na jádru o průměru 23 cm, oddělovací transformátor tvoří 12 závitů dvouvodičového kabelu navinutého na jádru o průměru 14 cm.
Výstupní výkon indukčního ohřívače s uvedenými parametry je cca 1600W. Mezitím není vyloučena možnost zvýšení výkonu na vyšší hodnoty.
Experimentální návrh indukčního ohřívače, vyrobený ručně doma. Účinnost zařízení je i přes nízký výkon poměrně vysoká
Pracovní cívka indukčního ohřívače je vyrobena z drátu o průměru 3,3 mm. Nejlepším materiálem cívky se zdá být měděná trubka, pro kterou lze použít jednoduchý systém vodního chlazení. Induktor má:
- 6 otáček vinutí,
- průměr 24 mm,
- výška 23 mm.
Pro tento prvek okruhu je výrazné zahřívání považováno za charakteristický jev, protože instalace pracuje v aktivním režimu. Tento bod je třeba vzít v úvahu při výběru materiálu pro výrobu.
Modul rezonančního kondenzátoru
Rezonanční kondenzátor je vyroben ve formě baterie malých kondenzátorů (modul je sestaven z 23 malých kondenzátorů). Celková kapacita baterie je 2,3 mikrofaradu. Konstrukce umožňuje použití kondenzátorů s kapacitou 100 nF (~ 275V, polypropylen MCP, třída X2).
Tento typ kondenzátorů není určen pro takové účely, jako je aplikace v okruhu indukčního ohřívače. Jak však ukázala praxe, uvedený typ kapacitních prvků je zcela vyhovující pro provoz při rezonanční frekvenci 160 kHz. Doporučuje se použít EMI filtr.
Filtr elektromagnetického záření. Přibližně toto se doporučuje použít při návrhu indukčního ohřívače, aby se minimalizovalo rušení
Nastavitelný transformátor lze nahradit obvodem pozvolného rozběhu. Můžete například doporučit použití jednoduchého obvodu omezovače proudu:
- ohřívače,
- halogenové žárovky,
- ostatní spotřebiče
s výkonem asi 1 kW, zapojeným do série s indukčním ohřívačem při prvním zapnutí.
Bezpečnostní varování
Při výrobě indukčního ohřívače podle předloženého schématu je třeba mít na paměti: obvod indukčního topného okruhu je připojen k síti a je pod vysokým napětím. Důrazně se doporučuje použití potenciometru s izolovanou tyčí.
Vysokofrekvenční elektromagnetické pole nese škodlivý potenciál, který může poškodit elektronická zařízení a paměťová média. Prezentované schéma s ohledem na snadnost implementace nese značné elektromagnetické rušení. Tento faktor může vést k různým nouzovým následkům:
- elektrický šok,
- popáleniny
- požáry.
Proto před rozhodnutím vytvořit a provést experimenty s indukčním ohřívačem je nutné zajistit úplnou bezpečnost pro koncového uživatele a ostatní.
Video: indukční ohřívač se svařovacím invertorem
Výše uvedené video je ukázkou provozuschopnosti kovového topného zařízení. Toto zařízení je vyrobeno přepracováním svařovacího invertoru a, jak autor poznamenává, funguje docela efektivně:
Poslední dotek
Postavit si doma indukční ohřívač pro tavení kovu pro vlastní potřebu tedy není fantastický nápad, ale je docela proveditelný. Pokud je to žádoucí, s dostupností příslušných informací, komponentů, je docela možné sestavit funkční ohřívač.
S pomocí informací: Danyk
BRIFING
Z-Force — publikování materiálů, které jsou zajímavé a užitečné pro společnost. Novinky z technologií, výzkumu, experimentů v celosvětovém měřítku. Sociální multitematické informace – Média .
