Induktionssmelteovn. Smelteinduktionsovn til metal, diagram, egenskaber af typer Sådan laver du en induktionsovn med dine egne hænder

Princippet for induktionsopvarmning er at omdanne elektrisk energi magnetfelt absorberes af en elektrisk ledende opvarmet genstand til termisk energi.

I induktionsvarmeinstallationer skabes det elektromagnetiske felt af en induktor, som er en flerdrejet cylindrisk spole (solenoide). En variabel føres gennem induktoren elektricitet, hvilket resulterer i et tidsvarierende magnetisk vekslende felt omkring induktoren. Dette er den første transformation af elektromagnetisk feltenergi, beskrevet af Maxwells første ligning.

Den opvarmede genstand placeres inde i eller ved siden af ​​induktoren. Den skiftende (over tid) flux af den magnetiske induktionsvektor skabt af induktoren trænger ind i det opvarmede objekt og inducerer et elektrisk felt. De elektriske linjer i dette felt er placeret i et plan vinkelret på retningen af ​​den magnetiske flux og er lukkede, det vil sige, at det elektriske felt i det opvarmede objekt er af hvirvelkarakter. Under indflydelse elektrisk felt, ifølge Ohms lov opstår der ledningsstrømme (hvirvelstrømme). Dette er den anden transformation af elektromagnetisk feltenergi, beskrevet af Maxwells anden ligning.

I en opvarmet genstand omdannes energien fra det inducerede vekslende elektriske felt irreversibelt til termisk energi. En sådan termisk spredning af energi, som resulterer i opvarmning af objektet, bestemmes af eksistensen af ​​ledningsstrømme (hvirvelstrømme). Dette er den tredje transformation af energien i det elektromagnetiske felt, og energiforholdet for denne transformation er beskrevet af Lenz-Joule-loven.

De beskrevne transformationer af elektromagnetisk feltenergi gør det muligt:
1) overfør induktorens elektriske energi til den opvarmede genstand uden at ty til kontakter (i modsætning til modstandsovne)
2) frigive varme direkte i den opvarmede genstand (den såkaldte "ovn med en intern varmekilde" ifølge terminologien fra Prof. N.V. Okorokov), som et resultat af hvilken brugen af ​​termisk energi er den mest perfekte og opvarmningen hastigheden stiger betydeligt (sammenlignet med de såkaldte "ovne med en ekstern varmekilde").

Størrelsen af ​​den elektriske feltstyrke i en opvarmet genstand påvirkes af to faktorer: størrelsen af ​​den magnetiske flux, dvs. antallet af magnetiske kraftlinjer, der gennemborer objektet (eller koblet til det opvarmede objekt), og frekvensen af forsyningsstrøm, dvs. frekvensen af ​​ændringer (over tid) magnetisk flux koblet til det opvarmede objekt.

Dette gør det muligt at skabe to typer induktionsvarmeinstallationer, som adskiller sig både i design og driftsegenskaber: induktionsinstallationer med og uden kerne.

Ifølge teknologisk formål er induktionsvarmeinstallationer opdelt i smelteovne til metalsmeltning og varmeinstallationer til varmebehandling(hærdning, hærdning), til gennemopvarmning af emner før plastisk deformation (smedning, stempling), til svejsning, lodning og overfladebehandling, til kemisk-termisk behandling af produkter mv.

I henhold til hyppigheden af ​​ændringer i strømmen, der forsyner induktionsvarmeinstallationen, skelnes de:
1) industrielle frekvensinstallationer (50 Hz), drevet fra netværket direkte eller gennem step-down transformere;
2) højfrekvente installationer (500-10000 Hz), drevet af elektriske maskiner eller halvlederfrekvensomformere;
3) højfrekvente installationer (66.000-440.000 Hz og derover), drevet af elektroniske rørgeneratorer.

Kerne induktionsvarmeenheder

I en smelteovn (fig. 1) er en cylindrisk multi-turn induktor lavet af et profileret kobberrør monteret på en lukket kerne lavet af stålplade (pladetykkelse 0,5 mm). En ildfast keramisk foring med en smal ringformet kanal (vandret eller lodret), hvor det flydende metal er placeret, er placeret rundt om induktoren. En nødvendig betingelse arbejde er en lukket elektrisk ledende ring. Derfor er det umuligt at smelte enkelte stykker hårdt metal i sådan en ovn. For at starte ovnen skal du hælde en portion flydende metal fra en anden ovn ind i kanalen eller lade noget af det flydende metal fra den forrige smelte (ovnens resterende kapacitet).

Fig.1. Diagram af induktionsenhed kanal ovn: 1 - indikator; 2 - metal; 3 - kanal; 4 - magnetisk kredsløb; F - hovedmagnetisk flux; Ф 1р og Ф 2р - magnetiske lækagestrømme; U 1 og I 1 - spænding og strøm i induktorkredsløbet; I 2 - ledningsstrøm i metal

En stor arbejdsmagnetisk flux lukkes i den magnetiske stålkerne i en induktionskanalovn, og kun en lille del af den totale magnetiske flux, som induktoren skaber, lukkes gennem luften i form af lækageflux. Derfor fungerer sådanne ovne med succes ved industriel frekvens (50 Hz).

I øjeblikket er der et stort antal typer og design af sådanne ovne udviklet hos VNIIETO (enkeltfaset og flerfaset med en og flere kanaler, med en lodret og vandret lukket kanal af forskellige former). Disse ovne bruges til at smelte ikke-jernholdige metaller og legeringer med et relativt lavt smeltepunkt samt til fremstilling af støbejern af høj kvalitet. Ved smeltning af støbejern bruges ovnen enten som kedel (blander) eller som smelteenhed. Designs og specifikationer moderne induktionskanalovne er givet i den specialiserede litteratur.

Kerneløse induktionsvarmeenheder

I en smelteovn (fig. 2) er det smeltede metal i en keramisk digel placeret inde i en cylindrisk multi-turn induktor. lavet af et kobberprofilrør, hvorigennem kølevand ledes. Du kan få mere at vide om induktorens design.

Fraværet af en stålkerne fører til en kraftig stigning i magnetisk lækageflux; antallet af magnetiske kraftlinjer, der låser sammen med metallet i diglen, vil være ekstremt lille. Denne omstændighed kræver en tilsvarende stigning i frekvensen af ​​ændringer (i tid) af det elektromagnetiske felt. Derfor for effektivt arbejde induktionsdigelovne skal fødes med øgede strømme og ind i nogle tilfælde Og høj frekvens fra de tilsvarende strømomformere. Sådanne ovne har en meget lav naturlig effektfaktor (cos φ=0,03-0,10). Derfor er det nødvendigt at bruge kondensatorer til at kompensere for reaktiv (induktiv) effekt.

I øjeblikket er der flere typer induktionsdigelovne udviklet hos VNIIETO i form af tilsvarende størrelsesområder (efter kapacitet) af høj, høj og industriel frekvens til stålsmeltning (IST-type).

Ris. 2. Diagram over strukturen af ​​en induktionsdigelovn: 1 - induktor; 2 - metal; 3 - digel (pile viser banen for cirkulation af flydende metal som et resultat af elektrodynamiske fænomener)

Fordelene ved digelovne er følgende: varme genereret direkte i metallet, høj ensartethed af metallet i kemisk sammensætning og temperatur, fravær af kilder til metalforurening (andre end digelbeklædningen), let kontrol og regulering af smelteprocessen , hygiejniske arbejdsforhold. Derudover er induktionsdigelovne karakteriseret ved: højere produktivitet på grund af høj specifik (per enhedskapacitet) varmeeffekt; evnen til at smelte en fast ladning uden at efterlade metal fra den tidligere smeltning (i modsætning til kanalovne); lav masse af foringen sammenlignet med metallets masse, hvilket reducerer akkumuleringen af ​​termisk energi i smeltediglens foring, reducerer ovnens termiske inerti og gør smelteovne af denne type yderst bekvemme til periodisk arbejde med pauser mellem smeltningerne, i især til formstøbte støberier til maskinbygningsanlæg; ovnens kompakthed, hvilket gør det muligt simpelthen at isolere arbejdsrummet fra miljøet og udføre smeltning i et vakuum eller i et gasmiljø af en given sammensætning. Derfor er vakuuminduktionssmeltedigelovne (type ISV) meget brugt i metallurgi.

Sammen med fordelene har induktionsdigelovne følgende ulemper: tilstedeværelsen af ​​relativt kolde slagger (temperaturen af ​​slaggen er mindre end temperaturen af ​​metallet), hvilket gør det vanskeligt at udføre raffineringsprocesser ved smeltning af højkvalitetsstål ; komplekst og dyrt elektrisk udstyr; lav modstand af foringen under pludselige temperatursvingninger på grund af den lille termiske inerti af digelforingen og den erosive virkning af det flydende metal under elektrodynamiske fænomener. Derfor bruges sådanne ovne til omsmeltning af legeret affald for at reducere spild af elementer.

Referencer:
1. Egorov A.V., Morzhin A.F. Elektriske ovne (til stålproduktion). M.: "Metallurgy", 1975, 352 s.

Induktionsopvarmning er umulig uden brug af tre hovedelementer:

• induktor;
• generator;
• varmeelement.

En induktor er en spole, normalt lavet af kobbertråd, der genererer et magnetfelt. En generator bruges til at producere en højfrekvent strøm fra den almindelige 50 Hz elektriske husholdningsstrøm. En metalgenstand, der er i stand til at absorbere termisk energi under påvirkning af et magnetfelt, bruges som varmeelement.

Hvis du kombinerer disse elementer korrekt, kan du få en højtydende enhed, der er perfekt til opvarmning af flydende kølevæske og opvarmning af et hjem. Ved hjælp af en generator tilføres en elektrisk strøm med de nødvendige egenskaber til induktoren, dvs. på en kobberspiral. Når de passerer gennem det, danner en strøm af ladede partikler et magnetfelt.

Driftsprincippet for induktionsvarmer er baseret på forekomsten af ​​elektriske strømme inde i ledere, der vises under påvirkning af magnetiske felter

Det særlige ved feltet er, at det har evnen til at ændre retningen af ​​elektromagnetiske bølger ved høje frekvenser. Hvis en metalgenstand placeres i dette felt, vil den begynde at varme op uden direkte kontakt med induktoren under påvirkning af de skabte hvirvelstrømme.

Den højfrekvente elektriske strøm, der leveres fra inverteren til induktionsspolen, skaber et magnetfelt med en konstant skiftende vektor af magnetiske bølger. Metal placeret i dette felt opvarmes hurtigt

Fraværet af kontakt gør det muligt at gøre energitab under overgangen fra en type til en anden ubetydelig, hvilket forklarer øget effektivitet induktionskedler.

For at opvarme vand til varmekredsen er det nok at sikre dets kontakt med en metalvarmer. Bruges ofte som varmelegeme metalrør, hvorigennem en strøm af vand blot føres. Vandet afkøler samtidig varmeren, hvilket øger levetiden markant.

Elektromagneten i en induktionsenhed opnås ved at vikle ledning omkring en ferromagnetkerne. Den resulterende induktionsspole opvarmes og overfører varme til det opvarmede legeme eller kølevæsken, der strømmer i nærheden gennem varmeveksleren

Litteratur

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Elektriske industriovne. - M.: Gosenergoizdat, 1948. - 332 s.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimal opvarmning af en cylindrisk skal med temperaturafhængige materialeegenskaber // Mat. metoder og fysisk-mekaniske felter. - 1977. - Udgave. 5 . - s. 26-30.
• Vasiliev A.S. Rørgeneratorer til højfrekvent opvarmning. - L.: Maskinteknik, 1990. - 80 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 15). - 5300 eksemplarer. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V. F. Radioingeniør kursus. - M.: Gosenergoizdat, 1962. - 928 s.
• Izyumov N.M., Linde D.P. Grundlæggende om radioteknik. - M.: Gosenergoizdat, 1959. - 512 s.
• Lozinsky M.G. Industriel anvendelse induktionsopvarmning. - M.: Forlag for USSR Academy of Sciences, 1948. - 471 s.
• Anvendelse af højfrekvente strømme i elektrotermi / Red. A. E. Slukhotsky. - L.: Maskinteknik, 1968. - 340 s.
• Slukhotsky A.E. Induktorer. - L.: Maskinteknik, 1989. - 69 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 12). - 10.000 eksemplarer. - ISBN 5-217-00571-8.
• Fogel A.A. Induktionsmetode til at holde flydende metaller i suspension / Udg. A.N. Shamova. - 2. udg., rev. - L.: Maskinteknik, 1989. - 79 s. - (Bibliotek af højfrekvent termist; udgave 11). - 2950 eksemplarer. - .

Driftsprincip

Sidstnævnte mulighed, der oftest bruges i opvarmningskedler, er blevet efterspurgt på grund af den lette implementering. Driftsprincippet for en induktionsvarmeinstallation er baseret på overførsel af magnetfeltenergi til kølevæsken (vand). Et magnetfelt dannes i induktoren. Vekselstrøm, der passerer gennem spolen, skaber hvirvelstrømme, der omdanner energi til varme.

Driftsprincip for induktionsvarmeinstallation

Vandet, der tilføres gennem det nederste rør til kedlen, opvarmes ved energioverførsel og kommer ud gennem det øverste rør og kommer ind i varmesystemet. En indbygget pumpe bruges til at skabe tryk. Konstant cirkulerende vand i kedlen forhindrer elementerne i at overophedes. Derudover vibrerer kølevæsken under drift (ved et lavt støjniveau), på grund af hvilke kalkaflejringer på kedlens indvendige vægge er umulige.

Induktionsvarmer kan implementeres på forskellige måder.

Effektberegning

Da induktionsmetoden til stålsmeltning er billigere end lignende metoder baseret på brugen af ​​brændselsolie, kul og andre energikilder, begynder beregningen af ​​en induktionsovn med at beregne enhedens effekt.

Kraften i en induktionsovn er opdelt i aktive og nyttige, hver af dem har sin egen formel.

Som indledende data skal du vide:

• ovnens kapacitet, i det betragtede tilfælde for eksempel, er den 8 tons;
• enhedseffekt (den maksimale værdi er taget) - 1300 kW;
• strømfrekvens – 50 Hz;
• Ovnanlæggets produktivitet er 6 tons i timen.

Det er også nødvendigt at tage højde for metallet eller legeringen, der smeltes: ifølge tilstanden er det zink. Dette er et vigtigt punkt, varmebalancen af ​​støbejern, der smelter i en induktionsovn, såvel som andre legeringer, er anderledes.

Nyttig kraft overført til flydende metal:

• Рpol = Wtheor×t×P,
• Wtheor – specifikt energiforbrug, det er teoretisk, og viser overophedningen af ​​metallet med 10C;
• P – produktivitet af ovninstallationen, t/h;
• t - overophedningstemperatur af legeringen eller metalstykket i ovnbadet, 0C
• Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Aktiv kraft:

• P = Ppol/Yuterm,
• Rpol – taget fra den foregående formel, kW;
• Yuterm er effektiviteten af ​​en støbeovn, dens grænser er fra 0,7 til 0,85, med et gennemsnit på 0,76.
• P = 1311,2/0,76 = 1892,1 kW, værdien er afrundet til 1900 kW.

På det sidste trin beregnes induktoreffekten:

• Skorpe = P/N,
• P - aktiv effekt af ovninstallationen, kW;
• N er antallet af induktorer på ovnen.
• Skorpe =1900/2= 950 kW.

Strømforbruget af en induktionsovn ved smeltning af stål afhænger af dens ydeevne og typen af ​​induktor.

Ovn komponenter

Så hvis du er interesseret i at lave en mini-induktionsovn med dine egne hænder, så er det vigtigt at vide, at dets hovedelement er varmespolen. I tilfælde af en hjemmelavet version er det nok at bruge en induktor lavet af et bart kobberrør, hvis diameter er 10 mm

Til induktoren anvendes en indvendig diameter på 80-150 mm, og antallet af vindinger er 8-10. Det er vigtigt, at svingene ikke rører, og afstanden mellem dem er 5-7 mm. Dele af induktoren bør ikke komme i kontakt med dens skærm; minimumsafstanden skal være 50 mm.

Hvis du planlægger at bruge en induktionsovn med dine egne hænder, så skal du vide det industriel skala Induktorerne afkøles med vand eller frostvæske. I tilfælde af lav effekt og kortvarig drift af den enhed, der oprettes, kan du undvære afkøling. Men under driften bliver induktoren meget varm, og skala på kobber kan ikke kun reducere enhedens effektivitet kraftigt, men også føre til et fuldstændigt tab af dens ydeevne. Det er umuligt at lave en afkølet induktor på egen hånd, så den skal udskiftes regelmæssigt. Du kan ikke bruge tvungen luftkøling, da ventilatorhuset placeret tæt på spolen vil "tiltrække" EMF, hvilket vil føre til overophedning og et fald i ovnens effektivitet.

Problemet med induktionsopvarmning af emner lavet af magnetiske materialer

Hvis inverteren til induktionsopvarmning ikke er en selvoscillator, ikke har et automatisk frekvenskontrolkredsløb (PLL) og fungerer fra en ekstern masteroscillator (ved en frekvens tæt på resonansfrekvensen af ​​oscillatorkredsløbet "induktor - kompenserende kondensatorbank ”). I det øjeblik et emne fremstillet af magnetisk materiale indføres i induktoren (hvis dimensionerne af emnet er store nok og står i et rimeligt forhold til induktorens dimensioner), øges induktansen af ​​induktoren kraftigt, hvilket fører til et pludseligt fald i naturlig resonansfrekvens for oscillatorkredsløbet og dets afvigelse fra masteroscillatorens frekvens. Kredsløbet går ud af resonans med masteroscillatoren, hvilket fører til en stigning i dens modstand og et pludseligt fald i den effekt, der overføres til emnet. Hvis installationens effekt reguleres af en ekstern strømkilde, så er den naturlige reaktion fra operatøren at øge installationens forsyningsspænding. Når emnet opvarmes til Curie-punktet, forsvinder dets magnetiske egenskaber, naturlig frekvens Oscillatorkredsløbet vender tilbage til masteroscillatorens frekvens. Kredsløbsmodstanden falder kraftigt, og strømforbruget stiger kraftigt. Hvis operatøren ikke når at fjerne den øgede forsyningsspænding, vil installationen overophedes og svigte.
Hvis installationen er udstyret automatisk system kontrol, så skal styresystemet overvåge overgangen gennem Curie-punktet og automatisk reducere masteroscillatorens frekvens, justere den til resonans med oscillatorkredsløbet (eller reducere den tilførte effekt, hvis frekvensændringen er uacceptabel).

Hvis ikke-magnetiske materialer opvarmes, betyder ovenstående ikke noget. Indføringen af ​​et emne lavet af ikke-magnetisk materiale i induktoren ændrer praktisk talt ikke induktansen af ​​induktoren og forskyder ikke resonansfrekvensen af ​​det arbejdende oscillerende kredsløb, og der er ikke behov for et kontrolsystem.

Hvis der er mange emnestørrelser mindre størrelser induktor, så ændrer den heller ikke i høj grad resonansen af ​​driftskredsløbet.

Induktionskomfurer

Hovedartikel: Induktionskomfur

Induktionskomfur- et elektrisk køkkenkomfur, der opvarmer metalredskaber med inducerede hvirvelstrømme skabt af et højfrekvent magnetfelt med en frekvens på 20-100 kHz.

Et sådant komfur har en højere effektivitet sammenlignet med elektriske varmeelementer, da der bruges mindre varme på at opvarme kroppen, og derudover er der ingen accelerations- og afkølingsperiode (når den energi, der genereres, men ikke absorberes af kogegrejet, går til spilde).

Induktionssmelteovne

Hovedartikel: Induktionsdigelovn

Induktions(berøringsfri) smelteovne er elektriske ovne til smeltning og overophedning af metaller, i hvilke opvarmning sker på grund af hvirvelstrømme, der opstår i metaldigelen (og metal), eller kun i metallet (hvis diglen ikke er lavet af metal; denne opvarmningsmetode er mere effektiv, hvis diglen er dårligt isoleret).

Det bruges i støberier på fabrikker, såvel som i præcisionsstøbeværksteder og reparationsværksteder på maskinbygningsanlæg til fremstilling af højkvalitets stålstøbegods. Det er muligt at smelte ikke-jernholdige metaller (bronze, messing, aluminium) og deres legeringer i en grafitdigel. En induktionsovn fungerer efter princippet om en transformer, hvor den primære vikling er en vandkølet induktor, og den sekundære og samtidig belastning er metallet placeret i diglen. Opvarmning og smeltning af metallet opstår på grund af de strømme, der flyder i det, som opstår under påvirkning af det elektromagnetiske felt, der skabes af induktoren.

Historie om induktionsopvarmning

Åbning elektromagnetisk induktion i 1831 ejet af Michael Faraday. Når en leder bevæger sig i en magnets felt, induceres en EMF i den, ligesom når en magnet bevæger sig, hvis feltlinjer skærer det ledende kredsløb. Strømmen i kredsløbet kaldes induktion. Loven om elektromagnetisk induktion er grundlaget for opfindelsen af ​​mange enheder, inklusive de definerende - generatorer og transformere, der genererer og distribuerer elektrisk energi, som er det grundlæggende grundlag for hele den elektriske industri.

I 1841 formulerede James Joule (og uafhængigt Emil Lenz) en kvantitativ vurdering af den termiske effekt af elektrisk strøm: "Styrken af ​​varme, der frigives pr. volumenhed af et medium under strømmen af ​​elektrisk strøm, er proportional med produktet af den elektriske strøm. tæthed og størrelsen af ​​den elektriske feltstyrke” (Joules lov - Lenz). Termisk effekt induceret strøm gav anledning til søgningen efter anordninger til berøringsfri opvarmning af metaller. De første forsøg med opvarmning af stål ved hjælp af induktionsstrøm blev lavet af E. Colby i USA.

Den første med succes opererer såkaldte. Kanalinduktionsovnen til smeltning af stål blev bygget i 1900 af Benedicks Bultfabrik i Gysing, Sverige. I datidens ansete blad ”INGENIØREN” den 8. juli 1904 udkom et berømt et, hvor den svenske opfinderingeniør F. A. Kjellin fortæller om sin udvikling. Ovnen blev drevet af en enfaset transformer. Smeltning blev udført i en digel i form af en ring; metallet i den repræsenterede den sekundære vikling af en transformator, drevet af en strøm på 50-60 Hz.

Den første ovn med en kapacitet på 78 kW blev sat i drift den 18. marts 1900 og viste sig at være meget uøkonomisk, da smeltekapaciteten kun var 270 kg stål pr. Den næste ovn blev fremstillet i november samme år med en effekt på 58 kW og en stålkapacitet på 100 kg. Ovnen viste høj effektivitet; smeltekapaciteten var fra 600 til 700 kg stål pr. dag. Slid på grund af termiske udsving viste sig imidlertid at være på et uacceptabelt niveau, og hyppige udskiftninger af beklædningen reducerede den endelige effektivitet.

Opfinderen kom til den konklusion, at for maksimal smelteydelse er det nødvendigt at efterlade en betydelig del af smelten ved dræning, hvilket undgår mange problemer, herunder slid på foringen. Denne metode til at smelte stål med en rest, som kom til at blive kaldt "sump", er stadig bevaret i nogle industrier, der bruger ovne med stor kapacitet.

I maj 1902 blev en væsentligt forbedret ovn med en kapacitet på 1800 kg sat i drift, udledningen var 1000-1100 kg, resten 700-800 kg, effekt 165 kW, stålsmeltekapacitet kunne nå 4100 kg pr. dag! Dette resultat i et energiforbrug på 970 kWh/t er imponerende i sin effektivitet, som ikke er meget ringere end moderne produktivitet på omkring 650 kWh/t. Ifølge opfinderens beregninger, ud af et effektforbrug på 165 kW, gik 87,5 kW tabt, den nyttige termiske effekt var 77,5 kW, og en meget høj total virkningsgrad på 47 % blev opnået. Omkostningseffektiviteten forklares af digelens ringformede design, som gjorde det muligt at lave en multi-turn induktor med lav strøm og højspænding - 3000 V. Moderne ovne med en cylindrisk digel er meget mere kompakte, kræver mindre kapitalinvestering , er lettere at betjene, er udstyret med mange forbedringer over hundrede år af deres udvikling, men effektiviteten er øget uvæsentlig. Sandt nok ignorerede opfinderen i sin publikation det faktum, at elektricitet ikke betales for aktiv effekt, men for total effekt, som ved en frekvens på 50-60 Hz er cirka dobbelt så høj som aktiv effekt. Og i moderne ovne reaktiv effekt kompenseres af en kondensatorbank.

Med sin opfindelse lagde ingeniør F. A. Kjellin grundlaget for udviklingen af ​​industrielle kanalovne til smeltning af ikke-jernholdige metaller og stål i industrilandene i Europa og Amerika. Overgangen fra 50-60 Hz kanalovne til moderne højfrekvente digelovne varede fra 1900 til 1940.

Varmesystem

For at lave en induktionsvarmer bruger kyndige håndværkere en simpel svejse-inverter, som omdanner jævnspænding til vekselspænding. Til sådanne tilfælde anvendes et kabel med et tværsnit på 6-8 mm, men ikke standard 2,5 mm til svejsemaskiner.

Sådanne varmesystemer skal have lukket type, og kontrol sker automatisk. For anden sikkerhed har du brug for en pumpe, der sørger for cirkulation gennem systemet, samt en udluftningsventil. En sådan varmelegeme skal beskyttes mod træmøbler samt fra gulv og loft med mindst 1 meter.

Implementering under hjemlige forhold

Induktionsopvarmning har endnu ikke erobret markedet tilstrækkeligt på grund af de høje omkostninger ved selve varmesystemet. Så for eksempel for industrielle virksomheder vil et sådant system koste 100.000 rubler til husholdningsbrug - fra 25.000 rubler. og højere. Derfor er interessen for kredsløb, der giver dig mulighed for at skabe en hjemmelavet induktionsvarmer med dine egne hænder, ret forståelig.

induktionsvarmekedel

Transformer baseret

Hovedelementet i et induktionsvarmesystem med en transformer vil være selve enheden, som har en primær og sekundær vikling. Vortex-strømme vil dannes i primærviklingen og skabe et elektromagnetisk induktionsfelt. Dette felt vil påvirke den sekundære, som i virkeligheden er en induktionsvarmer, implementeret fysisk i form af et varmekedellegeme. Det er den sekundære kortsluttede vikling, der overfører energi til kølevæsken.

Sekundær kortsluttet vikling af transformeren

Hovedelementerne i en induktionsvarmeinstallation er:

• kerne;
• snoet;
• to typer isolering - termisk og elektrisk isolering.

Kernen er to ferrimagnetiske rør med forskellige diametre med en vægtykkelse på mindst 10 mm, svejset ind i hinanden. Den toroidale vikling af kobbertråd er lavet langs det ydre rør. Det er nødvendigt at anvende fra 85 til 100 omgange med lige stor afstand mellem vindingerne. Vekselstrøm, der ændrer sig over tid, skaber hvirvelstrømme i et lukket kredsløb, som opvarmer kernen, og derfor kølevæsken, og udfører induktionsopvarmning.

Brug af højfrekvent svejse-inverter

En induktionsvarmer kan oprettes ved hjælp af en svejseinverter, hvor hovedkomponenterne i kredsløbet er en generator, en induktor og et varmeelement.

Generatoren bruges til at konvertere standard strømforsyningsfrekvensen på 50 Hz til en strøm med en højere frekvens. Denne modulerede strøm tilføres en cylindrisk induktorspole, hvor kobbertråd bruges som vikling.

Kobbertråd til vikling

Spolen skaber et vekslende magnetfelt, hvis vektor ændres med en frekvens, der er angivet af generatoren. De skabte hvirvelstrømme induceret af magnetfeltet producerer opvarmning af metalelementet, som overfører energi til kølevæsken. På denne måde implementeres endnu en gør-det-selv induktionsvarmeordning.

Varmeelementet kan også laves med dine egne hænder af skåret metaltråd på ca. 5 mm lang og et stykke polymerrør, hvori metallet placeres. Når du installerer ventiler i toppen og bunden af ​​røret, skal du kontrollere fyldningstætheden - der bør ikke være ledig plads tilbage. Ifølge diagrammet placeres omkring 100 omdrejninger af kobberledninger oven på røret, som er induktoren forbundet med generatorens terminaler. Induktionsopvarmning af kobbertråd opstår på grund af hvirvelstrømme genereret af et vekslende magnetfelt.

Bemærk: Gør-det-selv induktionsvarmer kan laves i henhold til ethvert skema; ​​det vigtigste at huske er, at det er vigtigt at levere pålidelig varmeisolering, ellers vil effektiviteten af ​​varmesystemet falde betydeligt. .

Fordele og ulemper ved enheden

Der er mange "fordele" ved en vortex-induktionsvarmer. Dette er et simpelt kredsløb til selvproduktion, øget pålidelighed, høj effektivitet, relativt lave energiomkostninger, lang levetid, lav sandsynlighed for nedbrud mv.

Produktiviteten af ​​enheden kan være betydelig; enheder af denne type bruges med succes i den metallurgiske industri. Med hensyn til kølevæskens opvarmningshastighed konkurrerer enheder af denne type trygt med traditionelle elektriske kedler; vandtemperaturen i systemet når hurtigt det nødvendige niveau.

Under drift af induktionskedlen vibrerer varmelegemet let. Denne vibration ryster kalk og andre mulige forureninger af metalrørets vægge, så en sådan enhed behøver sjældent at blive rengjort. Selvfølgelig skal varmesystemet beskyttes mod disse forurenende stoffer ved hjælp af et mekanisk filter.

En induktionsspole opvarmer metallet (rør eller trådstykker), der er placeret inde i det ved hjælp af højfrekvente hvirvelstrømme, ingen kontakt nødvendig

Konstant kontakt med vand minimerer sandsynligheden for, at varmelegemet brænder ud, hvilket er et ret almindeligt problem for traditionelle kedler med varmeelementer. På trods af vibrationerne fungerer kedlen ekstremt støjsvagt; yderligere lydisolering på installationsstedet er ikke påkrævet.

Mere induktionskedler Det gode er, at de næsten aldrig lækker, hvis systemet er installeret korrekt. Fraværet af lækager skyldes den berøringsfri metode til at overføre termisk energi til varmeren. Ved hjælp af teknologien beskrevet ovenfor kan kølevæsken opvarmes næsten til en damptilstand.

Dette giver tilstrækkelig termisk konvektion til at fremme effektiv bevægelse af kølevæske gennem rørene. I de fleste tilfælde skal varmesystemet ikke være udstyret med en cirkulationspumpe, selvom det hele afhænger af det specifikke varmesystems funktioner og design.

Nogle gange er en cirkulationspumpe nødvendig. Det er relativt nemt at installere enheden. Selvom dette vil kræve nogle færdigheder i installation af elektriske apparater og varmerør.

Men denne bekvemme og pålidelige enhed har en række ulemper, som også bør tages i betragtning. For eksempel opvarmer en kedel ikke kun kølevæsken, men også hele arbejdsrummet omkring det. Det er nødvendigt at tildele et separat rum til en sådan enhed og fjerne alt fra det. fremmedlegemer. For en person kan det også være usikkert at opholde sig i nærheden af ​​en fungerende kedel i lang tid.

Induktionsvarmer kræver elektrisk strøm for at fungere. Både hjemmelavet og fabriksfremstillet udstyr er tilsluttet et husstands AC-netværk

Enheden kræver elektricitet for at fungere. I områder hvor Gratis adgang Til denne fordel for civilisation er fraværende, vil induktionskedlen være ubrugelig. Og selv hvor der er hyppige strømafbrydelser, vil den vise lav effektivitet

Hvis enheden håndteres uforsigtigt, kan der opstå en eksplosion.

Hvis du overopvarmer kølevæsken, bliver den til damp. Som følge heraf vil trykket i systemet stige kraftigt, hvilket rørene simpelthen ikke kan modstå og vil briste. Derfor skal enheden for normal drift af systemet være udstyret med mindst en trykmåler, og endnu bedre - en nødstopanordning, en termostat osv.

Alt dette kan betydeligt øge omkostningerne ved en hjemmelavet induktionskedel. Selvom enheden anses for næsten lydløs, er dette ikke altid tilfældet. Nogle modeller er gyldige forskellige årsager kan stadig lave noget støj. For en enhed fremstillet uafhængigt øges sandsynligheden for et sådant resultat.

Der er praktisk talt ingen slidkomponenter i designet af både fabriksfremstillede og hjemmelavede induktionsvarmer. De holder længe og fungerer upåklageligt

Hjemmelavede induktionskedler

Det enkleste kredsløb af enheden, som er samlet, består af et segment plastrør, i hvis hulrum forskellige metalelementer er placeret for at skabe en kerne. Dette kan være tynd rustfri tråd, rullet til kugler, tråd skåret i små stykker - valsetråd med en diameter på 6-8 mm, eller endda et bor med en diameter svarende til indre størrelse rør. Udefra limes glasfiberpinde på den, og en 1,5-1,7 mm tyk tråd i glasisolering er viklet på dem. Længden af ​​ledningen er omkring 11 m. Fremstillingsteknologien kan studeres ved at se videoen:

Den hjemmelavede induktionsvarmer blev derefter testet ved at fylde den med vand og tilslutte den til en fabriksfremstillet ORION 2 kW induktionskogeplade i stedet for staminduktoren. Testresultaterne er vist i følgende video:

Andre håndværkere anbefaler at bruge en svejse-inverter med lav effekt som en kilde, der forbinder de sekundære viklingsterminaler til spolens terminaler. Hvis du omhyggeligt studerer forfatterens arbejde, opstår følgende konklusioner:

• Forfatteren gjorde et godt stykke arbejde, og hans produkt virker uden tvivl.
• Der blev ikke foretaget beregninger på tykkelsen af ​​tråden, antallet og diameteren af ​​spolens vindinger. Viklingsparametrene blev vedtaget analogt med kogepladen; følgelig vil induktionsvandvarmeren have en effekt på højst 2 kW.
• I bedste tilfælde en hjemmelavet enhed vil være i stand til at opvarme vand til to varmeradiatorer på hver 1 kW, dette er nok til at opvarme et rum. I værste fald vil opvarmningen være svag eller helt forsvinde, fordi testene er udført uden kølevæskeflow.

Det er vanskeligt at drage mere præcise konklusioner på grund af manglen på information om yderligere test af enheden. En anden måde at uafhængigt organisere induktionsopvarmning af vand til opvarmning er vist i følgende video:

Radiatoren, svejset af flere metalrør, fungerer som en ekstern kerne for de hvirvelstrømme, der skabes af spolen på den samme induktionskogeplade. Konklusionerne er som følger:

• Den resulterende varmelegemes termiske effekt overstiger ikke panelets elektriske effekt.
• Antallet og størrelsen af ​​rørene blev valgt tilfældigt, men gav tilstrækkeligt overfladeareal til at overføre den varme, der genereres af hvirvelstrømmene.
• Dette induktionsvarmerkredsløb viste sig at være vellykket i et specifikt tilfælde, hvor lejligheden er omgivet af lokalerne til andre opvarmede lejligheder. Desuden viste forfatteren ikke driften af ​​installationen i den kolde årstid med registrering af lufttemperaturen i rummene.

For at bekræfte de dragede konklusioner foreslås det at se en video, hvor forfatteren forsøgte at bruge en lignende varmelegeme i en fritstående, isoleret bygning:

Driftsprincip

Induktionsopvarmning er opvarmning af materialer med elektriske strømme, der induceres af et vekslende magnetfelt. Følgelig er dette opvarmning af produkter fremstillet af ledende materialer (ledere) af magnetfeltet af induktorer (kilder til vekslende magnetfelt).

Induktionsopvarmning udføres som følger. Et elektrisk ledende (metal, grafit) emne placeres i en såkaldt induktor, som er en eller flere vindinger af tråd (oftest kobber). Kraftige strømme af forskellige frekvenser (fra snesevis af Hz til flere MHz) induceres i induktoren ved hjælp af en speciel generator, hvilket resulterer i et elektromagnetisk felt omkring induktoren. Det elektromagnetiske felt inducerer hvirvelstrømme i emnet. Hvirvelstrømme opvarmer emnet under påvirkning af Joule-varme.

Induktor-blank-systemet er en kerneløs transformer, hvor induktoren er den primære vikling. Arbejdsemnet er som en sekundær vikling, kortsluttet. Den magnetiske flux mellem viklingerne lukkes gennem luften.

Ved høje frekvenser forskydes hvirvelstrømme af det magnetiske felt, de selv genererer, til tynde overfladelag af emnet Δ ​​(hudeffekt), som et resultat af, at deres tæthed øges kraftigt, og emnet opvarmes. De underliggende lag af metal opvarmes på grund af termisk ledningsevne. Det er ikke strømmen, der er vigtig, men den høje strømtæthed. I hudlaget Δ øges strømtætheden med e gange i forhold til strømtætheden i emnet, mens 86,4 % af varmen af ​​den samlede varmeafgivelse frigives i hudlaget. Dybden af ​​hudlaget afhænger af strålingsfrekvensen: Jo højere frekvens, jo tyndere hudlag. Det afhænger også af den relative magnetiske permeabilitet μ af emnematerialet.

For jern, kobolt, nikkel og magnetiske legeringer ved temperaturer under Curie-punktet har μ en værdi fra flere hundrede til titusinder. For andre materialer (smelter, ikke-jernholdige metaller, flydende lavtsmeltende eutektik, grafit, elektrisk ledende keramik osv.) er μ omtrent lig med enhed.

Formel til beregning af huddybde i mm:

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

Hvor ρ - elektrisk resistivitet af emnematerialet ved bearbejdningstemperatur, Ohm m, f- frekvensen af ​​det elektromagnetiske felt genereret af induktoren, Hz.

For eksempel ved en frekvens på 2 MHz er huddybden for kobber omkring 0,047 mm, for jern ≈ 0,0001 mm.

Induktoren bliver meget varm under drift, da den absorberer sin egen stråling. Derudover absorberer den termisk stråling fra det varme emne. Induktorer er lavet af kobberrør afkølet med vand. Vand tilføres ved sugning - dette sikrer sikkerhed i tilfælde af udbrænding eller anden trykaflastning af induktoren.

Driftsprincip

Smelteenheden i en induktionsovn bruges til at opvarme en lang række metaller og legeringer. Det klassiske design består af følgende elementer:

1. Afløbspumpe.
2. Vandkølet induktor.
3. Ramme lavet af rustfrit stål eller aluminium.
4. Kontakt område.
5. Ildstedet er lavet af varmebestandig beton.
6. Støtte med hydraulisk cylinder og lejeenhed.

Driftsprincippet er baseret på skabelsen af ​​Foucault hvirvelinduktionsstrømme. Som regel, når man arbejder husholdningsapparater Sådanne strømme forårsager fejl, men i dette tilfælde bruges de til at opvarme ladningen til den nødvendige temperatur. Næsten al elektronik begynder at blive varm under drift. Denne negative faktor i brugen af ​​elektricitet udnyttes fuldt ud.

Fordele ved enheden

Induktionssmelteovnen begyndte at blive brugt relativt for nylig. De berømte åbne ovne, højovne og andre typer udstyr er installeret på produktionssteder. En sådan ovn til smeltning af metal har følgende fordele:

1. Brugen af ​​induktionsprincippet gør det muligt at gøre udstyret kompakt. Derfor er der ingen problemer med deres placering i små rum. Et eksempel er højovne, som udelukkende kan installeres i forberedte rum.
2. Resultaterne af undersøgelserne indikerer, at effektiviteten er næsten 100%.
3. Høj smeltehastighed. Den høje virkningsgrad bestemmer, at det tager meget kortere tid at opvarme metallet sammenlignet med andre ovne.
4. Nogle ovne kan forårsage ændringer ved smeltning kemisk sammensætning metal Induktion tager førstepladsen med hensyn til smelterenhed. De skabte Foucault-strømme opvarmer emnet indefra og eliminerer derved muligheden for, at forskellige urenheder kommer ind i sammensætningen.

Det er denne sidste fordel, der bestemmer spredningen af ​​induktionsovne i smykker, da selv en lille koncentration af fremmede urenheder kan påvirke det opnåede resultat negativt.

På grund af det faktum, at M. Faraday opdagede fænomenet elektromagnetisk induktion tilbage i 1831, så verden et stort antal enheder, der opvarmer vand og andre medier.

Fordi denne opdagelse blev realiseret, bruger folk den i hverdagen:

• Elkedel med skivevarmer til opvarmning af vand;
• Multikoger ovn;
• Induktion kogeplade;
• Mikrobølger (komfur);
• Varmeapparat;
• Varmesøjle.

Åbningen bruges også til en ekstruder (ikke mekanisk). Tidligere blev det meget brugt i metallurgi og andre industrier relateret til metalforarbejdning. En fabriksfremstillet induktionskedel fungerer efter princippet om virkningen af ​​hvirvelstrømme på en speciel kerne placeret i den indre del af spolen. Foucault hvirvelstrømme er overfladiske, så det er bedre at tage et hult metalrør som en kerne, hvorigennem kølemiddelelementet passerer.

Forekomsten af ​​elektriske strømme opstår på grund af tilførsel af vekselspænding til viklingen, hvilket forårsager fremkomsten af ​​et vekslende elektrisk magnetfelt, som ændrer potentialer 50 gange/sek. ved en standard industriel frekvens på 50 Hz.

I dette tilfælde er Ruhmkorff-induktionsspolen designet på en sådan måde, at den kan tilsluttes direkte til en AC-strømforsyning. I produktionen bruges højfrekvente elektriske strømme til sådan opvarmning - op til 1 MHz, så det er ret svært at opnå enhedens drift ved 50 Hz. Tykkelsen af ​​tråden og antallet af viklingsomdrejninger, som apparatet anvender, beregnes separat for hver enhed iht. speciel metode for den nødvendige varmeydelse. En hjemmelavet, kraftfuld enhed skal fungere effektivt, hurtigt opvarme vandet, der strømmer gennem røret og ikke opvarmes.

Organisationer investerer derfor seriøse midler i udvikling og implementering af sådanne produkter:

• Alle problemer er løst med succes;
• Effektivitet varmeapparat har 98%;
• Fungerer uden afbrydelse.

Ud over den højeste effektivitet kan man ikke undgå at blive tiltrukket af den hastighed, hvormed mediet, der passerer gennem kernen, opvarmes. I fig. Et diagram over funktionen af ​​en induktionsvandvarmer oprettet på anlægget foreslås. En sådan ordning har en enhed af mærket "VIN", som produceres af Izhevsk-fabrikken.

Hvor længe enheden vil fungere, afhænger udelukkende af, hvor forseglet huset er, og hvordan isoleringen af ​​trådsvingene ikke er beskadiget, og dette er en ganske betydelig periode, ifølge producenten - op til 30 år.

For alle disse fordele, som enheden 100% har, skal du bruge en masse penge; en induktionsmagnetisk vandvarmer er den dyreste af alle typer varmeinstallationer. Derfor foretrækker mange håndværkere selv at samle en ultraøkonomisk varmeenhed.

Regler for selv at lave udstyr

For at induktionsvarmeinstallationen skal fungere korrekt, skal strømmen for et sådant produkt svare til effekten (den skal være mindst 15 ampere, hvis det kræves, mere).

• Tråden skal skæres i stykker, der ikke er større end fem centimeter. Dette er nødvendigt for effektiv opvarmning i et højfrekvent felt.
• Kroppen må ikke være mindre i diameter end den forberedte ledning og have tykke vægge.
• Til fastgørelse til varmenetværket er en speciel adapter fastgjort til den ene side af strukturen.
• Et net skal placeres i bunden af ​​røret for at forhindre ledningen i at falde ud.
• Sidstnævnte er nødvendig i en sådan mængde, at det fylder hele det indre rum.
• Strukturen er lukket, og adapteren er installeret.
• Derefter konstrueres en spole af dette rør. For at gøre dette skal du pakke det med allerede forberedt ledning. Antallet af omdrejninger skal overholdes: minimum 80, maksimum 90.
• Efter tilslutning til varmesystemet hældes vand i enheden. Spolen er forbundet til den forberedte inverter.
• Der er installeret en vandforsyningspumpe.
• Der er installeret en temperaturregulator.

Beregningen af ​​induktionsopvarmning vil således afhænge af følgende parametre: længde, diameter, temperatur og behandlingstid

Vær opmærksom på induktansen af ​​busserne, der fører til induktoren, som kan være meget større end selve induktoren.

Høj præcision induktionsopvarmning

Denne opvarmning har det enkleste princip, da den er berøringsfri. Højfrekvent pulsopvarmning gør det muligt at opnå det højeste temperatur regime, hvor det er muligt at bearbejde de metaller, der er sværest at smelte. For at udføre induktionsopvarmning skal du oprette den nødvendige spænding på 12V (volt) og induktansfrekvens i elektromagnetiske felter.

Dette kan gøres i en speciel enhed - en induktor. Den drives af elektricitet fra en industriel strømforsyning ved 50 Hz.

Det er muligt at bruge individuelle strømforsyninger til dette – omformere/generatorer. Den enkleste enhed til en lavfrekvent enhed er en spiral (isoleret leder), som kan placeres i indersiden af ​​et metalrør eller vikles rundt om det. De strømmende strømme opvarmer røret, som efterfølgende leverer varme til beboelsesrummet.

Brugen af ​​induktionsopvarmning ved minimumsfrekvenser er ikke almindelig. Den mest almindelige behandling af metaller er ved højere eller mellemfrekvenser. Sådanne enheder er kendetegnet ved, at den magnetiske bølge bevæger sig til overfladen, hvor den dæmpes. Energien omdannes til varme. For den bedste effekt skal begge komponenter have ens form. Hvor påføres varme?

I dag er brugen af ​​højfrekvent opvarmning udbredt:

• Til smeltning og lodning af metaller ved hjælp af en berøringsfri metode;
• Maskinindustrien;
• Smykker;
• Oprettelse af små elementer (brætter), der kan blive beskadiget ved brug af andre teknikker;
• Hærdning af overflader af dele af forskellige konfigurationer;
• Varmebehandling af dele;
• Medicinsk praksis (desinfektion af apparater/instrumenter).

Opvarmning kan løse mange problemer.

Hvad er induktionsvarme

Princippet som en induktionsvandvarmer fungerer efter.

Arbejder induktionsanordning på den energi, der genereres af det elektromagnetiske felt. Det absorberes af varmebæreren og giver det derefter til lokalerne:

1. En induktor skaber et elektromagnetisk felt i sådan en vandvarmer. Dette er en flerdrejet trådspole med cylindrisk form.
2. En vekselstrøm rundt om spolen genererer et magnetfelt, der strømmer gennem den.
3. Dens linjer er placeret vinkelret på den elektromagnetiske fluxvektor. Når de flyttes, genskaber de en lukket cirkel.
4. Hvirvelstrømmene skabt af vekselstrøm omdanner elektrisk energi til varme.

Termisk energi under induktionsopvarmning bruges sparsomt og med en lav opvarmningshastighed. Takket være dette bringer induktionsanordningen vandet til varmesystemet op på en høj temperatur på kort tid.

Funktioner af enheden

Den elektriske strøm er forbundet til primærviklingen.

Induktionsopvarmning udføres ved hjælp af en transformer. Den består af et par viklinger:

• ekstern (primær);
• kortsluttet intern (sekundær).

Hvirvelstrømme opstår i den dybe del af transformatoren. De omdirigerer det fremkommende elektromagnetiske felt til det sekundære kredsløb. Det fungerer samtidig som et hus og fungerer som et varmeelement til vand.

Med en stigning i tætheden af ​​hvirvelstrømme rettet mod kernen, opvarmes det først selv, derefter hele det termiske element.

For at tilføre koldt vand og fjerne den forberedte kølevæske i varmesystemet er induktionsvarmeren udstyret med et par rør:

1. Den nederste er installeret på indløbsdelen af ​​vandforsyningssystemet.
2. Det øverste rør går til varmesystemets forsyningssektion.

Hvilke elementer består enheden af, og hvordan fungerer den?

En induktionsvandvarmer består af følgende strukturelle elementer:

Foto	Strukturel enhed
	Induktor. Den består af mange vindinger af kobbertråd. Det er i dem, at det elektromagnetiske felt genereres.
	Et varmeelement. Dette er et metalrør eller stykker ståltråd placeret inde i induktoren.
	Generator. Det omdanner husholdningselektricitet til højfrekvent elektrisk strøm. Rollen som en generator kan spilles af en inverter fra en svejsemaskine.

Diagram over drift af et varmesystem med en induktionsvandvarmer.

Når alle komponenter i enheden interagerer, genereres termisk energi og overføres til vand. Driftsdiagrammet for enheden er som følger:

1. Generatoren producerer højfrekvent elektrisk strøm. Den sender det derefter til induktionsspolen.
2. Den modtager strømmen og omdanner den til et elektrisk magnetfelt.
3. Varmelegemet placeret inde i spolen opvarmes fra virkningen af ​​hvirvelstrømme, der opstår på grund af en ændring i magnetfeltvektoren.
4. Vandet, der cirkulerer inde i elementet, opvarmes af det. Derefter kommer den ind i varmesystemet.

Fordele og ulemper ved induktionsopvarmningsmetoden

Enheden er kompakt og fylder lidt.

Induktionsvarmer er udstyret med sådanne fordele:

• højt effektivitetsniveau;
• kræver ikke hyppig vedligeholdelse;
• de optager lidt ledig plads;
• på grund af vibrationer i magnetfeltet sætter skalaen sig ikke inde i dem;
• enhederne er lydløse;
• de er sikre;
• på grund af husets tæthed er der ingen lækager;
• Driften af ​​varmeren er fuldautomatisk;
• enheden er miljøvenlig, afgiver ikke sod eller sod carbonmonoxid etc.

Billedet viser en induktionskedel til vandopvarmning fra fabrikken.

Den største ulempe ved enheden er de høje omkostninger ved dens fabriksmodeller..

Denne ulempe kan dog afbødes, hvis du samler en induktionsvarmer med dine egne hænder. Enheden er samlet af let tilgængelige elementer, deres pris er lav.

Fordele ved at bruge alle typer induktionsvarmer

En induktionsvarmer har utvivlsomme fordele og er førende blandt alle typer enheder. Denne fordel er som følger:

• Det bruger mindre strøm og forurener ikke det omgivende rum.
• Let at bruge, det giver arbejde af høj kvalitet og giver dig mulighed for at kontrollere processen.
• Opvarmning gennem kammerets vægge sikrer særlig renhed og evnen til at opnå ultra-rene legeringer, mens smeltning kan udføres i forskellige atmosfærer, herunder inerte gasser og vakuum.
• Med dens hjælp er det muligt ensartet at opvarme dele af enhver form eller selektiv opvarmning
• Endelig er induktionsvarmere universelle, hvilket gør det muligt at bruge dem overalt, og fortrænger forældede energikrævende og ineffektive installationer.

At lave en induktionsvarmer med mine egne hænder, skal du bekymre dig om enhedens sikkerhed. For at gøre dette skal du følge følgende regler, der øger pålideligheden af ​​det overordnede system:

1. En sikkerhedsventil skal indsættes i det øverste T-stykke for at aflaste overtryk. Ellers hvis det mislykkes cirkulationspumpe kernen vil simpelthen briste under påvirkning af damp. Som regel sørger kredsløbet for en simpel induktionsvarmer for sådanne øjeblikke.
2. Inverteren er kun forbundet til netværket via en RCD. Denne enhed fungerer i kritiske situationer og hjælper med at undgå kortslutninger.
3. Svejseomformeren skal jordes ved at føre kablet til et specielt metalkredsløb monteret i jorden bag konstruktionens vægge.
4. Induktionsvarmelegemet skal placeres i en højde på 80 cm over gulvniveau. Desuden skal afstanden til loftet være mindst 70 cm, og til andre møbler - mere end 30 cm.
5. En induktionsvarmer producerer et meget stærkt elektromagnetisk felt, så en sådan installation bør holdes væk fra beboelsesrum og indhegninger med kæledyr.

Induktionsvarmerkredsløb

Takket være opdagelsen af ​​fænomenet elektromagnetisk induktion af M. Faraday i 1831, er der opstået mange enheder, der opvarmer vand og andre medier i vores moderne liv. Hver dag bruger vi en elkedel med en diskvarmer, en multikoger og en induktionskomfur, da det først var i vores tid, vi var i stand til at realisere denne opdagelse til daglig brug. Tidligere blev det brugt i den metallurgiske og andre metalbearbejdningsindustri.

En fabriksinduktionskedel bruger i sin drift princippet om virkningen af ​​hvirvelstrømme på en metalkerne placeret inde i spolen. Foucault hvirvelstrømme er af overfladekarakter, så det giver mening at bruge et hult metalrør som en kerne, hvorigennem et opvarmet kølemiddel strømmer.

Funktionsprincip for en induktionsvarmer

Forekomsten af ​​strømme skyldes forsyningen af ​​vekselspænding til viklingen, hvilket forårsager fremkomsten af ​​et vekslende elektromagnetisk felt, der ændrer potentialer 50 gange i sekundet ved en normal industriel frekvens på 50 Hz. I dette tilfælde er induktionsspolen designet på en sådan måde, at den kan tilsluttes vekselstrømsnettet direkte. I industrien bruges højfrekvente strømme til sådan opvarmning - op til 1 MHz, så det er ret svært at opnå drift af enheden ved en frekvens på 50 Hz.

Tykkelsen af ​​kobbertråden og antallet af omdrejninger af viklingen, der bruges af induktionsvandvarmere, beregnes separat for hver enhed ved hjælp af en speciel metode til den nødvendige termiske effekt. Produktet skal fungere effektivt, hurtigt opvarme vandet, der strømmer gennem røret, og ikke overophedes. Virksomheder investerer mange penge i udvikling og implementering af sådanne produkter, så alle problemer er løst med succes, og varmerens effektivitet er 98%.

Ud over høj effektivitet er det særligt attraktive den hastighed, hvormed mediet, der strømmer gennem kernen, opvarmes. Figuren viser et diagram over driften af ​​en induktionsvarmer fremstillet på en fabrik. Denne ordning bruges i enheder af det velkendte varemærke"VIN", produceret af Izhevsk-fabrikken.

Opvarmningsdiagram

Varmegeneratorens levetid afhænger kun af husets tæthed og integriteten af ​​isoleringen af ​​ledningssvingene, og dette viser sig at være en ret lang periode; fabrikanter erklærer op til 30 år. For alle disse fordele, som disse enheder faktisk har, skal du betale en masse penge; en induktionsvandvarmer er den dyreste af alle typer elektriske varmeinstallationer. Af denne grund tog nogle håndværkere produktionen op hjemmelavet enhed for at bruge det til opvarmning af huset.

DIY proces

Følgende værktøjer vil være nyttige til jobbet:

• svejsning inverter;
• svejsning genererer strøm fra 15 ampere.

Du skal også bruge kobbertråd, som er viklet rundt om kernelegemet. Enheden vil fungere som en induktor. Ledningskontakterne er forbundet til inverterterminalerne, så der ikke dannes snoninger. Det stykke materiale, der er nødvendigt for at samle kernen, skal have den nødvendige længde. I gennemsnit er antallet af omdrejninger 50, tråddiameteren er 3 millimeter.

Kobbertråd med forskellige diametre til vikling

Lad os nu gå videre til kernen. Hans rolle bliver polymer rør lavet af polyethylen. Denne type plast kan modstå ret høje temperaturer. Kernediameteren er 50 millimeter, vægtykkelsen er mindst 3 mm. Denne del bruges som en måler, hvorpå kobbertråd er viklet og danner en induktor. Næsten alle kan samle en simpel induktionsvandvarmer.

I videoen vil du se en måde at uafhængigt organisere induktionsopvarmning af vand til opvarmning:

Første mulighed

Tråden skæres i 50 mm sektioner, og et plastrør fyldes med den. For at forhindre det i at spilde ud af røret, skal enderne forsegles trådnet. Adaptere fra røret er placeret i enderne, på det sted, hvor varmeren er tilsluttet.

En vikling er viklet på kroppen af ​​sidstnævnte med kobbertråd. Til dette formål har du brug for cirka 17 meter ledning: du skal lave 90 drejninger, rørdiameteren er 60 millimeter. 3,14×60×90=17 m.

Det er vigtigt at vide! Når du kontrollerer enhedens funktion, skal du omhyggeligt sikre dig, at der er vand (kølevæske) i den. Ellers vil enhedens krop hurtigt smelte.
. Rør styrter ned i rørledning

Varmelegemet er forbundet til inverteren. Det eneste, der er tilbage, er at fylde enheden med vand og tænde den. Alt er klar!

Røret styrter ind i rørledningen. Varmelegemet er forbundet til inverteren. Det eneste, der er tilbage, er at fylde enheden med vand og tænde den. Alt er klar!

Anden mulighed

Denne mulighed er meget enklere. En lige meterstørrelse vælges på den lodrette del af røret. Det skal rengøres grundigt for maling med sandpapir. Dernæst er denne sektion af røret dækket med tre lag elektrisk stof. En induktionsspole er viklet med kobbertråd. Hele tilslutningssystemet er godt isoleret. Nu kan du tilslutte svejseomformeren, og monteringsprocessen er fuldstændig afsluttet.

Induktionsspole omviklet med kobbertråd

Før du begynder at lave en vandvarmer med dine egne hænder, er det tilrådeligt at gøre dig bekendt med egenskaberne ved fabriksprodukter og studere deres tegninger. Dette vil hjælpe dig med at forstå kildedataene hjemmelavet udstyr og undgå mulige fejl.

Tredje mulighed

For at gøre varmeren dette mere på en kompliceret måde, skal du bruge svejsning. Du skal også bruge en trefaset transformer til drift. To rør skal svejses ind i hinanden, som vil fungere som varmelegeme og kerne. En vikling er skruet på induktorens krop. Dette øger ydeevnen af ​​enheden, som har en kompakt størrelse, som er meget praktisk at bruge derhjemme.

Opvikling på induktorhuset

For at tilføre og dræne vand er 2 rør svejset ind i induktionsenhedens krop. For ikke at miste varme og forhindre mulige strømlækager, skal du lave isolering. Det vil eliminere de ovenfor beskrevne problemer og helt eliminere støj, når kedlen er i drift.

Afhængigt af designegenskaberne skelnes der mellem gulvstående og bordplade induktionsovne. Uanset hvilken mulighed der blev valgt, er der flere grundlæggende regler for installation:

1. Når udstyret er i drift, bliver strømforsyningen høj belastning. For at eliminere muligheden for kortslutning på grund af isolationsslid skal jording af høj kvalitet udføres under installationen.
2. Designet har et vandkølekredsløb, som eliminerer muligheden for overophedning af hovedelementerne. Derfor er det nødvendigt at sikre pålidelig vandstigning.
3. Hvis du installerer en bordplade, skal du være opmærksom på stabiliteten af ​​den anvendte base.
4. En ovn til smeltning af metal er en kompleks elektrisk enhed, når du installerer, skal du følge alle producentens anbefalinger. Særlig opmærksomhed er givet til strømkildens parametre, som skal svare til enhedens model.
5. Glem ikke, at der skal være ret meget ledig plads omkring ovnen. Under drift kan selv en lille smelte i volumen og masse ved et uheld sprøjte ud af formen. Ved temperaturer over 1000 grader Celsius vil det forårsage uoprettelig skade på forskellige materialer og kan også forårsage brand.

Enheden kan blive meget varm under drift. Derfor bør der ikke være brændbare eller eksplosive stoffer i nærheden. Derudover ifølge teknologi brandsikkerhed tæt bør der skal monteres brandskærm.

Sikkerhedsbestemmelser

For varmeanlæg, der anvender induktionsvarme, er det vigtigt at følge flere regler for at undgå utætheder, effektivitetstab, energiforbrug og ulykker. . Induktionsvarmesystemer kræver en sikkerhedsventil for at frigive vand og damp, hvis pumpen svigter.


For at forhindre strømsvigt anbefales det at tilslutte kedlen med induktionsopvarmning, fremstillet i hånden i henhold til de foreslåede diagrammer, til en separat forsyningsledning, hvis kabeltværsnit vil være mindst 5 mm2

Konventionelle ledninger er muligvis ikke i stand til at håndtere det nødvendige strømforbrug.

1. Induktionsvarmesystemer kræver en sikkerhedsventil for at frigive vand og damp, hvis pumpen svigter.
2. En trykmåler og en RCD er påkrævet for sikker drift af et varmesystem, der er samlet af dig selv.
3. At have hele induktionsvarmesystemet jordet og elektrisk isoleret vil forhindre elektrisk stød.
4. For at undgå de skadelige virkninger af det elektromagnetiske felt på den menneskelige krop er det bedre at flytte sådanne systemer uden for boligområdet, hvor installationsregler skal følges, ifølge hvilke induktionsvarmeanordningen skal placeres i en afstand af 80 cm fra vandret (gulv og loft) og 30 cm fra lodrette flader.
5. Før du tænder for systemet, skal du sørge for at kontrollere tilstedeværelsen af ​​kølevæske.
6. For at forhindre fejl i driften af ​​det elektriske netværk anbefales det at tilslutte en kedel med induktionsopvarmning, lavet i hånden i henhold til de foreslåede skemaer, til en separat forsyningsledning, hvis kabeltværsnit vil være mindst 5 mm2 . Konventionelle ledninger er muligvis ikke i stand til at håndtere det nødvendige strømforbrug.

Oprettelse af sofistikerede enheder

At lave en HDTV-varmeinstallation med egne hænder er vanskeligere, men radioamatører kan gøre det, fordi for at samle det skal du bruge et multivibratorkredsløb. Funktionsprincippet er ens - hvirvelstrømme, der opstår fra samspillet mellem metalfyldstoffet i midten af ​​spolen og dets eget højmagnetiske felt opvarmer overfladen.

Design af HDTV installationer

Da selv små spoler producerer en strøm på omkring 100 A, skal der forbindes en resonanskapacitet med dem for at afbalancere induktionstrækket. Der er 2 typer arbejdskredsløb til opvarmning af HDTV ved 12 V:

• tilsluttet lysnettet.

• målrettede elektriske;
• tilsluttet lysnettet.

I det første tilfælde kan en mini HDTV-installation samles på en time. Selv i mangel af et 220 V-netværk kan du bruge en sådan generator overalt, så længe du har bilbatterier som strømkilder. Naturligvis er den ikke kraftig nok til at smelte metal, men den kan nå de høje temperaturer, der er nødvendige for små opgaver, såsom opvarmning af knive og skruetrækkere til af blå farve. For at oprette det skal du købe:

• felteffekttransistorer BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• bilbatteri fra 70 A/t;
• højspændingskondensatorer.

Strømmen på 11 A-strømforsyningen falder til 6 A under opvarmning på grund af metalmodstand, men behovet for tykke ledninger, der kan modstå en strøm på 11-12 A, forbliver for at undgå overophedning.

Det andet kredsløb til en induktionsvarmeinstallation i et plastikhus er mere komplekst baseret på IR2153-driveren, men det er mere praktisk at bruge det til at bygge en resonans på 100k gennem regulatoren. Kredsløbet skal styres via en netværksadapter med en spænding på 12 V eller mere Strømsektionen kan tilsluttes direkte til hovednettet på 220 V ved hjælp af en diodebro. Resonansfrekvensen er 30 kHz. Følgende elementer vil være påkrævet:

• 10 mm ferritkerne og 20 vindinger induktor;
• kobberrør som en HDTV-spole på 25 vindinger på en 5-8 cm dorn;
• kondensatorer 250V.

Vortex varmeapparater

En mere kraftfuld installation i stand til at varme bolte op til gul farve, kan samles efter et simpelt skema. Men under drift vil varmeproduktionen være ret stor, så det anbefales at installere radiatorer på transistorer. Du skal også bruge en choker, som du kan låne fra strømforsyningen på enhver computer, og følgende hjælpematerialer:

• stål ferromagnetisk tråd;
• kobbertråd 1,5 mm;
• felteffekttransistorer og dioder til omvendt spænding fra 500 V;
• Zener-dioder med en effekt på 2-3 W, vurderet til 15 V;
• simple modstande.

Afhængigt af det ønskede resultat varierer viklingen af ​​ledningen på en kobberbase fra 10 til 30 omdrejninger. Dernæst kommer samlingen af ​​kredsløbet og forberedelsen af ​​varmelegemets basisspole fra cirka 7 vindinger af 1,5 mm kobbertråd. Det er forbundet til kredsløbet og derefter til elektricitet.

Håndværkere, der er fortrolige med svejsning og betjening af en trefaset transformer, kan yderligere øge effektiviteten af ​​enheden og samtidig reducere vægt og størrelse. For at gøre dette skal du svejse bunden af ​​to rør, som både vil tjene som en kerne og en varmelegeme, og svejse to rør ind i huset efter viklingen for at tilføre og fjerne kølevæske.

Fordele og ulemper

Efter at have forstået driftsprincippet for en induktionsvarmer, kan du overveje dets positive og negative aspekter. I betragtning af den høje popularitet af varmegeneratorer af denne type, kan det antages, at det har meget flere fordele end ulemper. Blandt de væsentligste fordele er:

• Enkelt design.
• Høj effektivitetsgrad.
• Lang levetid.
• Lille risiko for beskadigelse af enheden.
• Betydelige energibesparelser.

Da ydelsesindikatoren for en induktionskedel er i et bredt område, kan du nemt vælge en enhed til et specifikt bygningsvarmesystem. Disse enheder er i stand til hurtigt at opvarme kølevæsken til en given temperatur, hvilket gjorde dem til en værdig konkurrent til traditionelle kedler.

Under drift af induktionsvarmeren observeres en lille vibration, på grund af hvilken skalaen rystes af rørene. Som et resultat kan enheden rengøres sjældnere. Da kølevæsken er i konstant kontakt med varmeelementet, er risikoen for dens fejl relativt lille.

Del 1. DIY INDUKTIONSKEDEL - det er nemt. Apparat til induktionskogeplade.

Hvis der ikke blev lavet fejl under installationen af ​​induktionskedlen, er lækager praktisk talt udelukket. Dette skyldes den kontaktløse overførsel af varmeenergi til varmelegemet. Bruger induktionsvandvarmeteknologi giver dig mulighed for at bringe det næsten til en gasformig tilstand. På denne måde opnås en effektiv bevægelse af vand gennem rørene, og i nogle situationer er det endda muligt at undvære brugen af ​​cirkulationspumpeenheder.

Desværre findes ideelle enheder ikke i dag. Sammen med en lang række fordele har induktionsvarmer også en række ulemper. Da enheden kræver elektricitet for at fungere, vil den ikke være i stand til at fungere med maksimal effektivitet i områder med hyppige strømafbrydelser. Når kølevæsken overophedes, stiger trykket i systemet kraftigt, og rørene kan briste. For at undgå dette skal induktionsvarmeren være udstyret med en nødstopanordning.

DIY induktionsvarmer

Arbejdsprincip for induktionsopvarmning

En induktionsvarmer bruger energien fra et elektromagnetisk felt, som den opvarmede genstand absorberer og omdanner til varme. For at generere et magnetfelt bruges en induktor, det vil sige en flerdrejet cylindrisk spole. Ved at passere gennem denne induktor skaber en elektrisk vekselstrøm et vekslende magnetfelt omkring spolen.

En hjemmelavet invertervarmer giver dig mulighed for at opvarme hurtigt og til meget høje temperaturer. Ved hjælp af sådanne enheder kan du ikke kun opvarme vand, men endda smelte forskellige metaller

Hvis en opvarmet genstand placeres inde i eller i nærheden af ​​induktoren, vil den blive gennemtrængt af fluxen af ​​den magnetiske induktionsvektor, som konstant ændrer sig over tid. I dette tilfælde opstår et elektrisk felt, hvis linjer er vinkelrette på retningen af ​​den magnetiske flux og bevæger sig i en lukket cirkel. Takket være disse hvirvelstrømme Elektrisk energi omdannes til varme og genstanden varmes op.

Således overføres induktorens elektriske energi til objektet uden brug af kontakter, som det sker i modstandsovne. Som et resultat bruges termisk energi mere effektivt, og opvarmningshastigheden øges mærkbart. Dette princip er meget udbredt inden for metalbearbejdning: smeltning, smedning, lodning, overfladebehandling osv. Med ikke mindre succes kan en vortex-induktionsvarmer bruges til at opvarme vand.

Højfrekvente induktionsvarmer

Det bredeste anvendelsesområde er højfrekvente induktionsvarmer. Varmerne er kendetegnet ved en høj frekvens på 30-100 kHz og et bredt effektområde på 15-160 kW. Den højfrekvente type giver lav opvarmning, men dette er nok til at forbedre Kemiske egenskaber metal

Højfrekvente induktionsvarmer er nemme at betjene og økonomiske, og deres effektivitet kan nå op på 95%. Alle typer fungerer kontinuerligt i lang tid, og to-blok-versionen (når højfrekvenstransformeren er placeret i en separat blok) tillader drift døgnet rundt. Varmeren har 28 typer beskyttelse, som hver er ansvarlig for sin egen funktion. Eksempel: overvågning af vandtryk i et kølesystem.

• Induktionsvarmer 60 kW Perm
• Induktionsvarmer 65 kW Novosibirsk
• Induktionsvarmer 60 kW Krasnoyarsk
• Induktionsvarmer 60 kW Kaluga
• Induktionsvarmer 100 kW Novosibirsk
• Induktionsvarmer 120 kW Ekaterinburg
• Induktionsvarmer 160 kW Samara

Ansøgning:

• overfladehærdning af gear
• hærdning af aksler
• hærdning af kranhjul
• opvarmning af dele før bøjning
• lodning af fræsere, fræsere, bor
• opvarmning af emnet under varmstempling
• landingsbolte
• svejsning og belægning af metaller
• restaurering af dele.

En husholdningsinduktionsovn kan nemt opvarme dit hjem. I industrien bruges disse enheder til smeltning af forskellige metaller. Derudover kan de deltage i varmebehandlingen af ​​dele, såvel som deres hærdning. Den største fordel ved en induktionsovn er dens brugervenlighed. Derudover er de nemme at vedligeholde og kræver ikke periodiske eftersyn, hvilket er meget vigtigt.

Der er absolut ingen grund til at tildele et separat rum til at installere denne enhed. Ydeevnen af ​​disse enheder er meget god. Det skyldes i høj grad, at designet ikke indeholder dele, der er udsat for mekanisk slid. Generelt er induktionsovne sikre for menneskers sundhed og udgør ingen fare under drift.

Hvordan det virker?

Driften af ​​en induktionsovn begynder med tilførsel af vekselstrøm til generatoren. Samtidig passerer den gennem en speciel induktor, som er placeret inde i strukturen. Dernæst bruger enheden en kondensator. Dens hovedopgave er dannelsen af ​​et oscillerende kredsløb. I dette tilfælde er hele systemet indstillet til driftsfrekvensen. Induktoren i ovnen skaber et vekslende magnetfelt. På dette tidspunkt stiger spændingen i enheden til 200 V.

For at lukke kredsløbet har systemet en ferromagnetisk kerne, men den er ikke installeret i alle modeller. Efterfølgende interagerer magnetfeltet med emnet og skaber en kraftig flux. Dernæst induceres det elektrisk ledende element, og der opstår en sekundær spænding. I dette tilfælde dannes en hvirvelstrøm i kondensatoren. Ifølge Joule-Lenz-loven giver den sin energi til induktoren. Som et resultat opvarmes emnet i ovnen.

Hjemmelavede induktionsovne

En gør-det-selv induktionsovn er lavet strengt i henhold til tegningerne i overensstemmelse med sikkerhedsreglerne. Enhedens krop skal vælges fra aluminiumslegering. En stor platform skal være tilvejebragt i toppen af ​​strukturen. Dens tykkelse skal være mindst 10 mm. En stålskabelon bruges oftest til at fylde diglen. For at dræne det smeltede metal skal du bruge et foringshulrum i form af en tud. I dette tilfælde skal strukturen have et polstringsområde.

Til sektioner monteres et isolerende stativ over skabelonen. Lige under den vil der være en hængslet støtte. For at kunne afkøle induktoren skal ovnen have en fitting. Spænding tilføres apparatet gennem broen, som er placeret i bunden af ​​apparatet. For at vippe beholderen skal en selvfremstillet induktionsovn have en separat gearkasse. I dette tilfælde er det bedst at lave et håndtag, så du kan dræne metallet manuelt.

Termolit-virksomhedens ovne

Induktionsovne til metalsmeltning af dette mærke har acceptabel konvertereffekt. Kapaciteten på kameraerne i modellerne kan dog variere meget. Den gennemsnitlige metalsmeltehastighed er 0,4 t/t. I dette tilfælde svinger forsyningsnettets nominelle spænding omkring 0,3 V. Vandforbruget i en induktionsovn afhænger af kølesystemet. Typisk er denne parameter 10 kubikmeter/time. Samtidig er det specifikke energiforbrug ret højt.

Karakteristika for Termolit TM1 ovnen

Denne smelteovn (induktion) har en samlet kapacitet på 0,03 tons. I dette tilfælde er konvertereffekten kun 50 kW, og gennemsnitshastighed smeltning - 0,04 tons i timen. Forsyningsspændingen skal være mindst 0,38 V. Vandforbruget til køling i denne model er ubetydeligt. Dette skyldes i høj grad enhedens lave effekt.

En af ulemperne er det høje energiforbrug. I gennemsnit bruger ovnen cirka 650 kW pr. driftstime. Frekvensomformeren i denne model er af TFC-50-klassen. Generelt er Termolit TM1 et økonomisk udstyr, men med dårlig ydeevne.

Induktionsovn "TG-2"

Induktionssmelteovne i "TG"-serien produceres med en kammerkapacitet på 0,6 tons. Enhedens nominelle effekt er 100 kW. Desuden er det i en times kontinuerlig drift muligt at smelte 0,16 tons ikke-jernholdige metaller. Denne model får strøm fra et netværk med en spænding på 0,3 V.

Vandforbruget i induktionsovnen "TG-2" er ret betydeligt, og der forbruges i gennemsnit op til 10 kubikmeter væske pr. driftstime. Alt dette skyldes behovet for intensiv køling af gearkassen. Den positive side er moderat energiforbrug. Typisk forbruges der op til 530 kW el pr. driftstime. Frekvensomformeren i TG-2 modellen er installeret i TFC-100 klassen.

Ovne "Thermo Pro"

De vigtigste modifikationer af udstyr fra dette firma er induktionssmelteovne "SAT 05", "SAK-1" og "SOT 05". Deres gennemsnitlige nominelle smeltepunkt er 900 grader. Samtidig svinger apparaternes effekt omkring 150 kW. Derudover skal deres gode præstationer bemærkes. På en times arbejde kan ikke-jernholdige metaller smeltes 80 kg. Samtidig er mange Thermo Pro-modeller fremstillet til meget målrettet brug. Nogle er udelukkende designet til at arbejde med aluminium, mens andre er designet til at smelte bly eller tin.

Ændring "SAT 05"

Denne induktionsovn er designet til at smelte aluminium. Effekten af ​​denne enhed er præcis 20 kW. Samtidig kan der føres op til 20 kg metal igennem pr. driftstime. Kammerkapaciteten i modellen "SAT 05" er 50 kg, og frekvensomformeren er af klassen "TFC".

Batterierne i enheden er af kondensatortypen. Producenten installerede et specielt vandkølet kabel i den nederste del af strukturen. Denne model har et kontrolpanel. Det er blandt andet værd at bemærke det store sæt SAT 05 komfur. Det inkluderer alt installationstilbehør samt driftsdokumenter.

Parametre for SAK-1 ovnen

Denne induktionsovn bruges oftest til smeltning af bly såvel som tin. I nogle tilfælde er det tilladt at bruge kobber, men produktiviteten falder markant. Den gennemsnitlige smeltetemperatur svinger omkring 1000 grader, denne enhed har en effekt på 250 kW. På en times kontinuerlig drift er det muligt at passere op til 400 kg ikke-jernholdige metaller. Samtidig tillader udstyrets kapacitet at læsse op til 1000 kg materiale. Forsyningsspændingen er 0,3 kV.

Vandforbruget til køling af SAK-1 modellen er ubetydeligt. Ovnen forbruger cirka 10 kubikmeter væske i timen. Det specifikke elforbrug er ligeledes lille og udgør 530 kW. Frekvensomformeren i dette design er af mærket TPCH-400. Generelt viste SAK-1-modellen sig at være økonomisk og nem at bruge.

Gennemgang af modellen "SAK 05"

Induktionsovne til metalsmeltning "SAK 05" er kendetegnet ved en stor kapacitet - 0,5 tons. Samtidig er forsyningsomformerens effekt 400 kW. Driftssmeltehastigheden i denne ovn er ret høj. Enhedens nominelle spænding er 0,3 kV. I løbet af en times drift forbruges cirka 11 kubikmeter vand til at afkøle systemet. Det skal også bemærkes, at elforbruget er betydeligt og udgør 530 kW. Frekvensomformeren i enheden er af TFC-400-klassen. Samtidig er den i stand til at øge den maksimale temperatur til 800 grader. Induktionsovnen "SAK 05" er udelukkende beregnet til smeltning af aluminium og bronze. Varmevekslerskabet blev installeret af producenten af ​​mærket "IM". En anden ting, der er værd at bemærke, er den praktiske fjernbetjening. Der er alarmanlæg og hydraulikstation i anlægget.

Standardsættet indeholder blandt andet et sæt turbodæk og monteringstilbehør. Generelt viste "SAK 05"-modellen sig at være ret beskyttet, og du kan bruge den uden risiko for helbredet. Dette blev i høj grad opnået gennem stænger, der er monteret på hydrauliske cylindre. I dette tilfælde sprøjter metallet praktisk talt ikke. Direkte frekvensjustering under drift sker i automatisk tilstand. Kondensatorer bruges i denne mellemspændingsmodel.

I dag er induktionsovne meget udbredt i metalsmeltningsprocessen. Den strøm, der produceres i induktorens område, bidrager til opvarmningen af ​​stoffet, og denne funktion ved sådanne enheder er ikke kun grundlæggende, men også den vigtigste. Forarbejdning får stoffet til at gennemgå flere transformationer. Det første trin af transformationen er det elektromagnetiske trin, efterfulgt af det elektriske trin og derefter det termiske trin. Temperaturen genereret af ovnen bruges praktisk talt uden rester, så denne løsning er den bedste blandt alle andre. Mange kan være interesserede i et fremstillet komfur. Dernæst vil vi tale om mulighederne for at implementere en sådan løsning.

Typer af ovne til smeltning af metaller

Denne type udstyr kan opdeles i hovedkategorier. Den første har en hjertekanal som sin base, og metallet placeres i sådanne ovne på en ringform rundt om induktoren. Den anden kategori har ikke et sådant element. Denne type kaldes en digel, og metallet er placeret inde i selve induktoren. Det er teknisk umuligt at bruge en lukket kerne i dette tilfælde.

Grundlæggende principper

Smelteovnen fungerer i dette tilfælde på basis af fænomenet magnetisk induktion. Og der er flere komponenter. Induktoren er den vigtigste komponent i denne enhed. Det er en spole, hvis ledere ikke er almindelige ledninger, men kobberrør. Dette krav stilles af selve smelteovnenes design. Strømmen, der passerer gennem induktoren, genererer et magnetfelt, der påvirker diglen, hvori metallet er placeret. I dette tilfælde spiller materialet rollen som en sekundær transformatorvikling, det vil sige, at en strøm passerer gennem det og opvarmer det. Sådan opstår smeltning, selvom du selv laver en induktionsovn. Hvordan bygger man denne type ovn og øger dens effektivitet? Dette er et vigtigt spørgsmål, der har et svar. Brugen af ​​højfrekvente strømme kan øge udstyrets effektivitet betydeligt. Til dette er det hensigtsmæssigt at bruge specielle strømforsyninger.

Funktioner af induktionsovne

Denne type udstyr har visse karakteristiske træk, hvilket er både fordele og ulemper.

Da fordelingen af ​​metallet skal være ensartet, er det resulterende materiale karakteriseret ved en god homogen masse. Denne type ovn fungerer ved at transportere energi gennem zoner, samtidig med at den introducerer funktionen til at fokusere energi. Parametre som kapacitans, driftsfrekvens og foringsmetode er tilgængelige til brug, samt regulering af temperaturen, hvorved metallet smelter, hvilket letter arbejdsprocessen væsentligt. Ovnens eksisterende teknologiske potentiale skaber en høj smeltehastighed; enhederne er miljøvenlige, fuldstændig sikre for mennesker og klar til brug når som helst.

Den mest bemærkelsesværdige ulempe ved sådant udstyr er vanskeligheden ved at rengøre det. Da slaggen opvarmes udelukkende på grund af den varme, metallet genererer, er denne temperatur ikke tilstrækkelig til at sikre dens fulde udnyttelse. Den høje temperaturforskel mellem metallet og slaggen tillader ikke affaldsfjernelsesprocessen at være så enkel som muligt. Som en anden ulempe er det sædvanligt at fremhæve hullet, på grund af hvilket det altid er nødvendigt at reducere tykkelsen af ​​foringen. På grund af sådanne handlinger kan det efter nogen tid blive defekt.

Brug af induktionsovne i industriel skala

I industrien findes oftest digel- og kanalinduktionsovne. I den første udføres smeltning af eventuelle metaller i vilkårlige mængder. Beholdere til metal i sådanne varianter kan rumme op til flere tons metal. Selvfølgelig er det i dette tilfælde umuligt at lave induktionssmelteovne med egne hænder. Kanalovne er designet til smeltning af forskellige typer ikke-jernholdige metaller såvel som støbejern.

Dette emne er ofte af interesse for fans af radiodesign og radioteknologi. Nu er det ved at blive klart, at det er helt muligt at skabe induktionsovne med egne hænder, og mange mennesker har formået at gøre dette. Men for at skabe sådant udstyr er det nødvendigt at implementere handlingen elektrisk diagram, som ville indeholde de foreskrevne handlinger af selve ovnen. Sådanne løsninger kræver inddragelse af dem, der er i stand til at frembringe bølgesvingninger. En simpel gør-det-selv induktionsovn efter kredsløbet kan bygges ved hjælp af fire elektroniske lamper i kombination med én neonlampe, hvilket giver et signal om, at anlægget er klar til drift.

I dette tilfælde er AC-kondensatorhåndtaget ikke placeret inde i apparatet. Takket være dette kan du oprette en induktionsovn med dine egne hænder. Enhedsdiagrammet beskriver i detaljer placeringen af ​​hver individuelt element. Du kan sikre dig, at enheden er kraftig nok ved at bruge en skruetrækker, som skulle nå en rødglødende tilstand på få sekunder.

Ejendommeligheder

Hvis du opretter en induktionsovn med dine egne hænder, hvis driftsprincip og montering er undersøgt og udført i overensstemmelse med det relevante skema, skal du vide, at smeltehastigheden i dette tilfælde kan blive påvirket af en eller flere faktorer anført nedenfor :

Puls frekvens;

Hysteresetab;

Generering af strøm;

Perioden for varmeafgivelse;

Tab forbundet med forekomsten af ​​hvirvelstrømme.

Hvis du planlægger at bygge en induktionsovn med dine egne hænder, skal du, når du bruger lamper, huske, at deres kraft skal fordeles, så fire stykker er nok. Ved brug af ensretter får du et netværk på cirka 220 V.

Husholdningsbrug af komfurer

I hverdagen bruges sådanne enheder ret sjældent, selvom lignende teknologier kan findes i varmesystemer. De kan ses i form af mikrobølgeovne og I miljøet af nye teknologier, har denne udvikling fundet bred anvendelse. For eksempel giver brugen af ​​hvirvelstrømme i induktionskomfurer dig mulighed for at tilberede et stort udvalg af retter. Da de tager meget kort tid at varme op, kan brænderen ikke tændes, hvis der ikke står noget på den. Der kræves dog specielle redskaber for at bruge sådanne specielle og nyttige komfurer.

Byggeproces

Gør-det-selv induktion består af en induktor, som er en solenoide lavet af et vandkølet kobberrør og en digel, som kan være lavet af keramiske materialer, og nogle gange af stål, grafit og andre. I en sådan enhed kan du smelte støbejern, stål, ædle metaller, aluminium, kobber, magnesium. Gør-det-selv induktionsovne er lavet med en digelkapacitet fra et par kilo til flere tons. De kan være vakuum, gasfyldte, åbne og kompressorer. Ovnene drives af høj-, mellem- og lavfrekvente strømme.

Så hvis du er interesseret i at lave din egen induktionsovn, involverer ordningen brugen af ​​følgende hovedkomponenter: et smeltebad og en induktionsenhed, som inkluderer en ildsten, en induktor og en magnetisk kerne. En kanalovn adskiller sig fra en digelovn ved, at elektromagnetisk energi omdannes til termisk energi i varmeafgivelseskanalen, hvori der altid skal være et elektrisk ledende legeme. For at foretage den indledende opstart af en kanalovn hældes smeltet metal i den, eller der indsættes en skabelon lavet af et materiale, der kan rettes i ovnen. Når smeltningen er afsluttet, er metallet ikke helt drænet, men en "sump" er tilbage, beregnet til at fylde varmeafgivelseskanalen til fremtidig opstart. Hvis du skal bygge en induktionsovn med dine egne hænder, så er den aftagelig for at gøre det lettere at udskifte ildstenen til udstyret.

Ovn komponenter

Så hvis du er interesseret i at lave en mini-induktionsovn med dine egne hænder, så er det vigtigt at vide, at dets hovedelement er varmespolen. I tilfælde af en hjemmelavet version er det nok at bruge en induktor lavet af et nøgent kobberrør, hvis diameter er 10 mm. Til induktoren anvendes en indvendig diameter på 80-150 mm, og antallet af vindinger er 8-10. Det er vigtigt, at svingene ikke rører, og afstanden mellem dem er 5-7 mm. Dele af induktoren bør ikke komme i kontakt med dens skærm; minimumsafstanden skal være 50 mm.

Hvis du planlægger at lave en induktionsovn med dine egne hænder, skal du vide, at der i industriel skala bruges vand eller frostvæske til at afkøle induktorerne. I tilfælde af lav effekt og kortvarig drift af den enhed, der oprettes, kan du undvære afkøling. Men under driften bliver induktoren meget varm, og skala på kobber kan ikke kun reducere enhedens effektivitet kraftigt, men også føre til et fuldstændigt tab af dens ydeevne. Det er umuligt at lave en afkølet induktor på egen hånd, så den skal udskiftes regelmæssigt. Du kan ikke bruge tvungen luftkøling, da ventilatorhuset placeret tæt på spolen vil "tiltrække" EMF, hvilket vil føre til overophedning og et fald i ovnens effektivitet.

Generator

Når du samler en induktionsovn med egne hænder, involverer diagrammet brugen af ​​en sådan vigtigt element, som en generator. Du bør ikke prøve at lave et komfur, hvis du ikke kender det grundlæggende i radioelektronik i det mindste på niveau med en semi-faglært radioamatør. Valget af generatorkredsløb bør være sådan, at det ikke producerer et hårdt strømspektrum.

Brug af induktionsovne

Denne type udstyr er meget udbredt i områder som støberier, hvor metallet allerede er renset og skal have en bestemt form. Du kan også få nogle legeringer. De er også blevet udbredt i smykkeproduktion. Det enkle betjeningsprincip og muligheden for at samle en induktionsovn med egne hænder giver dig mulighed for at øge rentabiliteten af ​​dens brug. Til dette område kan enheder med en digelkapacitet på op til 5 kilo bruges. For små produktioner vil denne mulighed være optimal.

Induktionsovne blev opfundet tilbage i 1887. Og inden for tre år dukkede den første industrielle udvikling op, ved hjælp af hvilken forskellige metaller blev smeltet. Jeg vil gerne bemærke, at i disse fjerne år var disse komfurer en nyhed. Sagen er, at den tids videnskabsmænd ikke helt forstod, hvilke processer der foregik i den. I dag fandt vi ud af det. I denne artikel vil vi være interesserede i emnet - gør-det-selv induktionsovn. Hvor enkelt er dets design, er det muligt at samle denne enhed derhjemme?

Funktionsprincip

Du skal begynde at samle ved at forstå princippet om drift og struktur af enheden. Lad os starte med dette. Vær opmærksom på figuren ovenfor, vi vil forstå den ifølge den.

Enheden inkluderer:

• Generator G, som producerer vekselstrøm.
• Kondensator C skaber sammen med spole L et oscillerende kredsløb, som giver installationen høj temperatur.
  

  Opmærksomhed! Nogle designs bruger en såkaldt selvoscillerende generator. Dette gør det muligt at fjerne kondensatoren fra kredsløbet.

• Spolen i det omgivende rum danner et magnetfelt, hvori der er en spænding, angivet i vores figur med bogstavet "H". Selve magnetfeltet eksisterer i det frie rum og kan lukkes gennem en ferromagnetisk kerne.
• Det virker også på ladningen (W), hvori det skaber en magnetisk flux (F). Forresten, i stedet for opladningen kan der installeres en form for blank.
• Den magnetiske flux inducerer en sekundær spænding på 12 V. Men dette sker kun, hvis W er et elektrisk ledende element.
• Hvis det opvarmede emne er stort og solidt, begynder den såkaldte Foucault-strøm at fungere inde i det. Den er af hvirveltypen.
• I dette tilfælde transmitterer hvirvelstrømme termisk energi fra generatoren gennem et magnetfelt og opvarmer derved emnet.

Det elektromagnetiske felt er ret bredt. Og selv den flertrins energiomdannelse, som er til stede i hjemmelavede induktionsovne, har maksimal effektivitet - op til 100%.

Digel ovn

Sorter

Der er to hoveddesign af induktionsovne:

• Kanal.
• Digel.

Vi vil ikke beskrive alle deres særpræg her. Bemærk blot, at kanalmuligheden er et design, der ligner svejsemaskine. Derudover, for at smelte metal i sådanne ovne, var det nødvendigt at efterlade en lille smelte, uden hvilken processen simpelthen ikke ville fungere. Den anden mulighed er en forbedret ordning, der bruger teknologi uden resterende smeltning. Det vil sige, at diglen simpelthen installeres direkte i induktoren.

Hvordan det virker

Hvorfor har du brug for sådan en komfur derhjemme?

Generelt er spørgsmålet ret interessant. Lad os se på denne situation. Der er et ret stort antal sovjetiske elektriske og elektroniske enheder, der brugte guld- eller sølvkontakter. Disse metaller kan fjernes forskellige veje. En af dem er en induktionsovn.

Det vil sige, at du tager kontakterne, sætter dem i en smal og lang digel, som du installerer i induktoren. Efter 15-20 minutter, ved at reducere kraften, afkøle apparatet og knække diglen, får du en stang, i enden af ​​hvilken du finder en guld- eller sølvspids. Klip den af ​​og tag den med til en pantelånerbutik.

Selvom det skal bemærkes, at ved hjælp af denne hjemmelavede enhed kan du udføre forskellige processer med metaller. Du kan for eksempel hærde eller temperere.

Spole med batteri (generator)

Komfur komponenter

I afsnittet Arbejdsprincip har vi allerede nævnt alle dele af en induktionsovn. Og hvis alt er klart med generatoren, så skal induktoren (spolen) sorteres fra. Et kobberrør er velegnet til det. Hvis du samler en enhed med en effekt på 3 kW, skal du bruge et rør med en diameter på 10 mm. Selve spolen er snoet med en diameter på 80-150 mm, med et antal vindinger fra 8 til 10.

Bemærk venligst, at kobberrørets vindinger ikke må røre hinanden. Optimal afstand der er 5-7 mm imellem dem. Selve spolen bør ikke røre skærmen. Afstanden mellem dem er 50 mm.

Typisk har industrielle induktionsovne en køleenhed. Det er umuligt at gøre dette derhjemme. Men for en 3 kW enhed er det ikke farligt at arbejde i op til en halv time. Sandt nok vil der med tiden dannes kobberskala på røret, hvilket reducerer enhedens effektivitet. Så spolen skal skiftes med jævne mellemrum.

Generator

I princippet er det ikke et problem at lave en generator med egne hænder. Men dette er kun muligt, hvis du har tilstrækkelig viden i radioelektronik på niveau med en gennemsnitlig radioamatør. Hvis du ikke har sådan viden, så glem alt om induktionsovnen. Det vigtigste er, at du også skal betjene denne enhed dygtigt.

Hvis du står over for dilemmaet med at vælge et generatorkredsløb, så tag et råd - det bør ikke have et hårdt strømspektrum. For at gøre det tydeligere, hvad vi taler om, tilbyder vi det meste simpelt diagram generator til en induktionsovn på billedet nedenfor.

Generator kredsløb

Påkrævet viden

Det elektromagnetiske felt påvirker alt levende. Et eksempel er kød i mikrobølgeovn. Derfor er det værd at passe på sikkerheden. Og det er lige meget, om du samler brændeovnen og tester den eller arbejder på den. Der er en sådan indikator som energifluxtæthed. Så det afhænger af det elektromagnetiske felt. Og jo højere strålingsfrekvensen er, jo værre er det for den menneskelige krop.

Mange lande har vedtaget sikkerhedsforanstaltninger, der tager højde for energifluxtæthed. Der er udviklet acceptable grænser. Dette er 1-30 mW pr. 1 m² af den menneskelige krop. Disse indikatorer er gyldige, hvis eksponering ikke finder sted mere end en time om dagen. Forresten reducerer den installerede galvaniserede skærm loftets tæthed med 50 gange.

Glem ikke at bedømme artiklen.