Kaip surinkti indukcinę krosnį - diagramos ir instrukcijos. Indukcinė metalo lydymo krosnis „Pasidaryk pats“ indukcinių kanalų krosnis

© Naudojant svetainės medžiagą (citatas, paveikslėlius), būtina nurodyti šaltinį.

Indukcinę krosnį seniai, dar 1887 m., išrado S. Farranti. Pirmoji pramoninė įranga pradėjo veikti 1890 m. Benedicks Bultfabrik įmonėje. Ilgą laiką indukcinės krosnys buvo egzotika pramonėje, bet ne dėl brangios elektros energijos, tada ji buvo ne brangesnė nei dabar. Indukcinėse krosnyse vykstančiuose procesuose dar buvo daug nežinomųjų, o elektronikos elementų bazė neleido sukurti joms efektyvių valdymo grandinių.

Indukcinių krosnių pramonėje revoliucija įvyko tiesiogine prasme prieš mūsų akis, pirmiausia dėl to, kad atsirado mikrovaldikliai, kurių skaičiavimo galia viršija asmeninių kompiuterių galią prieš dešimt metų. Antra, ačiū... mobiliojo ryšio. Jo kūrimui reikėjo nebrangių tranzistorių, galinčių tiekti kelių kW galią aukštais dažniais. Jos savo ruožtu buvo sukurtos puslaidininkinių heterostruktūrų pagrindu, už kurių tyrimus rusų fizikas Žoresas Alferovas gavo Nobelio premiją.

Galiausiai indukcinės krosnys ne tik visiškai pakeitė pramonę, bet ir tapo plačiai naudojamos kasdieniame gyvenime. Susidomėjimas šia tema sukėlė daug naminių gaminių, kurie iš esmės gali būti naudingi. Tačiau dauguma projektų ir idėjų autorių (kurių aprašymų šaltiniuose yra daug daugiau nei funkcinių gaminių) menkai supranta tiek indukcinio šildymo fizikos pagrindus, tiek galimą blogai atliktų projektų pavojų. Šis straipsnis skirtas paaiškinti kai kuriuos painesnius dalykus. Medžiaga pagrįsta atsižvelgiant į konkrečias struktūras:

1. Pramoninis kanalų krosnis metalui lydyti, ir galimybė jį susikurti patiems.
2. Indukcinio tipo tiglio krosnys, paprasčiausios naudoti ir populiariausios tarp naminių krosnių.
3. Indukciniai karšto vandens katilai sparčiai keičia katilus kaitinimo elementais.
4. Buitinės indukcinės viryklės konkuruoja su dujinės viryklės ir daugeliu parametrų pranašesni už mikrobangų krosneles.

Pastaba: Visi nagrinėjami prietaisai yra pagrįsti magnetine indukcija, kurią sukuria induktorius (induktorius), todėl jie vadinami indukcija. Juose galima lydyti/kaitinti tik elektrai laidžias medžiagas, metalus ir kt. Taip pat yra elektrinių indukcinių talpinių krosnių, pagrįstų elektrine indukcija dielektrike tarp kondensatoriaus plokščių, jos naudojamos „švelniam“ plastikų lydymui ir elektriniam terminiam apdorojimui. Tačiau jie yra daug retesni nei induktoriai; jų svarstymui reikia atskiros diskusijos, todėl kol kas juos paliksime.

Veikimo principas

Indukcinės krosnies veikimo principas parodytas fig. Dešinėje. Iš esmės tai yra elektros transformatorius su trumpo jungimo antrine apvija:

• Kintamosios įtampos generatorius G sukuria kintamąją srovę I1 induktoryje L (kaitinimo ritėje).
• Kondensatorius C kartu su L sudaro virpesių grandinę, suderintą su darbiniu dažniu, o tai daugeliu atvejų padidina techninius įrenginio parametrus.
• Jei generatorius G yra savaime svyruojantis, tada C dažnai pašalinamas iš grandinės, vietoj to naudojant paties induktoriaus talpą. Žemiau aprašytų aukšto dažnio induktorių atveju tai yra kelios dešimtys pikofaradų, kurie tiksliai atitinka veikimo dažnių diapazoną.
• Pagal Maksvelo lygtis, induktorius sukuria kintamąjį magnetinį lauką, kurio intensyvumas yra H. Induktoriaus magnetinis laukas gali būti uždarytas per atskirą feromagnetinę šerdį arba egzistuoti laisvoje erdvėje.
• Magnetinis laukas, prasiskverbiantis į ruošinį (arba tirpstantį krūvį) W, patalpintą į induktorių, sukuria jame magnetinis srautas F.
• F, jei W yra laidus elektrai, jame indukuoja antrinę srovę I2, tada tos pačios Maksvelo lygtys.
• Jei Ф yra pakankamai masyvus ir tvirtas, tai I2 užsidaro W viduje, sudarydamas sūkurinę srovę arba Fuko srovę.
• Sūkurinės srovės pagal Džaulio-Lenco dėsnį išleidžia energiją, gautą per induktorių ir magnetinį lauką iš generatoriaus, kaitindamos ruošinį (įkrovą).

Elektromagnetinė sąveika fizikos požiūriu yra gana stipri ir turi gana didelį ilgalaikį poveikį. Todėl, nepaisant kelių pakopų energijos konversijos, indukcinė krosnis gali parodyti iki 100% efektyvumą ore arba vakuume.

Pastaba: neidealioje dielektrinėje terpėje su dielektrinė konstanta>1 mažėja potencialiai pasiekiamas indukcinių krosnių efektyvumas, o aplinkoje, kurios magnetinis pralaidumas >1, lengviau pasiekti aukštą efektyvumą.

Kanalinė krosnis

Kanalinė indukcinė lydymo krosnis yra pirmoji pramonėje naudojama krosnis. Jis struktūriškai panašus į transformatorių, žr. Dešinėje:

1. Pirminė apvija, maitinama pramoninio (50/60 Hz) arba aukšto (400 Hz) dažnio srove, yra pagaminta iš varinio vamzdžio, aušinimo iš vidaus skystu aušinimo skysčiu;
2. Antrinė trumpojo jungimo apvija – lydalas;
3. Žiedo formos tiglis iš karščiui atsparaus dielektriko, į kurį įdedamas lydalas;
4. Magnetinė grandinė, surinkta iš transformatoriaus plieninių plokščių.

Kanalinės krosnys naudojamos lydant duraliuminį, spalvotųjų metalų specialius lydinius, gaminamas aukštos kokybės ketus. Pramoninėms kanalų krosnims reikia gruntuoti lydytuvu, kitaip „antrinis“ nesusijungs ir nebus šildymo. Arba tarp įkrovos trupinių atsiras lanko iškrovos, o visas lydalas tiesiog sprogs. Todėl prieš paleidžiant krosnį į tiglį įpilama šiek tiek lydalo, o perlydyta dalis nepilama iki galo. Metalurgai teigia, kad kanalinė krosnis turi likutinį pajėgumą.

Iš pramoninio dažnio suvirinimo transformatoriaus galima pasigaminti iki 2-3 kW galios kanalinę krosnį. Tokioje krosnyje galite išlydyti iki 300-400 g cinko, bronzos, žalvario ar vario. Galite išlydyti duraliuminį, tačiau atvėsus liejiniui reikia leisti pasenti nuo kelių valandų iki 2 savaičių, priklausomai nuo lydinio sudėties, kad jis įgytų stiprumą, kietumą ir elastingumą.

Pastaba: duraliuminis iš tikrųjų buvo išrastas atsitiktinai. Kūrėjai, supykę, kad negali legiruoti aliuminio, laboratorijoje paliko dar vieną „nieko“ pavyzdį ir iš sielvarto ėmė šėlti. Išblaivėjome, grįžome – ir niekas nepakeitė spalvos. Jie jį patikrino – ir jis įgavo beveik plieno stiprumą, išlikdamas lengvas kaip aliuminis.

Transformatoriaus „pirminis“ paliktas standartinis, jis jau skirtas veikti antrinio trumpojo jungimo režimu suvirinimo lankas. Nuimamas „antrinis“ (paskui jį galima padėti atgal ir transformatorių naudoti pagal paskirtį), o į jo vietą įdedamas žiedinis tiglis. Tačiau bandymas paversti HF suvirinimo keitiklį į kanalinę krosnį yra pavojingas! Jo ferito šerdis perkais ir suskils į gabalus dėl to, kad ferito dielektrinė konstanta yra >>1, žr. aukščiau.

Mažos galios krosnyje likutinės talpos problema išnyksta: į sėjimo įkrovą dedama to paties metalo viela, sulenkta į žiedą ir susuktais galais. Vielos skersmuo – nuo ​​1 mm/kW krosnies galios.

Tačiau su žiediniu tigliu iškyla problema: vienintelė medžiaga, tinkama mažam tigliui, yra elektroporcelianas. Namuose patiems apdirbti neįmanoma, bet kur gauti tinkamą? Kitos ugniai atsparios medžiagos netinka dėl didelių dielektrinių nuostolių juose arba poringumo ir mažo mechaninio stiprumo. Todėl, nors kanalinė krosnis išlygina aukščiausios kokybės, nereikalauja elektronikos, o jos naudingumo koeficientas jau esant 1 kW galiai viršija 90%, namiškiai jų nenaudoja.

Įprastam tigliui

Liekamoji talpa erzino metalurgus – jų lydyti lydiniai buvo brangūs. Todėl, kai tik praėjusio amžiaus 20-aisiais pasirodė pakankamai galingos radijo lempos, iškart gimė idėja: užmesti magnetinę grandinę (nekartosime profesionalių kietų vyrų idiomų) ir įkišti įprastą tiglį tiesiai į induktorius, žr.

Negalite to padaryti pramoniniu dažniu; žemo dažnio magnetinis laukas be jį koncentruojančios magnetinės grandinės išsiskleis (tai vadinamasis klajojantis laukas) ir išskirs savo energiją bet kur, bet ne į lydalą. Klaidžiojantį lauką galima kompensuoti padidinus dažnį iki aukšto: jei induktoriaus skersmuo proporcingas veikimo dažnio bangos ilgiui, o visa sistema yra elektromagnetinio rezonanso, tada iki 75% ar daugiau jos elektros energijos magnetinis laukas bus sutelktas „beširdžios“ ritės viduje. Efektyvumas bus atitinkamas.

Tačiau jau laboratorijose paaiškėjo, kad idėjos autoriai nepastebėjo akivaizdžios aplinkybės: induktyvumo lydalas, nors ir yra diamagnetinis, yra laidus elektrai, dėl savo paties magnetinio lauko nuo sūkurinių srovių jis keičia šildymo induktyvumą. ritė. Pradinis dažnis turėjo būti nustatytas po šalto įkrovimo ir pakeisti jam tirpstant. Be to, diapazonas yra didesnis, tuo didesnis ruošinys: jei 200 g plieno galite pasiekti 2–30 MHz diapazoną, tada geležinkelio cisternos dydžio ruošiniui pradinis dažnis bus apie 30- 40 Hz, o veikimo dažnis sieks iki kelių kHz.

Sunku padaryti tinkamą lempų automatizavimą, norint „traukti“ dažnį už ruošinio, reikalingas aukštos kvalifikacijos operatorius. Be to, klaidžiojantis laukas stipriausiai pasireiškia esant žemiems dažniams. Lydalas, kuris tokioje krosnyje yra ir ritės šerdis, tam tikru mastu surenka šalia jos esantį magnetinį lauką, bet vis tiek, norint pasiekti priimtiną efektyvumą, reikėjo visą krosnį apjuosti galingu feromagnetiniu ekranu.

Nepaisant to, dėl savo išskirtinių pranašumų ir unikalių savybių (žr. toliau), tiglio indukcinės krosnys yra plačiai naudojamos tiek pramonėje, tiek namuose. Todėl atidžiau pažiūrėkime, kaip tinkamai pasidaryti savo rankomis.

Šiek tiek teorijos

Kurdami naminę „indukciją“, turite tvirtai atsiminti: minimalus energijos suvartojimas neatitinka maksimalaus efektyvumo ir atvirkščiai. Viryklė paims mažiausią galią iš tinklo, kai veikia pagrindiniu rezonansiniu dažniu, poz. 1 pav. Šiuo atveju tuščias/įkrovimas (ir esant žemesniems, priešrezonansiniams dažniams) veikia kaip vienas trumpasis posūkis, o lydyte stebimas tik vienas konvekcinis elementas.

Pagrindiniu rezonanso režimu 2-3 kW galios krosnyje galima išlydyti iki 0,5 kg plieno, tačiau įkrovos/ruošinio kaitinimas užtruks iki valandos ir daugiau. Atitinkamai bendras elektros energijos suvartojimas iš tinklo bus didelis, o bendras efektyvumas – mažas. Išankstiniuose rezonansiniuose dažniuose jis dar žemesnis.

Dėl to metalo lydymui skirtos indukcinės krosnys dažniausiai veikia 2, 3 ir kitose aukštesnėse harmonikose (paveiksle 2 poz.) Padidėja kaitinimui/lydymui reikalinga galia; tam pačiam pusei kilogramo plieno 2-ajam reikės 7-8 kW, o 3-iajam 10-12 kW. Tačiau apšilimas vyksta labai greitai, per kelias minutes ar minučių dalis. Todėl efektyvumas yra didelis: viryklė nespėja daug „valgyti“, kol bus galima išpilti lydalą.

Krosnys, kuriose naudojamos harmonikos, turi patį svarbiausią, netgi unikalų pranašumą: lydyte atsiranda kelios konvekcinės ląstelės, akimirksniu ir kruopščiai jį sumaišančios. Todėl lydymą galima atlikti vadinamuoju režimu. greito įkrovimo, gaminant lydinius, kurių iš esmės neįmanoma lydyti jokiose kitose lydymosi krosnyse.

Jei „pakeliate“ dažnį 5–6 ar daugiau kartų didesnį už pagrindinį, efektyvumas šiek tiek sumažėja (nedaug), tačiau atsiranda dar viena nuostabi harmoninės indukcijos savybė: paviršiaus šildymas dėl odos efekto, išstumiant EML į ruošinio paviršius, poz. 3 pav. Šis režimas retai naudojamas lydymui, tačiau ruošinių šildymui paviršiaus cementavimui ir grūdinimui yra gražus dalykas. Moderni technologija Be šio terminio apdorojimo būdo tai būtų tiesiog neįmanoma.

Apie levitaciją induktoriuje

Dabar atlikime triuką: apvyniokite pirmuosius 1–3 induktoriaus apsisukimus, tada sulenkite vamzdelį / magistralę 180 laipsnių kampu ir apvyniokite likusią apviją. atvirkštinė kryptis(4 poz. paveiksle) Prijungkime prie generatoriaus, į induktorių įkrovime įveskime tiglį ir duokime srovę. Palaukite, kol išsilydys, ir išimkite tiglį. Induktoriaus lydalas susikaups į sferą, kuri ten kabės tol, kol išjungsime generatorių. Tada jis nukris.

Lydalo elektromagnetinės levitacijos poveikis naudojamas metalams valyti zoniniu lydymu, gauti didelio tikslumo metalinius rutuliukus ir mikrosferas ir kt. Tačiau norint gauti tinkamą rezultatą, lydymas turi būti atliekamas dideliame vakuume, todėl levitacija induktoriuje minima tik informacijai.

Kodėl induktorius namuose?

Kaip matote, net mažos galios indukcinė viryklė buto laidams ir vartojimo riboms yra per galinga. Kodėl verta tai daryti?

Pirma, tauriųjų, spalvotųjų ir retųjų metalų valymui ir atskyrimui. Paimkite, pavyzdžiui, seną sovietinę radijo jungtį su paauksuotais kontaktais; Tada jie negailėjo aukso / sidabro dengimui. Dedame kontaktus į siaurą aukštą tiglį, įdedame į induktorių ir išlydome prie pagrindinio rezonanso (profesionaliai kalbant, prie nulinio režimo). Išlydę palaipsniui mažiname dažnį ir galią, leidžiame ruošiniui sukietėti nuo 15 minučių iki pusvalandžio.

Kai jis atvės, sulaužome tiglį ir ką matome? Žalvarinis stulpelis su aiškiai matomu auksiniu antgaliu, kurį tereikia nupjauti. Be gyvsidabrio, cianido ir kitų mirtinų reagentų. To negalima pasiekti jokiu būdu kaitinant lydalą iš išorės, konvekcija jame to nepadarys.

Na, auksas yra auksas, o dabar ant kelio neguli juodas metalo laužas. Tačiau vienodo ar tiksliai dozuoto metalinių dalių kaitinimo virš paviršiaus/tūrio/temperatūros poreikį kokybiškam grūdinimui visada ras namų šeimininkas ar individualus verslininkas. Ir čia vėl padės induktyvinė viryklė, o elektros sąnaudos bus tinkamos šeimos biudžetas: juk pagrindinė šilumos energijos dalis gaunama iš latentinis karštis lydantis metalas. O keičiant dalies galią, dažnį ir vietą induktoryje, galima šildyti tiksliai reikiamą vietą tiksliai taip, kaip reikia, žr. aukštesnė.

Galiausiai, pagaminus specialios formos induktorių (žr. pav. kairėje), sukietėjusią dalį galima atleisti reikiamoje vietoje, nesulaužant kietėjančios karbiuracijos gale/galuose. Tada, kur reikia, naudokite lenkimą, gebenę, o likusi dalis išlieka kieta, klampi, elastinga. Pabaigoje galite vėl pašildyti ten, kur buvo išleista, ir vėl sukietinti.

Eikime prie viryklės: ką reikia žinoti

Elektromagnetinis laukas (EMF) veikia Žmogaus kūnas, bent jau pašildydamas iki galo, kaip mėsą mikrobangų krosnelėje. Todėl dirbdami su indukcine krosnele kaip dizaineriu, amatininku ar operatoriumi, turite aiškiai suprasti šių sąvokų esmę:

PES – elektromagnetinio lauko energijos srauto tankis. Nustato bendrą fiziologinį EML poveikį organizmui, nepriklausomai nuo spinduliavimo dažnio, nes Tokio paties intensyvumo EML PES didėja didėjant spinduliuotės dažniui. Pagal skirtingų šalių sanitarinius standartus leistina PES vertė yra nuo 1 iki 30 mW 1 kv. m kūno paviršiaus esant pastoviam (daugiau nei 1 val. per dieną) poveikiui ir nuo trijų iki penkių kartų daugiau su vienu trumpalaikiu, iki 20 min.

Pastaba: JAV išsiskiria, jos leistinas energijos suvartojimas yra 1000 mW (!) kvadratiniam metrui. m kūno. Iš tikrųjų amerikiečiai fiziologinio poveikio pradžią laiko išorinėmis apraiškomis, kai žmogus jau suserga, o ilgalaikės EML poveikio pasekmės visiškai ignoruojamos.

PES mažėja didėjant atstumui nuo taškinio spinduliuotės šaltinio atstumo kvadratu. Vieno sluoksnio ekranavimas su cinkuotu arba smulkiu tinkleliu cinkuotu tinkleliu sumažina PES 30-50 kartų. Netoli ritės išilgai jos ašies PES bus 2–3 kartus didesnis nei šone.

Paaiškinkime pavyzdžiu. Yra 2 kW ir 30 MHz induktorius, kurio efektyvumas yra 75%. Todėl iš jo išeis 0,5 kW arba 500 W. 1 m atstumu nuo jos (1 m spindulio rutulio plotas 12,57 kv.m.) 1 kv. m turės 500/12,57 = 39,77 W, o vienam asmeniui - apie 15 W, tai yra daug. Induktorius turi būti pastatytas vertikaliai, prieš įjungiant krosnį, uždėti ant jo įžemintą ekranavimo dangtelį, stebėti procesą per atstumą ir iškart išjungti krosnį, kai jis bus baigtas. Esant 1 MHz dažniui, PES sumažės 900 kartų, o ekranuotą induktorių galima naudoti be ypatingų atsargumo priemonių.

Mikrobangų krosnelė – itin aukšti dažniai. Radijo elektronikoje mikrobangų dažniai laikomi vadinamaisiais. Q juosta, bet pagal mikrobangų fiziologiją prasideda apie 120 MHz. Priežastis – ląstelių plazmos elektrinis indukcinis kaitinimas ir rezonansiniai reiškiniai organinėse molekulėse. Mikrobangų krosnelė turi specifinį biologinį poveikį, turintį ilgalaikių pasekmių. Užtenka pusvalandį gauti 10-30 mW, kad pakenktų sveikatai ir/ar reprodukciniam pajėgumui. Individualus jautrumas mikrobangoms yra labai įvairus; Dirbdami su juo, turite reguliariai atlikti specialią medicininę apžiūrą.

Slopinti mikrobangų spinduliuotę labai sunku, kaip sako profesionalai, ji „sifonuoja“ per menkiausią įtrūkimą ekrane arba su menkiausiu įžeminimo kokybės pažeidimu. Veiksminga kova su įrangos mikrobangų spinduliuote įmanoma tik aukštos kvalifikacijos specialistų projektavimo lygiu.

Krosnies komponentai

Induktorius

Svarbiausia indukcinės krosnies dalis yra jos šildymo ritė, induktorius. Naminėms krosnelėms, kurių galia iki 3 kW, bus naudojama induktorius iš pliko vario vamzdžio, kurio skersmuo 10 mm, arba plikas varinis magistralė, kurios skerspjūvis ne mažesnis kaip 10 kvadratinių metrų. mm. Vidinis induktoriaus skersmuo 80-150 mm, apsisukimų skaičius 8-10. Posūkiai neturi liestis, atstumas tarp jų yra 5-7 mm. Be to, jokia induktoriaus dalis neturi liesti jo skydo; mažiausias tarpas yra 50 mm. Todėl norint perduoti ritės laidus į generatorių, ekrane būtina numatyti langelį, kuris netrukdytų jo išėmimui/montavimui.

Pramoninių krosnių induktoriai aušinami vandeniu arba antifrizu, tačiau esant iki 3 kW galiai, aukščiau aprašytam induktoriui nereikia priverstinio aušinimo, kai jis veikia iki 20-30 minučių. Tačiau ji pati labai įkaista, o nuosėdos ant vario smarkiai sumažina krosnies efektyvumą, kol ji praranda savo funkcionalumą. Skysčiu aušinamo induktoriaus pačiam pasidaryti neįmanoma, todėl karts nuo karto jį teks keisti. Negalite naudoti priverstinio oro aušinimo: plastikinis ar metalinis ventiliatoriaus korpusas šalia ritės „pritrauks“ EML, perkais, o krosnies efektyvumas sumažės.

Pastaba: palyginimui 150 kg plieno lydymo krosnies induktorius išlenktas iš varinis vamzdis 40 mm išorinis skersmuo ir 30 vidinis. Apsisukimų skaičius 7, ritės vidinis skersmuo 400 mm, aukštis taip pat 400 mm. Norėdami jį įjungti nuliniu režimu, jums reikia 15–20 kW, kai yra uždara aušinimo grandinė su distiliuotu vandeniu.

Generatorius

Antroji pagrindinė krosnies dalis yra generatorius. Neverta net bandyti gaminti indukcinės krosnies, neišmanant radijo elektronikos pagrindų bent jau vidutinio radijo mėgėjo lygiu. Veikimas tas pats, nes jei krosnelė nevaldoma kompiuteriu, ją į režimą galite įjungti tik apčiuopdami grandinę.

Renkantis generatoriaus grandinę, visais įmanomais būdais reikėtų vengti sprendimų, kurie suteikia kietą srovės spektrą. Kaip antipavyzdį pateikiame gana įprastą grandinę naudojant tiristoriaus jungiklį, žr. aukštesnė. Specialistui prieinamas skaičiavimas pagal autoriaus pridėtą oscilogramą rodo, kad PES dažniais virš 120 MHz iš tokiu būdu maitinamo induktyvumo viršija 1 W/kv. m 2,5 m atstumu nuo įrenginio. Mirtinas paprastumas, švelniai tariant.

Kaip nostalgišką smalsumą taip pat pateikiame senovinio vamzdinio generatoriaus schemą, žr. Dešinėje. Juos šeštajame dešimtmetyje pagamino sovietų radijo mėgėjai, pav. Dešinėje. Režimo nustatymas - su kintamos C talpos oro kondensatoriumi, kai tarpas tarp plokščių yra ne mažesnis kaip 3 mm. Veikia tik nuliniu režimu. Nustatymo indikatorius – neoninė lemputė L. Grandinės ypatumas – labai minkštas, „lempinės“ spinduliuotės spektras, todėl šį generatorių galima naudoti be ypatingų atsargumo priemonių. Bet - deja! - lempų dabar nerandate, o esant maždaug 500 W galiai induktoriuje, elektros energijos suvartojimas iš tinklo yra didesnis nei 2 kW.

Pastaba: Diagramoje nurodytas 27,12 MHz dažnis nėra optimalus, jis pasirinktas dėl elektromagnetinio suderinamumo. SSRS tai buvo nemokamas („šiukšlių“) dažnis, kuriam eksploatuoti leidimo nereikėjo, kol įrenginys niekam netrukdė. Apskritai C generatorių galima sureguliuoti gana plačiame diapazone.

Kitame pav. kairėje yra paprastas savaime sužadinamas generatorius. L2 – induktorius; L1 – grįžtamojo ryšio ritė, 2 apsisukimai emaliuotos vielos, kurios skersmuo 1,2-1,5 mm; L3 – tuščias arba įkrautas. Pačios induktoriaus talpa naudojama kaip kilpinė talpa, todėl šios grandinės reguliavimo nereikia, ji automatiškai pereina į nulinio režimo režimą. Spektras yra minkštas, bet jei L1 fazavimas yra neteisingas, tranzistorius akimirksniu perdega, nes pasirodo esantis aktyviuoju režimu su nuolatinės srovės trumpuoju jungimu kolektoriaus grandinėje.

Be to, tranzistorius gali perdegti tiesiog pasikeitus išorinei temperatūrai ar savaime įšilus kristalui - jo režimui stabilizuoti nenumatyta jokių priemonių. Apskritai, jei kažkur guli senas KT825 ar panašiai, tuomet su šia grandine galite pradėti indukcinio šildymo eksperimentus. Tranzistorius turi būti sumontuotas ant radiatoriaus, kurio plotas ne mažesnis kaip 400 kvadratinių metrų. žiūrėti pučiant iš kompiuterio ar panašaus ventiliatoriaus. Induktoriaus galingumo reguliavimas, iki 0,3 kW, keičiant maitinimo įtampą 6-24 V ribose. Jo šaltinis turi užtikrinti ne mažesnę kaip 25 A srovę. Bazinio įtampos daliklio rezistorių galios sklaida ne mažesnė kaip 5 W.

Toliau pateikiama diagrama. ryžių. dešinėje yra multivibratorius su indukcine apkrova, naudojant galingus lauko tranzistorius (450 V Uk, ne mažiau 25 A Ik). Dėl talpos panaudojimo virpesių grandinės grandinėje jis sukuria gana minkštą spektrą, tačiau išjungtas iš režimo, todėl tinka šildyti iki 1 kg sveriančias dalis, skirtas gesinti / grūdinti. Pagrindinis trūkumas grandinės - didelė komponentų kaina, galingi lauko jungikliai ir didelės spartos (ne mažiau kaip 200 kHz ribinis dažnis) aukštos įtampos diodai jų pagrindinėse grandinėse. Šios grandinės dvipoliai galios tranzistoriai neveikia, perkaista ir perdega. Radiatorius čia yra toks pat kaip ir ankstesniu atveju, tačiau oro srauto nebereikia.

Ši schema jau pretenduoja į universalią, kurios galia iki 1 kW. Tai yra stūmimo generatorius su nepriklausomu sužadinimu ir tilteliu sujungtu induktoriumi. Leidžia dirbti 2-3 režimu arba paviršiaus šildymo režimu; dažnis reguliuojamas kintamu rezistorius R2, o dažnių diapazonai perjungiami kondensatoriais C1 ir C2, nuo 10 kHz iki 10 MHz. Pirmajame diapazone (10-30 kHz) kondensatorių C4-C7 talpa turėtų būti padidinta iki 6,8 μF.

Transformatorius tarp pakopų yra ant ferito žiedo, kurio magnetinės šerdies skerspjūvio plotas yra 2 kvadratiniai metrai. žr. Apvijos - iš emaliuotos vielos 0,8-1,2 mm. Tranzistorinis radiatorius – 400 kv. žiūrėkite keturiems su oro srautu. Srovė induktoriuje yra beveik sinusinė, todėl emisijos spektras yra minkštas visais veikimo dažniais papildomų priemonių apsauga nereikalinga, jei dirbate iki 30 minučių per dieną po 2 dienų 3 d.

Vaizdo įrašas: veikia naminis indukcinis šildytuvas

Indukciniai katilai

Indukciniai karšto vandens katilai neabejotinai pakeis katilus su kaitinimo elementais visur, kur elektra yra pigesnė nei kitų rūšių kuras. Tačiau dėl neabejotinų jų pranašumų atsirado ir daugybė naminių gaminių, dėl kurių specialistui kartais tiesiogine prasme stoja plaukai.

Tarkime tokia konstrukcija: propileno vamzdis su tekančiu vandeniu yra apjuostas induktoriumi, o jį maitina 15-25 A HF suvirinimo inverteris. Galimybė – iš karščiui atsparaus plastiko daryti tuščiavidurę spurgą (torą), praleidžiant vandenį. per vamzdžius, ir apvyniokite jį šildymo magistrale, suformuojant induktorių, susuktą į žiedą.

EMF perduos savo energiją į vandens gręžinį; Jis turi gerą elektros laidumą ir neįprastai didelę (80) dielektrinę konstantą. Prisiminkite, kaip ant indų likę drėgmės lašeliai iššauna mikrobangų krosnelėje.

Bet, pirma, norint visiškai šildyti butą žiemą, jums reikia mažiausiai 20 kW šilumos, kruopščiai izoliuojant iš išorės. 25 A prie 220 V suteikia tik 5,5 kW (kiek kainuoja ši elektra pagal mūsų tarifus?) su 100% efektyvumu. Gerai, tarkime, kad esame Suomijoje, kur elektra pigesnė nei dujos. Tačiau būsto suvartojimo limitas vis dar yra 10 kW, o už perviršį reikia mokėti padidintu tarifu. O buto instaliacija neatlaikys 20 kW, reikia traukti atskirą tiektuvą iš pastotės. Kiek toks darbas kainuos? Jei elektrikai dar toli gražu neaplenkia teritorijos, jie tai leis.

Tada pats šilumokaitis. Tai turėtų būti arba masyvus metalas, tada veiks tik indukcinis metalo šildymas, arba iš plastiko su mažais dielektriniais nuostoliais (beje, propilenas nėra vienas iš tokių, tinka tik brangus fluoroplastas), tada vanduo bus tiesiogiai sugeria EML energiją. Bet bet kuriuo atveju pasirodo, kad induktorius šildo visą šilumokaičio tūrį, o tik jo vidinis paviršius perduoda šilumą vandeniui.

Dėl to daug darbo ir rizikos sveikatai kaina gauname urvo ugnies efektyvumo katilą.

Pramoninis indukcinis šildymo katilas suprojektuotas visiškai kitaip: paprastas, bet neįmanomas padaryti namuose, žr. Dešinėje:

• Masyvus varinis induktorius yra tiesiogiai prijungtas prie tinklo.
• Jo EMF taip pat šildo masyvų metalinį labirintą-šilumokaitį, pagamintą iš feromagnetinio metalo.
• Labirintas tuo pačiu metu izoliuoja induktorių nuo vandens.

Toks katilas kainuoja kelis kartus brangiau nei įprastas su kaitinimo elementu ir tinka montuoti tik ant plastikinių vamzdžių, tačiau mainais suteikia daug privalumų:

1. Jis niekada neperdega – jame nėra įkaitusios elektros gyvatės.
2. Masyvus labirintas patikimai apsaugo induktorių: PES šalia 30 kW indukcinio katilo yra nulis.
3. Efektyvumas – daugiau nei 99,5%
4. Visiškai saugus: labai indukcinės ritės vidinė laiko konstanta yra daugiau nei 0,5 s, o tai yra 10-30 kartų ilgesnė nei RCD ar mašinos atsako laikas. Jį dar labiau pagreitina „atatranka“ nuo pereinamojo proceso, kai induktyvumas sugenda ant korpuso.
5. Pats gedimas dėl konstrukcijos „ąžuoliškumo“ yra labai mažai tikėtinas.
6. Nereikalauja atskiro įžeminimo.
7. Neabejingas žaibo smūgiams; Jis negali sudeginti didžiulės ritės.
8. Didelis labirinto paviršius užtikrina efektyvius šilumos mainus su minimaliu temperatūros gradientu, kuris beveik pašalina apnašų susidarymą.
9. Didžiulis ilgaamžiškumas ir naudojimo paprastumas: indukcinis katilas kartu su hidromagnetine sistema (HMS) ir nuosėdų filtru be priežiūros veikia mažiausiai 30 metų.

Apie savadarbius boilerius karštam vandeniui tiekti

Čia pav. parodyta mažos galios indukcinio šildytuvo schema, skirta karšto vandens sistemoms su saugojimo bakas. Jis pagrįstas bet kokiu 0,5–1,5 kW galios transformatoriumi, kurio pirminė apvija yra 220 V. Labai tinka senų vamzdinių spalvotų televizorių dvigubi transformatoriai - „karstai“ ant PL tipo dviejų strypų magnetinės šerdies.

Antrinė apvija pašalinama iš tokių apvijų, pirminė apvyniojama ant vieno strypo, padidinant jo apsisukimų skaičių, kad veiktų režimu, artimu trumpajam jungimui (trumpajam jungimui) antrinėje. Pati antrinė apvija yra vanduo U formos vamzdžio vingyje, supančiame kitą strypą. Plastikinis vamzdis arba metalas - pramoniniu dažniu tai jokio skirtumo, bet metalas turi būti izoliuotas nuo likusios sistemos su dielektriniais įdėklais, kaip parodyta pav., kad antrinė srovė būtų uždaryta tik per vandenį.

Bet kokiu atveju toks vandens šildytuvas yra pavojingas: galimas nuotėkis yra šalia apvijos esant tinklo įtampai. Jei ketinate taip rizikuoti, tuomet magnetinėje grandinėje reikia išgręžti skylę įžeminimo varžtui ir visų pirma sandariai įžeminti transformatorių ir baką bent 1,5 kvadratinio metro plienine šyna. cm (ne kv. mm!).

Tada transformatorius (jis turėtų būti tiesiai po baku), prie jo prijungtas dvigubos izoliacijos tinklo kabelis, įžeminimo laidininkas ir vandens šildymo ritė, supilamas į vieną „lėlę“. silikono sandariklis, kaip akvariumo filtro siurblio variklis. Galiausiai labai patartina visą įrenginį prijungti prie tinklo per didelės spartos elektroninį RCD.

Vaizdo įrašas: „indukcinis“ katilas, pagamintas iš buitinių plytelių

Induktorius virtuvėje

Indukcija kaitlentės nes virtuvė jau tapo pažįstama, žr. Pagal veikimo principą tai yra ta pati indukcinė viryklė, tik bet kurio metalinio kepimo indo dugnas veikia kaip trumpai sujungta antrinė apvija, žr. dešinėje, ir ne tik iš feromagnetinės medžiagos, kaip dažnai rašo neišmanėliai. Aliuminiai indai tiesiog nebenaudojami; gydytojai įrodė, kad laisvas aliuminis yra kancerogenas, o varis ir alavas jau seniai nebenaudojami dėl toksiškumo.

Namų ūkis indukcinė kaitlentė- šimtmečio gaminys aukštųjų technologijų, nors idėja kilo kartu su indukcinėmis lydymosi krosnimis. Pirma, norint izoliuoti induktorių nuo virimo, reikėjo patvaraus, atsparaus, higieniško ir be EML dielektriko. Tinkami stiklo keramikos kompozitai pradėti gaminti palyginti neseniai, o viršutinė plokštės plokštė sudaro didelę jos sąnaudų dalį.

Tada visi kepimo indai yra skirtingi, o jų turinys keičia elektrinius parametrus, skiriasi ir gaminimo režimai. Specialistas to nepadarys atsargiai priverždamas rankenėles norimu būdu, jums reikia didelio našumo mikrovaldiklio. Galiausiai, pagal sanitarinius reikalavimus, srovė induktoryje turi būti gryna sinusoidė, o jos dydis ir dažnis turi kompleksiškai kisti priklausomai nuo indo parengties laipsnio. Tai reiškia, kad generatorius turi turėti skaitmeninį išėjimo srovės generavimą, valdomą tuo pačiu mikrovaldikliu.

Nėra prasmės patiems gaminti indukcinę virtuvės kaitlentę: vien elektroniniams komponentams mažmeninėmis kainomis bus išleista daugiau pinigų nei jau paruoštoms geroms plytelėms. O valdyti šiuos įrenginius vis dar gana sunku: kas turi, žino, kiek yra mygtukų ar daviklių su užrašais: „Troškinimas“, „Skrudinimas“ ir pan. Šio straipsnio autorius pamatė plytelę, kurioje atskirai buvo išvardyti „Navy Barscht“ ir „Pretanier Soup“.

Tačiau indukcinės viryklės turi daug privalumų, palyginti su kitomis:

• Beveik nulis, skirtingai nei mikrobangų krosnelėse, AAP, net jei patys sėdite ant šios plytelės.
• Galimybė programuoti sudėtingiausių patiekalų ruošimą.
• Šokolado lydymas, žuvies ir paukštienos riebalavimas, karamelės ruošimas be menkiausio degimo ženklo.
• Didelis efektyvumas dėl greito kaitinimo ir beveik visiškos šilumos koncentracijos kepimo inde.

Paskutinis dalykas: pažvelkite į pav. dešinėje yra maisto ruošimo ant indukcinės viryklės ir dujinio degiklio šildymo grafikai. Kas yra susipažinęs su integracija, iš karto supras, kad induktorius yra 15-20% ekonomiškesnis ir nereikia jo lyginti su ketaus „blynu“. Pinigų kaina energijai ruošiant daugumą patiekalų indukcinė viryklė prilygsta dujoms, o dar mažiau – troškinimui ir tirštų sriubų virimui. Induktorius kol kas prastesnis už dujas tik kepant, kai reikalingas vienodas šildymas iš visų pusių.

Vaizdo įrašas: sugedęs indukcinis šildytuvas iš virtuvės viryklės

Pagaliau

Taigi, indukcinius elektros prietaisus vandens šildymui ir maisto ruošimui geriau pirkti jau gatavus, jie bus pigesni ir paprastesni. Tačiau nepakenks savo namų dirbtuvėse turėti naminę indukcinio tiglio krosnį: bus prieinami subtilūs metalų lydymo ir terminio apdorojimo būdai. Jums tereikia prisiminti apie PES su mikrobangų krosnelėmis ir griežtai laikytis projektavimo, gamybos ir eksploatavimo taisyklių.

Indukcinėje krosnyje galima išlydyti nedidelį kiekį metalo, atskirti ir išvalyti tauriuosius metalus, kaitinti metalo gaminiai grūdinimo ar grūdinimo tikslais.

Be to, tokias krosneles siūloma naudoti ir būsto šildymui. Prekyboje yra indukcinių krosnių, tačiau įdomiau ir pigiau tokią krosnį pasigaminti patiems.

Indukcinės krosnies veikimo principas pagrįstas medžiagos kaitinimu sūkurinėmis srovėmis.

Tokioms srovėms gauti naudojamas vadinamasis induktorius, kuris yra induktoriaus ritė, kurioje yra tik keli storio laido posūkiai.

Induktorius maitinamas iš 50 Hz kintamosios srovės tinklo (kartais per žeminamąjį transformatorių) arba iš aukšto dažnio generatoriaus.

Kintamoji srovė, tekanti per induktorių, sukuria kintamąjį magnetinį lauką, kuris prasiskverbia į erdvę. Jei šioje erdvėje yra kokia nors medžiaga, tada joje bus sukeltos srovės, kurios pradės šildyti šią medžiagą. Jei ši medžiaga yra vanduo, tada jos temperatūra padidės, o jei tai metalas, tada po kurio laiko ji pradės tirpti.

Yra dviejų tipų indukcinės krosnys:

• krosnys su magnetine šerdimi;
• orkaitės be magnetinės šerdies.

Esminis skirtumas tarp šių dviejų tipų krosnių yra tas, kad pirmuoju atveju induktorius yra lydančio metalo viduje, o antruoju - išorėje. Magnetinės grandinės buvimas padidina magnetinio lauko, prasiskverbiančio į metalą, įdėtą į tiglį, tankį, o tai palengvina jo kaitinimą.

Indukcinės krosnies su magnetine šerdimi pavyzdys yra kanalinė indukcinė krosnis. Tokios krosnies grandinėje yra uždara magnetinė grandinė, pagaminta iš transformatoriaus plieno, ant kurios yra pirminė apvija - induktyvumas ir žiedo formos tiglis, kuriame yra lydymosi medžiaga. Tiglis pagamintas iš karščiui atsparaus dielektriko. Toks įrenginys maitinamas iš kintamosios srovės tinklo, kurio dažnis yra 50 Hz, arba iš generatoriaus, kurio dažnis yra padidintas 400 Hz.

Tokios krosnys naudojamos lydant duraliuminį, spalvotuosius metalus arba gaminant kokybišką ketų.

Labiau paplitusios tiglio krosnys, neturinčios magnetinės šerdies. Magnetinės grandinės nebuvimas krosnyje lemia tai, kad pramoninių dažnių srovių sukurtas magnetinis laukas yra stipriai išsklaidytas aplinkinėje erdvėje. O norint padidinti magnetinio lauko tankį dielektriniame tiglyje su lydoma medžiaga, reikia naudoti aukštesnius dažnius. Manoma, kad jei induktoriaus grandinė yra sureguliuota rezonansui su maitinimo įtampos dažniu, o tiglio skersmuo yra proporcingas rezonanso bangos ilgiui, tada iki 75% elektromagnetinio lauko energijos gali būti sukoncentruota. tiglio plotas.

Indukcinės krosnies gamybos schema

Kaip parodė tyrimai, norint užtikrinti efektyvų metalų lydymą tiglio krosnyje, pageidautina, kad įtampos, tiekiančios induktorių, dažnis viršytų rezonansinį dažnį 2-3 kartus. Tai yra, tokia krosnis veikia antrojo ar trečiojo dažnio harmonikoje. Be to, dirbant tokiais aukštesniais dažniais, lydinys geriau susimaišo, o tai pagerina jo kokybę. Režimas, kuriame naudojami dar aukštesni dažniai (penktoji ar šeštoji harmonikos), gali būti naudojamas paviršiniam metalo karburizavimui arba grūdinimui, kuris yra susijęs su odos efekto atsiradimu, ty aukšto dažnio elektromagnetinio lauko poslinkiu į paviršių. ruošinį.

Išvados apie skyrių:

1. Yra du indukcinės krosnies variantai – su magnetine šerdimi ir be magnetinės šerdies.
2. Kanalinė krosnis, kuri priklauso pirmajai krosnių versijai, yra sudėtingesnės konstrukcijos, tačiau gali būti maitinama tiesiogiai iš 50 Hz tinklo arba aukšto dažnio 400 Hz tinklo.
3. Tiglio krosnis, kuri priklauso antrojo tipo krosnims, yra paprastesnės konstrukcijos, tačiau induktoriaus maitinimui reikalingas aukšto dažnio generatorius.

Jei krosnelė yra praktinių poreikių šildymo prietaisas, tai židinys reikalingas dekoravimui ir komfortui. , taip pat židinio su arka užsakymo pavyzdys.

Skaitykite apie tai, kaip išsirinkti tinkamą elektrinį šildymo katilą.

Ir čia sužinosite, kaip veikia dujinių šildymo katilų automatika. Katilai pagal montavimo būdą ir nuo energijos priklausomų sistemų tipus.

Indukcinių krosnių konstrukcijos ir parametrai

kanalas

Viena iš galimybių savo rankomis pasigaminti indukcinę krosnį yra kanalinė.

Jo gamybai galite naudoti įprastą suvirinimo transformatorių, veikiantį 50 Hz dažniu.

Tokiu atveju antrinė transformatoriaus apvija turi būti pakeista žiediniu tigliu.

Tokioje krosnyje galite išlydyti iki 300-400 g spalvotųjų metalų, o tai sunaudos 2-3 kW galios. Tokia krosnis pasižymės dideliu efektyvumu ir leis išlydyti aukštos kokybės metalą.

Pagrindinis sunkumas gaminant kanalo indukcinę krosnį savo rankomis yra tinkamo tiglio įsigijimas.

Norint pagaminti tiglį, reikia naudoti medžiagą, pasižyminčią didelėmis dielektrinėmis savybėmis ir dideliu stiprumu. Tokie kaip elektroporcelianas. Tačiau tokią medžiagą nėra lengva rasti, o dar sunkiau apdoroti namuose.

Tiglis

Svarbiausi indukcinio tiglio krosnies elementai yra:

• induktorius;
• maitinimo generatorius.

Galima naudoti kaip induktorių tiglio krosnyse, kurių galia iki 3 kW varinis vamzdis arba 10 mm skersmens viela arba 10 mm² skerspjūvio varinė šyna. Induktoriaus skersmuo gali būti apie 100 mm. Posūkių skaičius yra nuo 8 iki 10.

Šiuo atveju yra daug induktoriaus modifikacijų. Pavyzdžiui, jis gali būti pagamintas aštuonių figūrų, trefoil ar kitos formos.

Veikimo metu induktorius paprastai labai įkaista. Pramoniniuose projektuose naudojamas induktorius vandens aušinimas posūkiai.

Namuose naudoti šį metodą sunku, tačiau induktorius gali normaliai dirbti 20-30 minučių, o to visiškai pakanka namų darbams.

Tačiau šis induktoriaus veikimo būdas sukelia nuosėdų atsiradimą ant jo paviršiaus, o tai smarkiai sumažina krosnies efektyvumą. Todėl laikas nuo laiko induktorių reikia pakeisti nauju. Siekiant apsisaugoti nuo perkaitimo, kai kurie specialistai siūlo induktorių uždengti karščiui atsparia medžiaga.

Aukšto dažnio kintamosios srovės generatorius yra dar vienas svarbus indukcinio tipo tiglio krosnies elementas. Galima apsvarstyti keletą tokių generatorių tipų:

• tranzistorių generatorius;
• tiristoriaus generatorius;
• generatorius naudojant MOS tranzistorius.

Paprasčiausias kintamosios srovės generatorius, maitinantis induktorių, yra savaiminio sužadinimo generatorius, kurio grandinėje yra vienas KT825 tipo tranzistorius, du rezistoriai ir grįžtamojo ryšio ritė. Toks generatorius gali generuoti iki 300 W galią, o generatoriaus galia reguliuojama keičiant maitinimo šaltinio nuolatinę įtampą. Maitinimo šaltinis turi užtikrinti iki 25 A srovę.

Tiglio krosnyje siūlomas tiristoriaus generatorius grandinėje yra T122-10-12 tipo tiristorius, KN102E dinistorius, keletas diodų ir impulsinis transformatorius. Tiristorius veikia impulsiniu režimu.

„Pasidaryk pats“ indukcinė krosnis

Tokia mikrobangų spinduliuotė gali neigiamai paveikti žmonių sveikatą. Pagal Rusijos saugos standartus leidžiama dirbti su aukšto dažnio vibracijomis, kai elektromagnetinės energijos srauto tankis ne didesnis kaip 1-30 mW/m². Šiam generatoriui, kaip parodė skaičiavimai, ši spinduliuotė 2,5 m atstumu nuo šaltinio pasiekia 1,5 W/m². Ši vertė yra nepriimtina.

MOSFET generatoriaus grandinė apima keturis MOSFET tranzistorius IRF520 ir IRFP450 tipų ir yra stūmimo osciliatorius su nepriklausomu sužadinimu ir induktoriumi, įtrauktu į tilto grandinę. IR2153 tipo mikroschema naudojama kaip pagrindinis generatorius. Tranzistoriams aušinti reikalingas ne mažesnis kaip 400 cm² radiatorius ir oro srautas.
Šis generatorius gali tiekti iki 1 kW galią ir keisti virpesių dažnį nuo 10 kHz iki 10 MHz. Dėl šios priežasties krosnis, naudojanti tokio tipo generatorių, gali veikti tiek lydymosi, tiek paviršiaus šildymo režimais.

Kepti ilgas deginimas gali dirbti su viena žyme nuo 10 iki 20 valandų. Gaminant būtina atsižvelgti į konstrukcines ypatybes, kad būtų gaminama maksimali šiluma su minimaliomis energijos sąnaudomis. Apie tai, kaip tinkamai surinkti orkaitę, skaitykite mūsų svetainėje.

Galbūt jus domina dujiniai garažo šildytuvai. Koks jis turėtų būti, kad užtikrintų šilumą ir saugumą, skaitykite medžiagoje.

Naudoti šildymui

Namui šildyti tokio tipo krosnys dažniausiai naudojamos kartu su vandens šildymo katilu.

Vienas iš naminio indukcinio vandens šildymo katilo variantų yra konstrukcija, kuri šildo vamzdį tekančiu vandeniu naudojant induktorių, maitinamą iš tinklo naudojant HF suvirinimo inverteris.

Tačiau, kaip rodo tokių sistemų analizė, dėl didelių elektromagnetinio lauko energijos nuostolių dielektriniame vamzdyje tokių sistemų efektyvumas yra itin žemas. Be to, būsto šildymui reikia labai daug elektros energijos, todėl toks šildymas yra ekonomiškai nenaudingas.

Iš šio skyriaus galime padaryti tokias išvadas:

1. Pats priimtiniausias savadarbės indukcinės krosnies variantas yra tiglio versija su elektros generatoriumi naudojant MOS tranzistorius.
2. Namų šildymui naudoti naminę indukcinę krosnį ekonomiškai neapsimoka. Tokiu atveju geriau įsigyti gamyklinę sistemą.

Veikimo ypatybės

Svarbus klausimas naudojant indukcinę orkaitę yra sauga.

Kaip minėta aukščiau, tiglio tipo krosnyse naudojami aukšto dažnio energijos šaltiniai.

Todėl, dirbant indukcinėje krosnyje, induktorius turi būti pastatytas vertikaliai, prieš įjungiant krosnį, ant induktoriaus reikia uždėti įžemintą ekraną. Įjungus krosnį, reikia iš tolo stebėti tiglyje vykstančius procesus, o baigus darbą nedelsiant jį išjungti.

Kai naudojate naminę indukcinę krosnį, turite:

1. Imkitės priemonių apsaugoti orkaitės naudotoją nuo galimos aukšto dažnio spinduliuotės.
2. Atsižvelkite į nudegimų nuo induktoriaus galimybę.

Dirbant su virykle reikia atsižvelgti ir į šiluminius pavojus. Palietus odą karštu induktoriumi, galite stipriai nudeginti.

Indukcinė krosnis dažnai naudojama metalurgijos srityje, todėl ši sąvoka yra gerai žinoma žmonėms, kurie vienu ar kitu laipsniu dalyvauja įvairių metalų lydymosi procese. Prietaisas leidžia magnetinio lauko generuojamą elektros energiją paversti šiluma.

Tokie prietaisai parduodami parduotuvėse už gana didelę kainą, tačiau jei turite minimalių lituoklio naudojimo įgūdžių ir galite skaityti elektronines grandines, galite pabandyti savo rankomis pasigaminti indukcinę krosnį.

Naminis prietaisas greičiausiai nebus tinkamas įgyvendinti sudėtingos užduotys, bet gana gerai susidoros su pagrindinėmis funkcijomis. Prietaisą galima surinkti naudojant veikiantį suvirinimo keitiklį, pagamintą iš tranzistorių, arba naudojant lempas. Dėl didelio efektyvumo produktyviausias yra lempų pagrindu pagamintas įrenginys.

Indukcinės krosnies veikimo principas

Įrenginio viduje esantis metalas įkaista paverčiant elektromagnetinius impulsus į šilumos energiją. Elektromagnetinius impulsus generuoja varinės vielos arba vamzdžio ritė.

Indukcinės krosnies ir šildymo kontūrų schema

Prijungus prietaisą, per ritę pradeda tekėti elektros srovė, aplink ją atsiranda elektrinis laukas, laikui bėgant keičiantis jo kryptį. Tokios instaliacijos funkcionalumą pirmasis aprašė Jamesas Maxwellas.

Šildomas objektas turi būti dedamas gyvatuko viduje arba šalia jo. Tikslinį objektą prasiskverbs magnetinės indukcijos srautas, o viduje atsiras magnetinis laukas sūkurio tipas. Taigi indukcinė energija virs šilumine energija.

Veislės

Priklausomai nuo konstrukcijos tipo, indukcinės viryklės paprastai skirstomos į du tipus:

• kanalas;
• Tiglis.

Pirmuosiuose įrenginiuose lydomas metalas yra prieš indukcinę ritę, o antrojo tipo krosnyje įdedamas į jos vidų.

Orkaitę galite surinkti atlikdami šiuos veiksmus:

1. Varinį vamzdį sulenkiame spiralės pavidalu. Iš viso reikia padaryti apie 15 posūkių, atstumas tarp kurių turi būti ne mažesnis kaip 5 mm. Tiglis turi būti laisvai išdėstytas spiralės viduje, kur vyks lydymosi procesas;
2. Gaminame patikimą įrenginio korpusą, kuris neturėtų leisti elektros srovės ir turi atlaikyti aukštą oro temperatūrą;
3. Droseliai ir kondensatoriai surenkami pagal aukščiau pateiktą schemą;
4. Prie grandinės prijungta neoninė lempa, kuri signalizuoja, kad prietaisas yra paruoštas darbui;
5. Talpai reguliuoti taip pat yra lituojamas kondensatorius.

Naudoti šildymui

Tokio tipo indukcinės krosnys taip pat gali būti naudojamos patalpoms šildyti. Dažniausiai jie naudojami kartu su katilu, kuris papildomai gamina šildymą saltas vanduo. Tiesą sakant, dizainai naudojami itin retai dėl to, kad dėl elektromagnetinės energijos nuostolių prietaiso efektyvumas yra minimalus.

Kitas trūkumas yra tai, kad prietaisas eksploatacijos metu sunaudoja daug elektros energijos, todėl įrenginys patenka į ekonomiškai nenaudingų kategoriją.

Sistemos aušinimas

Atskirai surinktame įrenginyje turi būti aušinimo sistema, nes eksploatacijos metu visi komponentai bus veikiami aukštų temperatūrų, o konstrukcija gali perkaisti ir sulūžti. Parduotuvėse įsigytose orkaitėse vėsinimas atliekamas vandeniu arba antifrizu.

Renkantis aušintuvą savo namams, pirmenybė teikiama variantams, kurie ekonominiu požiūriu yra pelningiausi.

Namų orkaitėms galite pabandyti naudoti įprastą ventiliatorių. Atkreipkite dėmesį, kad įrenginio negalima statyti per arti krosnies, nes metalinės ventiliatoriaus dalys neigiamai veikia įrenginio veikimą, taip pat gali atverti sūkurinius srautus ir sumažinti visos sistemos našumą.

Atsargumo priemonės naudojant įrenginį

Dirbdami su įrenginiu turėtumėte laikytis šių taisyklių:

• Kai kurie instaliacijos elementai, taip pat metalas, kuris tirpsta, yra stipriai veikiami šilumos, todėl kyla nudegimų pavojus;
• Naudodami lempinę orkaitę būtinai įdėkite ją į uždarą dėklą, kitaip kyla didelė elektros smūgio rizika;
• Prieš pradėdami dirbti su prietaisu, pašalinkite visas medžiagas iš įrenginio veikimo zonos. metaliniai elementai ir sudėtingi elektroniniai prietaisai. Prietaiso neturėtų naudoti žmonės, turintys širdies stimuliatorių.

Indukcinio tipo metalo lydymo krosnis gali būti naudojama skardavimui ir metalinių dalių formavimui.

Pakeitus kai kuriuos nustatymus, namų instaliaciją galima lengvai pritaikyti konkrečioms sąlygoms. Jei montuodami konstrukciją laikotės nurodytų diagramų ir taip pat laikotės pagrindinių saugos taisyklių, naminis prietaisas praktiškai nenusileis parduotuvės buitinei technikai.

Indukcinis lydymas yra plačiai naudojamas procesas juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijoje. Indukcinis lydymas dažnai yra pranašesnis už lydymą kuru naudojant energijos vartojimo efektyvumą, gaminių kokybę ir gamybos lankstumą. Šios išankstinės

šiuolaikinės elektros technologijos

savybes lemia specifinės fizinės indukcinių krosnių charakteristikos.

Indukcinio lydymosi metu kieta medžiaga, veikiama elektromagnetinio lauko, paverčiama skysta faze. Kaip ir indukcinio šildymo atveju, šiluma išsiskiria išlydytoje medžiagoje dėl Džaulio efekto dėl sukeltų sūkurinių srovių. Pirminė srovė, einanti per induktorių, sukuria elektromagnetinį lauką. Nepriklausomai nuo to, ar elektromagnetinis laukas yra koncentruotas magnetinėmis šerdimis, ar ne, sujungta induktoriaus-apkrovos sistema gali būti pavaizduota kaip transformatorius su magnetine šerdimi arba kaip oro transformatorius. Sistemos elektrinis efektyvumas labai priklauso nuo feromagnetinių komponentų lauką įtakojančių charakteristikų.

Kartu su elektromagnetiniais ir šiluminiais reiškiniais procese indukcinis lydymas Svarbų vaidmenį atlieka elektrodinaminės jėgos. Į šias jėgas reikia atsižvelgti, ypač lydant galingose ​​indukcinėse krosnyse. Lydalo indukuotų elektros srovių sąveika su susidariusiu magnetiniu lauku sukelia mechaninę jėgą (Lorenco jėgą)

Slėgio lydalo srautai

Ryžiai. 7.21. Elektromagnetinių jėgų veikimas

Pavyzdžiui, jėgos sukeltas turbulentinis lydalo judėjimas yra labai svarbus tiek geram šilumos perdavimui, tiek nelaidžių dalelių susimaišymui ir sukibimui lydaloje.

Yra du pagrindiniai indukcinių krosnių tipai: indukcinės tiglio krosnys (IFC) ir indukcinės kanalinės krosnys (ICF). ITP išlydyta medžiaga paprastai kraunama gabalais į tiglį (7.22 pav.). Induktorius dengia tiglį ir išlydytą medžiagą. Kadangi magnetinėje grandinėje nėra koncentruojančio lauko, elektromagnetinis ryšys tarp

šiuolaikinės elektros technologijos

Induktorius ir apkrova labai priklauso nuo keraminio tiglio sienelės storio. Siekiant užtikrinti aukštą elektros efektyvumą, izoliacija turi būti kuo plonesnė. Kita vertus, pamušalas turi būti pakankamai storas, kad atlaikytų šiluminį įtempimą ir

metalo judėjimas. Todėl reikėtų ieškoti kompromiso tarp elektros ir stiprumo kriterijų.

Svarbios indukcinio lydymosi ITP charakteristikos yra lydalo ir menisko judėjimas dėl elektromagnetinių jėgų įtakos. Lydalo judėjimas užtikrina vienodą temperatūros pasiskirstymą ir homogeninę cheminę sudėtį. Maišymo efektas lydalo paviršiuje sumažina medžiagų nuostolius papildomai apkraunant mažo dydžio įkrovą ir priedus. Nepaisant pigių medžiagų naudojimo, užtikrinamas pastovios sudėties lydalo atkūrimas aukštos kokybės liejimas

Priklausomai nuo dydžio, lydomos medžiagos tipo ir taikymo srities, ITP veikia pramoniniu (50 Hz) arba vidutiniu dažniu.

šiuolaikinės elektros technologijos

dažniais iki 1000 Hz. Pastarieji tampa vis svarbesni dėl didelio efektyvumo lydant ketų ir aliuminį. Kadangi lydalo judėjimas esant pastoviai galiai susilpnėja didėjant dažniui, didesni galios tankiai ir atitinkamai didesnis produktyvumas tampa prieinami esant aukštesniems dažniams. Dėl didesnės galios sutrumpėja lydymosi laikas, o tai lemia didinant efektyvumą procesas (palyginti su pramoniniu dažniu veikiančiomis krosnelėmis). Atsižvelgdama į kitus technologiniai pranašumai, pavyzdžiui, lankstumas keičiant lydytas medžiagas, vidutinio dažnio ITP yra suprojektuoti kaip didelės galios lydymo įrenginiai, kurie šiuo metu dominuoja geležies liejyklų pramonėje. Šiuolaikinės galingos vidutinio dažnio ITS, skirtos ketaus lydymui, galios iki 12 tonų, o galia – iki 10 MW. Pramoninio dažnio ITP yra sukurti didesniam pajėgumui nei vidutinio dažnio, iki 150 tonų ketaus lydymui. Intensyvus vonios maišymas ypač svarbus lydant vienalyčius lydinius, tokius kaip žalvaris, todėl šioje srityje plačiai naudojami pramoninio dažnio ITP. Lydymui naudojamos tiglio krosnys, jos šiuo metu naudojamos ir laikymui skystas metalas prieš pilant.

Pagal IHP energijos balansą (7.23 pav.), beveik visų tipų krosnių elektrinio naudingumo lygis yra apie 0,8. Maždaug 20% ​​pradinės energijos prarandama induktoriuje Joe šilumos pavidalu. Šilumos nuostolių per tiglio sieneles santykis su lydaloje indukuota elektros energija siekia 10%, taigi bendras krosnies efektyvumas yra apie 0,7.

Antrasis plačiai naudojamas indukcinių krosnių tipas yra IKP. Jie naudojami liejimui, sendinimui ir ypač lydymui juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijoje. ICP paprastai sudaro keraminė vonia ir vienas ar daugiau indukcinių blokų (7.24 pav.). IN

Iš esmės indukcinį vienetą galima pavaizduoti kaip transformaciją

IKP veikimo principas reikalauja nuolat uždarytos antrinės kilpos, todėl šios krosnys veikia su skystu lydalo likučiu. Naudinga šiluma daugiausia generuojama mažo skerspjūvio kanale. Tirpalo cirkuliacija, veikiama elektromagnetinių ir šiluminių jėgų, užtikrina pakankamą šilumos perdavimą į didžiąją lydalo dalį, esančią vonioje. Iki šiol ICP buvo skirti pramoniniams dažniams, tačiau tiriamieji darbai atliekami ir aukštesniems dažniams. Dėl kompaktiškos krosnies konstrukcijos ir labai geros elektromagnetinės jungties jos elektrinis naudingumo koeficientas siekia 95%, o bendras efektyvumas siekia 80% ir net 90%, priklausomai nuo lydomos medžiagos.

Pagal technologines sąlygas Skirtingoms ICP programoms reikia skirtingo dizaino indukcinių kanalų. Vieno kanalo krosnys daugiausia naudojamos sendinimui ir liejimui,

šiuolaikinės elektros technologijos

plieno lydymas yra rečiau paplitęs esant įrengtoms galioms iki 3 MW. Spalvotųjų metalų lydymui ir laikymui pageidautina dviejų kanalų konstrukcija geriausias naudojimas energijos. Aliuminio lydymo įrenginiuose kanalai yra pagaminti tiesiai, kad būtų lengviau valyti.

Aliuminio, vario, žalvario ir jų lydinių gamyba yra pagrindinė IKP taikymo sritis. Šiandien galingiausi ICP su talpa

Aliuminio lydymui naudojama iki 70 tonų ir iki 3 MW galia. Kartu su dideliu elektriniu efektyvumu aliuminio gamyboje labai svarbūs maži lydymosi nuostoliai, o tai lemia ICP pasirinkimą.

Perspektyvios indukcinio lydymosi technologijos taikymo sritys yra didelio grynumo metalų, tokių kaip titanas ir jo lydiniai, gamyba šalto tiglio indukcinėse krosnyse ir keramikos, pavyzdžiui, cirkonio silikato ir cirkonio oksido, lydymas.

Lydant indukcinėse krosnyse aiškiai parodomi indukcinio šildymo privalumai, tokie kaip didelis energijos tankis ir produktyvumas, lydalo homogenizacija dėl maišymo, tikslus.

šiuolaikinės elektros technologijos

energijos ir temperatūros valdymas, taip pat automatinio proceso valdymo paprastumas, rankinio valdymo paprastumas ir didesnis lankstumas. Aukštos elektrinės ir šiluminis efektyvumas kartu su mažais lydymosi nuostoliais ir dėl to sutaupo žaliavų, dėl to sumažėja savitasis energijos suvartojimas ir aplinkos konkurencingumas.

Dėl praktinių tyrimų, paremtų skaitmeniniais elektromagnetinių ir hidrodinaminių problemų sprendimo metodais, indukcinių lydymo prietaisų pranašumas prieš kuro įrenginius nuolat didėja. Kaip pavyzdį galime pažymėti IKP plieninio korpuso vidinę dangą varinėmis juostelėmis vario lydymui. Sumažinus sūkurinių srovių nuostolius, krosnies efektyvumas padidėjo 8%, o jis pasiekė 92%.

Tolesnis indukcinio lydymosi ekonominių charakteristikų pagerinimas galimas naudojant šiuolaikinės technologijos valdikliai, tokie kaip tandemas arba dvigubas galios valdymas. Du tandeminiai ITP turi vieną maitinimo šaltinį, o kol viename vyksta lydymasis, kitame išlydytas metalas laikomas liejimui. Maitinimo šaltinio perjungimas iš vienos krosnies į kitą padidina jo panaudojimą. Tolimesnė šio principo plėtra – dvigubas galios valdymas (7.25 pav.), užtikrinantis ilgalaikį vienalaikį krosnių veikimą be perjungimų naudojant specialų automatinį procesų valdymą. Taip pat reikia pažymėti, kad neatskiriama lydymo ekonomikos dalis yra visos reaktyviosios galios kompensavimas.

Apibendrinant, norėdami parodyti energiją ir medžiagas taupančios indukcinės technologijos pranašumus, galime palyginti kuro ir elektroterminius aliuminio lydymo metodus. Ryžiai. 7.26 rodo reikšmingą energijos suvartojimo sumažėjimą vienai tonai aliuminio lydant

7 skyrius. Šiuolaikinių elektros technologijų energijos taupymo galimybės

□ metalo praradimas; Shch tirpsta

šiuolaikinės elektros technologijos

50 tonų talpos indukcinių kanalų krosnis Galutinės energijos sąnaudos sumažėja maždaug 60%, o pirminė energija - 20%. Tuo pačiu metu žymiai sumažėja CO2 emisija. (Visi skaičiavimai pagrįsti tipiniais Vokietijos energijos konversijos ir CO2 emisijos koeficientais mišrioms elektrinėms). Gauti rezultatai išryškina ypatingą metalo nuostolių lydymosi metu įtaką, susijusią su jo oksidacija. Jų kompensavimui reikia didelių papildomų energijos sąnaudų. Pastebėtina, kad vario gamyboje metalo nuostoliai lydant taip pat yra dideli ir į juos reikia atsižvelgti renkantis konkrečią lydymo technologiją.

Indukcinė lydymo krosnis buvo naudojama metalams ir lydiniams lydyti pastaruosius kelis dešimtmečius. Prietaisas tapo plačiai paplitęs metalurgijos ir mechaninės inžinerijos srityse, taip pat juvelyrikos srityje. Jei norite, galite patys pasidaryti paprastą šios įrangos versiją. Pažvelkime atidžiau į indukcinės krosnies veikimo principą ir ypatybes.

Indukcinio šildymo principas

Kad metalas pereitų iš vienos agregacijos būsenos į kitą, jis turi būti įkaitintas iki pakankamai aukštos temperatūros. Be to, kiekvienas metalas ir lydinys turi savo lydymosi temperatūrą, kuri priklauso nuo cheminės sudėties ir kitų veiksnių. Indukcinė lydymosi krosnis šildo medžiagą iš vidaus, sukurdama sūkurines sroves, kurios praeina kristalinė gardelė. Nagrinėjamas procesas yra susijęs su rezonanso reiškiniu, dėl kurio padidėja sūkurinių srovių stiprumas.

Prietaiso veikimo principas turi šias savybes:

1. Ritės viduje suformuota erdvė skirta ruošiniui sutalpinti. Šis šildymo būdas pramoninėmis sąlygomis gali būti naudojamas tik tada, kai sukuriamas didelis įrenginys, į kurį galima dėti įvairaus dydžio mišinius.
2. Įdiegta ritė gali būti įvairių formų, pavyzdžiui, aštuonių figūrų, tačiau labiausiai paplitusi yra spiralė. Verta manyti, kad ritės forma parenkama atsižvelgiant į šildomo ruošinio savybes.

Kad būtų sukurtas kintamasis magnetinis laukas, įrenginys prijungiamas prie buitinio maitinimo tinklo. Norint pagerinti gauto lydinio kokybę su dideliu sklandumu, naudojami aukšto dažnio generatoriai.

Indukcinės krosnies projektavimas ir naudojimas

Jei pageidaujate, galite sukurti indukcinę krosnį metalui lydyti iš laužo medžiagų. Klasikinį dizainą sudaro trys blokai:

1. Generatorius, sukuriantis aukšto dažnio kintamąją srovę. Būtent jis sukuria elektros srovę, kuri paverčiama magnetiniu lauku, praeinančiu per medžiagą ir pagreitinančiu dalelių judėjimą. Dėl šios priežasties metalas ar lydiniai pereina iš kieto į skystą.
2. Induktorius yra atsakingas už magnetinio lauko, kuris šildo metalą, sukūrimą.
3. Tiglis skirtas medžiagoms lydyti. Jis dedamas į induktorių, o apvija prijungta prie srovės šaltinių.

Konversijos procesas elektros srovė magnetiniame lauke šiandien naudojamas dažniausiai įvairios pramonės šakos industrija.

Pagrindiniai induktoriaus pranašumai yra šie:

1. Šiuolaikinis prietaisas gali nukreipti magnetinį lauką ir taip padidinti efektyvumą. Kitaip tariant, įkrovimas šildomas, o ne įrenginys.
2. Dėl tolygaus magnetinio lauko pasiskirstymo ruošinys įkaista tolygiai. Tokiu atveju nuo prietaiso įjungimo momento iki įkrovimo ištirpimo praeina šiek tiek laiko.
3. Gauto lydinio homogeniškumas, taip pat jo aukšta kokybė.
4. Kaitinant ir lydant metalą, nesusidaro garavimas.
5. Pats įrenginys yra saugus naudoti ir nesukelia toksinių medžiagų susidarymo.

Tiesiog yra didžiulė suma įvairių variantų naminių indukcinių krosnių dizainas, kurių kiekviena turi savo specifines savybes.

Indukcinių krosnių tipai

Atsižvelgdami į prietaisų klasifikaciją, pažymime, kad ruošiniai gali būti kaitinami tiek ritės viduje, tiek išorėje. Štai kodėl yra dviejų tipų indukcinės krosnys:

1. Kanalas. Šio tipo įrenginyje yra nedideli kanalai, esantys aplink induktorių. Norint sukurti kintamąjį magnetinį lauką, viduje yra šerdis.
2. Tiglis. Šiai konstrukcijai būdingas specialus konteineris, vadinamas tigliu. Jis pagamintas iš ugniai atsparaus metalo, kurio lydymosi temperatūra yra aukšta.

Svarbu, kad kanalinės indukcinės krosnys būtų didelių gabaritų ir skirtos pramoniniam metalo lydymui. Dėl nuolatinio lydymosi proceso galima gauti didelį išlydyto metalo kiekį. Kanalinės indukcinės krosnys naudojamos aliuminio ir ketaus, taip pat kitų spalvotųjų metalų lydinių lydymui.

Tiglio indukcinės krosnys pasižymi palyginti mažais dydžiais. Dažniausiai tokio tipo prietaisai naudojami papuošalų gamyboje, taip pat metalo lydymui namuose.

Kurdami krosnį savo rankomis, galite reguliuoti galią keisdami apsisukimų skaičių. Verta atsižvelgti į tai, kad didėjant įrenginio galiai, reikia didesnės baterijos, nes didėja energijos sąnaudos. Siekiant sumažinti pagrindinių konstrukcinių elementų temperatūrą, įrengiamas ventiliatorius. Ilgai eksploatuojant krosnelę, pagrindiniai jos elementai gali smarkiai įkaisti, į ką verta atsižvelgti.

Indukcinės krosnys su lempomis tapo dar plačiau paplitusios. Panašų dizainą galite padaryti patys. Surinkimo procesas turi šias funkcijas:

1. Varinis vamzdis naudojamas induktoriui sukurti, kuriam jis sulenktas spirale. Galai taip pat turi būti dideli, o tai reikalinga norint prijungti įrenginį prie srovės šaltinio.
2. Induktorius turi būti dedamas į korpusą. Jis pagamintas iš karščiui atsparios medžiagos, kuri gali atspindėti šilumą.
3. Lempos kaskados jungiamos pagal grandinę su kondensatoriais ir droseliais.
4. Prijungta neoninė indikatoriaus lemputė. Jis įtrauktas į grandinę, nurodantis, kad įrenginys paruoštas darbui.
5. Prie sistemos prijungtas kintamasis kondensatorius.

Svarbus dalykas yra tai, kaip sistema gali būti aušinama. Eksploatuojant beveik visas indukcines krosnis, pagrindiniai konstrukciniai elementai gali įkaisti iki aukštos temperatūros. Pramoninėje įrangoje yra priverstinio aušinimo sistema, kuri veikia vandeniu arba antifrizu. Norint savo rankomis sukurti vandens aušinimo dizainą, reikia nemažai pinigų.

Namuose įrengta oro aušinimo sistema. Šiuo tikslu įrengiami ventiliatoriai. Jie turi būti išdėstyti taip, kad būtų užtikrintas nuolatinis šalto oro srautas į pagrindinius krosnies konstrukcinius elementus.