Схема индукционной печи: Простая индукционная печь своими руками по схеме

Содержание

Простая индукционная печь своими руками по схеме

Индукционная печь — это словосочетание хорошо знакомо тем, чья профессия косвенно или напрямую связана с металлургией. Ведь именно в таких печах осуществляется процесс плавки металла.

Принцип работы индукционной печи — это процесс получения тепла от электричества, вырабатываемого переменным магнитным полем. В печах индукционного типа происходит преобразование энергии по схеме электромагнитная-электрическая-тепловая.

Индукционные печи подразделяются по видам:

— канальные;

— тигельные.

Для канального типа печей характерно расположение индуктора с сердечником внутри металла.
В тигельной — индуктор располагается вокруг металла.

У индукционных печей имеется целый ряд преимуществ по сравнению с другими печками или котлами:

— моментальный разогрев;
— фокусировка энергии;
— безопасность и экологическая чистота устройства;
— отсутствие угара;
— большие возможности в выборе емкости, рабочей частоты.

В промышленности такие печи используют для плавки чугуна и стали, меди и алюминия, а также драгоценных металлов. Эти печи имеют различную емкость и частоту.
Именно принцип работы индукционной печи привел к созданию известной всем нам в быту микроволновой печи.

Индукционная печь


Собираем индукционную печь самостоятельно по схеме

При наличии специальной электрической схемы для этого устройства, вполне реально сделать ее своими руками. Вам необходим высокочастотный генератор с частотой колебаний 27,12 МГц.

Схема собирается на 4-х электронных лампах(тетрадах), нужна также нелегкая лампа для сигнализации о готовности к началу работы.

Особенностью такой индукционной печи, собранной своими руками по такой схеме, будет то, что ручка конденсатора находится снаружи. А, самое главное, что часть металла, расположенная в катушке, расплавится очень быстро даже в устройстве с малой мощностью.

Индукционная печь своими руками — схема


Прежде, чем собрать индукционную печь своими руками, надо прояснить, от каких факторов зависит скорость плавки металла:

— от скорости теплопередачи;

— от мощности генератора;

— от вихревых потерь и потерь на гистерезисе;

— от частоты.

Используйте лампы высокой мощности, но не более 4 штук. Питание печи будет происходить от сети 220В с выпрямителем. Если вы будете использовать печь для плавки металла, используйте графитовые щётки, если для обогрева — нихромовую спираль.

Собрать индукционную печь своими руками несложно и экономически выгодно. Ее можно применять для обогрева гаража, дачи или как дополнительный источник обогрева своего жилища.

Посмотрите видео

Читайте также:

Муфельная печь: особенности конструкции, собираем сами

Делаем индукционные котлы отопления своими руками

Индукционные нагреватели и печи своими руками: от теории к реализации

Индукционная печь изобретена давно, еще в 1887 г, С. Фарранти. Первая промышленная установка заработала в 1890 г. на фирме Benedicks Bultfabrik.

Долгое время индукционные печи и в индустрии были экзотикой, но не вследствие дороговизны электричества, тогда оно было не дороже теперешнего. В процессах, происходящих в индукционных печах, было еще много непонятного, а элементная база электроники не позволяла создавать эффективные схемы управления ими.

В индукционно-печной сфере переворот произошел буквально на глазах в наши дни, благодаря появлению, во-первых, микроконтроллеров, вычислительная мощность которых превышает таковую персональных компьютеров десятилетней давности. Во-вторых, благодаря… мобильной связи. Ее развитие потребовало появления в продаже недорогих транзисторов, способных отдавать мощность в несколько кВт на высоких частотах. Они, в свою очередь, были созданы на основе полупроводниковых гетероструктур, за исследования которых российский физик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию.

В конечном итоге, индукционные печки не только совершенно преобразились в промышленности, но и широко вошли в быт. Интерес к предмету породил массу самоделок, которые, в принципе, могли бы быть полезными.

Но большинство авторов конструкций и идей (описаний которых в источниках много больше, чем работоспособных изделий) плоховато представляют себе как основы физики индукционного нагрева, так и потенциальную опасность неграмотно выполненных конструкций. Настоящая статья призвана прояснить некоторые наиболее смутные моменты. Материал построен на рассмотрении конкретных конструкций:

  1. Промышленной канальной печи для плавки металла, и возможности ее создания самостоятельно.
  2. Тигельных печей индукционного типа, самых простых в исполнении и наиболее популярных среди самодельщиков.
  3. Индукционных водогрейных котлов, стремительно вытесняющих бойлеры с ТЭНами.
  4. Бытовых варочных индукционных приборов, конкурирующих с газовыми плитами и по ряду параметров превосходящих микроволновки.

Примечание: все рассматриваемые устройства основаны на магнитной индукции, создаваемой катушкой индуктивности (индуктором), поэтому и называются индукционными.

В них можно плавить/нагревать только электропроводящие материалы, металлы и т.п. Есть еще электроиндукционные емкостные печи, основанные на электрической индукции в диэлектрике между обкладками конденсатора, они применяются для «нежного» плавления и электротермообработки пластиков. Но распространены они гораздо меньше индукторных, рассмотрение их требует отдельного разговора, поэтому пока оставим.

Принцип действия

Принцип работы индукционной печи иллюстрирует рис. справа. В сущности она – электрический трансформатор с короткозамкнутой вторичной обмоткой:

Принцип действия индукционной печи

  • Генератор переменного напряжения G создает в индукторе L (heating coil) переменный ток I1.
  • Конденсатор С совместно с L образуют колебательный контур, настроенный на рабочую частоту, это в большинстве случаев повышает техпараметры установки.
  • Если генератор G автоколебательный, то С часто исключают из схемы, используя вместо него собственную емкость индуктора. Она у описанных ниже высокочастотных индукторов составляет несколько десятков пикофарад, что как раз соответствует рабочему диапазону частот.
  • Индуктор в соответствии с уравнениями Максвелла создает в окружающем пространстве переменное магнитное поле с напряженностью H. Магнитное поле индуктора может как замыкаться через отдельный ферромагнитный сердечник, так и существовать в свободном пространстве.
  • Магнитное поле, пронизывая помещенную в индуктор заготовку (или плавильную шихту) W, создает в ней магнитный поток Ф.
  • Ф, если W электропроводящая, индуцирует в ней вторичный ток I2, то тем же уравнениям Максвелла.
  • Если Ф достаточно массивна и цельная, то I2 замыкается внутри W, образуя вихревой ток, или ток Фуко.
  • Вихревые токи по закону Джоуля-Ленца отдает полученную им через индуктор и магнитное поле от генератора энергию, нагревая заготовку (шихту).

Электромагнитное взаимодействие с точки зрения физики достаточно сильно и обладает довольно высоким дальнодействием. Поэтому, несмотря на многоступенчатое преобразование энергии, индукционная печь способна показать в воздухе или вакууме КПД до 100%.

Примечание: в среде из неидеального диэлектрика с диэлектрической проницаемостью >1 потенциально достижимый КПД индукционных печей падает, а в среде с магнитной проницаемостью >1 добиться высокого КПД проще.

Канальная печь

Канальная индукционная плавильная печь – первая из примененных в промышленности. Она и конструктивно похожа на трансформатор, см. рис. справа:

Канальная индукционная печь

  1. Первичная обмотка, питаемая током промышленной (50/60 Гц) или повышенной (400 Гц) частоты, выполнена из медной, охлаждаемой изнутри жидким теплоносителем, трубки;
  2. Вторичная короткозамкнутая обмотка – расплав;
  3. Кольцеобразный тигель из жаростойкого диэлектрика, в котором помещается расплав;
  4. Наборный из пластин трансформаторной стали магнитопровод.

Канальные печи используются для переплавки дюраля, цветных спецсплавов, получения высококачественного чугуна. Промышленные канальные печи требуют затравки расплавом, иначе «вторичка» не замкнется накоротко и нагрева не будет. Или между крошками шихты возникнут дуговые разряды, и вся плавка просто взорвется. Поэтому перед пуском печи в тигель наливают немного расплава, а переплавленную порцию выливают не до конца. Металлурги говорят, что канальная печь имеет остаточную емкость.

Канальную печь на мощность до 2-3 кВт можно сделать и самому из сварочного трансформатора промышленной частоты. В такой печи можно расплавить до 300-400 г цинка, бронзы, латуни или меди. Можно переплавлять дюраль, только отливке нужно по остывании дать состариться, от нескольких часов до 2-х недель, в зависимости от состава сплава, чтобы набрала прочность, вязкость и упругость.

Примечание: дюраль вообще был изобретен случайно. Разработчики, обозлившись, что легировать алюминий никак не удается, бросили в лаборатории очередной «никакой» образец и ушли в загул с горя. Протрезвились, вернулись – а никакой изменил цвет. Проверили – а он набрал прочность едва ли не стали, оставшись легким, как алюминий.

«Первичку» трансформатора оставляют штатной, она уже рассчитана на работу в режиме КЗ вторички сварочной дугой. «Вторичку» снимают (ее потом можно поставить обратно и использовать трансформатор по прямому назначению), а вместо нее надевают кольцевой тигель. Но пытаться переделать в канальную печь сварочный ВЧ-инвертор опасно! Его ферритовый сердечник перегреется и разлетится в куски из-за того, что диэлектрическая проницаемость феррита >>1, см. выше.

Проблема остаточной емкости в маломощной печке отпадает: в шихту для затравки кладут проволочку из того же металла, согнутую в кольцо и со скрученными концами. Диаметр проволоки – от 1 мм/кВт мощности печи.

Но появляется проблема кольцевого тигля: единственный подходящий для малого тигля материал – электрофарфор. В домашних условиях обработать его самому невозможно, а где взять покупной подходящий? Прочие огнеупоры не годятся вследствие высоких диэлектрических потерь в них или пористости и малой механической прочности. Поэтому, хотя канальная печь дает плавку высочайшего качества, не требует электроники, а ее КПД уже при мощности 1 кВт превышает 90%, у самодельщиков они не в ходу.

Под обычный тигель

Устройство тигельной индукционной печи

Остаточная емкость раздражала металлургов – сплавы-то плавились дорогие. Поэтому, как только в 20-х годах прошлого века появились достаточно мощные радиолампы, тут же родилась идея: выкинуть на (не будем повторять профессиональные идиомы суровых мужиков) магнитопровод, а обычный тигель засунуть прямо в индуктор, см. рис.

На промышленной частоте так не сделаешь, магнитное поле низкой частоты без концентрирующего его магнитопровода расползется (это т. наз. поле рассеяния) и отдаст свою энергию куда угодно, только не в расплав. Компенсировать поле рассеяния можно повышением частоты до высокой: если диаметр индуктора соизмерим с длиной волны рабочей частоты, а вся система – в электромагнитном резонансе, то до 75% и более энергии ее электромагнитного поля будет сосредоточено внутри «бессердечной» катушки. КПД выйдет соответственный.

Однако уже в лабораториях выяснилось, что авторы идеи проглядели очевидное обстоятельство: расплав в индукторе, хотя бы и диамагнитный, но электропроводящий, за счет собственного магнитного поля от вихревых токов изменяет индуктивность нагревательной катушки. Начальную частоту понадобилось устанавливать под холодную шихту и менять по мере ее плавления. Причем в пределах тем больших, чем больше заготовка: если для 200 г стали можно обойтись диапазоном в 2-30 МГц, то для болванки с железнодорожную цистерну начальная частота будет около 30-40 Гц, а рабочая – до нескольких кГц.

Подходящую автоматику на лампах сделать сложно, «тянуть» частоту за болванкой – нужен высококвалифицированный оператор. Кроме того, на низких частотах сильнейшим образом проявляет себя поле рассеяния. Расплав, который в такой печи еще и сердечник катушки, до некоторой степени собирает магнитное поле возле нее, но все равно, для получения приемлемого КПД понадобилось окружать всю печь мощным ферромагнитным экраном.

Тем не менее, благодаря своим выдающимся достоинствам и уникальным качествам (см. далее) тигельные индукционные печи широко применяются и в промышленности, и самодельщиками. Поэтому остановимся подробнее на том, как правильно сделать такую своими руками.

Немного теории

При конструировании самодельной «индукционки» нужно твердо помнить: минимум потребляемой мощности не соответствует максимуму КПД, и наоборот. Минимальную мощность от сети печка возьмет при работе на основной резонансной частоте, Поз. 1 на рис. Болванка/шихта при этом (и на более низких, дорезонансных частотах) работает как один короткозамкнутый виток, а в расплаве наблюдается всего одна конвективная ячейка.

Режимы работы тигельной индукционной печи

В режиме основного резонанса в печке на 2-3 кВт можно расплавить до 0,5 кг стали, но разогрев шихты/заготовки займет до часа и более. Соответственно, общее потребление электричества от сети будет большим, а общий КПД – низким. На дорезонансных частотах – еще ниже.

Вследствие этого индукционные печи для плавки металла работают чаще всего на 2-й, 3-й и др. высших гармониках (Поз. 2 на рис.) Требуемая для разогрева/расплавления мощность при этом возрастает; для того же полкило стали на 2-й понадобится 7-8 кВт, на 3-ей 10-12 кВт. Но прогрев происходит очень быстро, за минуты или доли минут. Поэтому и КПД выходит высокий: печка не успевает «съесть» много, как расплав уже можно лить.

У печей на гармониках есть важнейшее, даже уникальное достоинство: в расплаве возникает несколько конвективных ячеек, мгновенно и тщательно его перемешивающих. Поэтому можно вести плавку в режиме т. наз. быстрой шихты, получая сплавы, которые в любых других плавильных печах выплавить принципиально невозможно.

Если же «задрать» частоту в 5-6 и более раз выше основной, то КПД несколько (ненамного) падает, но проявляется еще одно замечательное свойство индукционки на гармониках: поверхностный нагрев вследствие скин-эффекта, вытесняющего ЭМП к поверхности заготовки, Поз. 3 на рис. Для плавки этот режим используется редко, но для разогрева заготовок под поверхностную цементацию и закалку – милое дело. Современная техника без такого способа термообработки была бы просто невозможна.

О левитации в индукторе

А теперь проделаем фокус: накрутим первые 1-3 витка индуктора, затем перегнем трубку/шину на 180 градусов, и остальную обмотку навьем в обратном направлении (Поз 4 на рис.) Подключим к генератору, введем в индуктор тигель в шихтой, дадим ток. Дождемся расплавления, уберем тигель. Расплав в индукторе соберется в сферу, которая там останется висеть, пока не выключим генератор. Тогда – упадет вниз.

Эффект электромагнитной левитации расплава используют для очистки металлов путем зонной плавки, для получение высокоточных металлических шариков и микросфер, и т.п. Но для надлежащего результата плавку нужно вести в высоком вакууме, поэтому здесь о левитации в индукторе упомянуто только для сведения.

Зачем индуктор дома?

Как видим, даже маломощная индукционная печка для квартирной проводки и лимитов потребления мощновата. Для чего же стоит ее делать?

Индукционный нагрев для закалки

Во-первых, для очистки и разделения драгоценных, цветных и редких металлов. Берем, к примеру, старый советский радиоразъем с позолоченными контактами; золота/серебра на плакировку тогда не жалели. Кладем контакты в узкий высокий тигелек, суем в индуктор, плавим на основном резонансе (выражаясь профессионально, на нулевой моде). По расплавлении постепенно снижаем частоту и мощность, давая застыть болванке в течение 15 мин – получаса.

По остывании разбиваем тигелек, и что видим? Латунный столбик с ясно различимым золотым кончиком, который остается только отрезать. Без ртути, цианидов и прочих убийственных реагентов. Нагревом расплава извне любым способом этого не добиться, конвекция в нем не даст.

Индуктор для отпусковой индукционной печи

Ну, золото-золотом, а сейчас и черный металлолом на дороге не валяется. Но вот необходимость равномерного, или точно дозированного по поверхности/объему/температуре нагрева металлических деталей для качественной закалки у самодельщика или ИП-индивидуала всегда найдется. И тут опять выручит печка-индуктор, причем расход электричества будет посильным для семейного бюджета: ведь основная доля энергии нагрева приходится на скрытую теплоту плавления металла. А меняя мощность, частоту и расположение детали в индукторе, можно нагреть именно нужное место именно как надо, см. рис. выше.

Наконец, сделав индуктор специальной формы (см. рис. слева), можно отпустить закаленную деталь в нужном месте, на нарушая цементации с закалкой на конце/концах. Затем, где надо – гнем, плющим, а остальное остается твердым, вязким, упругим. В конце можно снова разогреть, где отпускали, и опять закалить.

Приступаем к печке: что нужно знать обязательно

Электромагнитное поле (ЭМП) воздействует на человеческий организм, хотя бы прогревая его во всем объеме, как мясо в микроволновке. Поэтому, работая с индукционной печью в качестве конструктора, мастера или эксплуатанта, нужно четко уяснить себе суть следующих понятий:

ППЭ – плотность потока энергии электромагнитного поля. Определяет общее физиологическое воздействие ЭМП на организм независимо от частоты излучения, т.к. ППЭ ЭМП одной и той же напряженности растет с ростом частоты излучения. По санитарным нормам разных стран допустимое значение ППЭ от 1 до 30 мВт на 1 кв. м. поверхности тела при постоянном (свыше 1 часа в сутки) воздействии и втрое-впятеро больше при однократном кратковременном, до 20 мин.

Примечание: особняком стоят США, у них допустимая ППЭ – 1000 мВт (!) на кв. м. тела. Фактически, американцы считают началом физиологического воздействия внешние его проявления, когда человеку уже становится плохо, а долговременные последствия облучения ЭМП полностью игнорируют.

ППЭ при удалении от точечного источника излучения падает по квадрату расстояния. Однослойная экранировка оцинковкой или мелкоячеистой оцинкованной сеткой снижает ППЭ в 30-50 раз. Вблизи катушки по ее оси ППЭ будет в 2-3 раза выше, чем сбоку.

Поясним на примере. Есть индуктор на 2 кВт и 30 МГц с КПД в 75%. Следовательно, наружу из него уйдет 0,5 кВт или 500 Вт. На расстоянии в 1 м от него (площадь сферы радиусом 1 м – 12,57 кв. м.) на 1 кв. м. придется 500/12,57=39,77 Вт, а на человека – около 15 Вт, это очень много. Индуктор нужно располагать вертикально, перед включением печи надевать на него заземленный экранирующий колпак, следить за процессом издали, а по его окончании немедленно выключать печь. На частоте в 1 МГц ППЭ упадет в 900 раз, и с экранированным индуктором можно работать без особых предосторожностей.

СВЧ – сверхвысокие частоты. В радиэлектронике СВЧ считают с т.наз. Q-диапазона, но по физиологии СВЧ начинается примерно со 120 МГц. Причина – электроиндукционный нагрев плазмы клеток и резонансные явления в органических молекулах. СВЧ обладает специфически направленным биологическим действием с долговременными последствиями. Достаточно получить 10-30 мВт в течение получаса, чтобы подорвать здоровье и/или репродуктивную способность. Индивидуальная восприимчивость к СВЧ крайне изменчива; работая с ним, нужно регулярно проходить специальную медкомиссию.

Пресечь СВЧ-излучение очень трудно, оно, как говорят профи, «сифонит» сквозь малейшую щелочку в экране или при малейшем нарушении качества заземления. Эффективная борьба с СВЧ-излучением аппаратуры возможна только на уровне его конструирования высококлассными специалистами.

К счастью, диапазон частот, в котором работают индукционные печи, до СВЧ не простирается. Но при неумелом конструировании или пользовании печь может войти в режим, при котором появляется паразитное СВЧ. Разумеется, этого следует всячески избегать.

Компоненты печи

Индуктор

Важнейшая часть индукционной печи – ее нагревательная катушка, индуктор. Для самодельных печей на мощность до 3 кВт пойдет индуктор из голой медной трубки диаметром 10 мм или медной же голой шины сечением не менее 10 кв. мм. Внутренний диаметр индуктора – 80-150 мм, количество витков – 8-10. Витки не должны соприкасаться, расстояние между ними – 5-7 мм. Также никакая часть индуктора не должна касаться его экрана; минимальный зазор – 50 мм. Поэтому для прохождения выводов катушки к генератору нужно предусмотреть окно в экране, не мешающее его снимать/ставить.

Индукторы промышленных печей охлаждают водой или антифризом, но на мощности до 3 кВт описанный выше индуктор при работе его в продолжении до 20-30 мин принудительного охлаждения не требует. Однако он сам при этом сильно нагревается, а окалина на меди резко снижает КПД печи вплоть до потери ею работоспособности. Сделать самому индуктор с жидкостным охлаждением невозможно, поэтому его придется время от времени менять. Применять принудительное воздушное охлаждение нельзя: пластиковый или металлический корпус вентилятора вблизи катушки «притянут» к себе ЭМП, перегреются, а КПД печи упадет.

Примечание: для сравнения – индуктор для плавильной печи на 150 кг стали согнут из медной трубы 40 мм наружным диаметром и 30 внутренним. Число витков – 7, диаметр катушки по внутри 400 мм, высота тоже 400 мм. Для его раскачки на нулевой моде нужно 15-20 кВт при наличии замкнутого контура охлаждения дистиллированной водой.

Генератор

Вторая главная часть печи – генератор переменного тока. Сделать индукционную печь, не владея основами радиоэлектроники хотя бы на уровне радиолюбителя средней квалификации, не стоит и пытаться. Эксплуатировать – тоже, ведь, если печка не под компьютерным управлением, настроить ее в режим можно, только чувствуя схему.

Схема генератора для индукционной печи, дающая паразитное СВЧ

При выборе схемы генератора следует всячески избегать решений, дающих жесткий спектр тока. В качестве антипримера приводим довольно распространенную схему на тиристорном ключе, см. рис. выше. Доступный специалисту расчет по прилагаемой к ней автором осциллограмме показывает, что ППЭ на частотах свыше 120 МГц от индуктора, запитанного таким образом, превышает 1 Вт/кв. м. на расстоянии 2,5 м от установки. Убийственная простота, ничего не скажешь.

Схема лампового генератора для индукционной печи

В качестве ностальгического курьеза приводим еще схему древнего лампового генератора, см. рис. справа. Такие делали советские радиолюбители еще в 50-х годах, рис. справа. Настройка в режим – воздушным конденсатором переменной емкости С, с зазором между пластинами не менее 3 мм. Работает только на нулевой моде. Индикатор настройки – неоновая лампочка Л. Особенность схемы – очень мягкий, «ламповый» спектр излучения, так что пользоваться этим генератором можно без особых мер предосторожности. Но – увы! – ламп для него сейчас не найдешь, а при мощности в индукторе около 500 Вт энергопотребление от сети – более 2 кВт.

Примечание: указанная на схеме частота 27,12 МГц не оптимальна, она выбрана из соображений электромагнитной совместимости. В СССР она была свободной («мусорной») частотой, для работы на которой разрешения не требовалось, лишь бы устройство помех никому не давало. А вообще-то С можно перестраивать генератор в довольно широком диапазоне.

Самодельная тигельная индукционная печь 50-х годов.

На следующем рис. слева – простейший генератор с самовозбуждением. L2 – индуктор; L1 – катушка обратной связи, 2 витка эмалированного провода диаметром 1,2-1,5 мм; L3 – болванка или шихта. В качестве контурной емкости используется собственная емкость индуктора, поэтому эта схема не требует настройки, она автоматически входит в режим нулевой моды. Спектр мягкий, но при неправильной фазировке L1 мгновенно сгорает транзистор, т.к. он оказывается в активном режиме с КЗ по постоянному току в цепи коллектора.

Схема простейшего генератора для индукционной печи

Также транзистор может сгореть просто от изменения наружной температуры или саморазогрева кристалла – каких-либо мер по стабилизации его режима не предусмотрено. В общем, если у вас завалялись где-то старые КТ825 или им подобные, то начинать эксперименты по индукционному нагреву можно с этой схемки. Транзистор должен быть установлен на радиатор площадью не менее 400 кв. см. с обдувом от компьютерного или ему подобного вентилятора. Регулировка можности в индукторе, до 0,3 кВт – изменением напряжения питания в пределах 6-24 В. Его источник должен обеспечивать ток не менее 25 А. Мощность рассеивания резисторов базового делителя напряжения не менее 5 Вт.

Генератор-мультивибратор для индукционной печи

Схема на след. рис. справа – мультивибратор с индуктивной нагрузкой на мощных полевых тразисторах (450 B Uk, не менее 25 A Ik). Благодаря применению емкости в цепи колебательного контура дает довольно мягкий спектр, но внемодовый, поэтому пригоден для разогрева деталей до 1 кг для закалки/отпуска. Главный недостаток схемы – дороговизна компонент, мощных полевиков и быстродействующих (граничная частота не менее 200 кГц) высоковольтных диодов в их базовых цепях. Биполярные мощные транзисторы в этой схеме не работают, перегреваются и сгорают. Радиатор здесь такой же, как и в предыдущем случае, но обдува уже не нужно.

Следующая схема уже претендует на звание универсальной, мощностью до 1 кВт. Это – двухтактный генератор с независимым возбуждением и мостовым включением индуктора. Позволяет работать на 2-3 моде или в режиме поверхностного нагрева; частота регулируется переменным резистором R2, а диапазоны частот переключаются конденсаторами С1 и С2, от 10 кГц до 10 МГц. Для первого диапазона (10-30 кГц) емкость конденсаторов С4-С7 должна быть увеличена до 6,8 мкФ.

Схема универсального генератора для индукционной печи

Трансформатор между каскадами – на ферритовом кольце с площадью сечения магнитопровода от 2 кв. см. Обмотки – из эмалированного провода 0,8-1,2 мм. Радиатор транзисторов – 400 кв. см. на четверых с обдувом. Ток в индукторе практически синусоидальный, поэтому спектр излучения мягкий и на всех рабочих частотах дополнительных мер защиты не требуется, при условии работы до 30 мин в день через 2 дня на 3-й.

Видео: самодельный индукционный нагреватель в работе

Индукционные котлы

Индукционные водогрейные котлы, без сомнения, вытеснят бойлеры с ТЭНами везде, где электричество обходится дешевле других видов топлива. Но их неоспоримые достоинства породили и массу самоделок, от которых у специалиста иной раз буквально волосы дыбом встают.

Скажем, такая конструкция: пропиленовую трубу с проточной водой окружает индуктор, а он запитан от сварочного ВЧ-инвертора на 15-25 А. Вариант – из термостойкого пластика делают пустотелый бублик (тор), по патрубкам пропускают через него воду, а для нагрева обматывают шиной, образующий свернутый в кольцо индуктор.

ЭМП передаст свою энергию воде хорошо; та обладает неплохой электропроводностью и аномально высокой (80) диэлектрической проницаемостью. Вспомните, как стреляют в микроволновке оставшиеся на посуде капельки влаги.

Но, во-первых, для полноценного обогрева квартиры или частного дома зимой нужно не менее 20 кВт тепла, при тщательном утеплении снаружи. 25 А при 220 В дают всего 5,5 кВт (а сколько это электричество стоит по нашим тарифам?) при 100% КПД. Ладно, пусть мы в Финляндии, где электричество дешевле газа. Но лимит потребления на жилье – все равно 10 кВт, а за перебор нужно платить по увеличенному тарифу. И квартирная проводка 20 кВт не выдержит, нужно тянуть отдельный фидер от подстанции. Во что такая работа обойдется? Если еще электрикам далеко до перебора мощности по району и они ее разрешат.

Затем, сам теплообменник. Он должен быть или металлическим массивным, тогда будет действовать только индукционный нагрев металла, или из пластика с низкими диэлектрическими потерями (пропилен, между прочим, к таким не относится, годится только дорогой фторопласт), тогда вода непосредственно поглотит энергию ЭМП. Но в любом случае выходит, что индуктор греет весь объем теплообменника, а воде тепло отдает только внутренняя его поверхность.

В итоге, ценой больших трудов с риском для здоровья, получаем бойлер с КПД пещерного костра.

Индукционный котел отопления промышленного изготовления устроен совсем по-иному: просто, но в домашних условиях невыполнимо, см. рис. справа:

Схема индукционного водогрейного котла

  • Массивный медный индуктор подключается непосредственно к сети.
  • Его ЭМП греет также массивный металлический лабиринт-теплообменник из ферромагнитного металла.
  • Лабиринт одновременно изолирует индуктор от воды.

Стоит такой бойлер в несколько раз дороже обычного с ТЭНом, и пригоден для установки только на пластиковые трубы, но взамен дает массу выгод:

  1. Никогда не сгорает – в нем нет раскаленной электроспирали.
  2. Массивный лабиринт надежно экранирует индуктор: ППЭ в непосредственной близости от 30 кВт индукционного бойлера – ноль.
  3. КПД – более чем 99,5%
  4. Абсолютно безопасен: собственная постоянная времени обладающей большой индуктивностью катушки – более 0,5 с, что в 10-30 раз больше времени срабатывания УЗО или автомата. Его еще ускоряет «отдача» от переходного процесса при пробое индуктивности на корпус.
  5. Сам же пробой вследствие «дубовости» конструкции исключительно маловероятен.
  6. Не требует отдельного заземления.
  7. Безразличен к удару молнии; сжечь массивную катушку ей не под силу.
  8. Большая поверхность лабиринта обеспечивает эффективный теплообмен при минимальном температурном градиенте, что почти исключает образование накипи.
  9. Огромная долговечность и простота пользования: индукционный бойлер совместно с гидромагнитной системой (ГМС) и фильтром-отстойником работает без обслуживания не менее 30 лет.

О самодельных котлах для ГВС

Схема индукционного водонагревателя для ГВС

Здесь на рис. приведена схема маломощного индукционного нагревателя для систем ГВС с накопительным баком. В ее основе – любой силовой трансформатор на 0,5-1,5 кВт с первичной обмоткой на 220 В. Очень хорошо подходят сдвоенные трансформаторы от старых ламповых цветных телевизоров – «гробов» на двухстержневом магнитопроводе типа ПЛ.

Вторичную обмотку с таких снимают, первичку перематывают на один стержень, увеличив количество ее витков для работы в режиме, близком к КЗ (короткому замыканию) по вторичке. Сама же вторичная обмотка – вода в U-образном колене из трубы, охватывающем другой стержень. Пластиковая труба или металлическая – на промчастоте все равно, но металлическая должна быть изолирована от остальной системы диэлектрическими вставками, как показано на рис, чтобы вторичный ток замыкался только через воду.

В любом случае такая водогрейка опасна: возможная протечка соседствует с обмоткой под сетевым напряжением. Если уж идти на такой риск, то в магнитопроводе нужно насверлить отверстие под болт-заземлитель, и прежде всего наглухо, в грунт, заземлить трансформатор и бак стальной шиной не менее 1,5 кв. см. (не кв. мм!).

Далее трансформатор (он должен располагаться непосредственно под баком), с подключенным к нему сетевым проводом в двойной изоляции, заземлителем и водогрейным витком заливают в одну «куклу» силиконовым герметиком, как моторчик помпы аквариумного фильтра. Наконец, крайне желательно весь агрегат подключить к сети через быстродействующее электронное УЗО.

Видео: “индукционный” котел на основе бытовой плитки

Индуктор на кухне

Варочная индукционная плита

Индукционные варочные поверхности для кухни стали уже привычными, см. рис. По принципу действия это та же индукционная печка, только в роли короткозамкнутой вторичной обмотки выступает днище любой металлической варочной посудины, см. рис. справа, а не только из ферромагнитного материала, как часто не знаючи пишут. Просто алюминиевая посуда выходит из употребления; медики доказали, что свободный алюминий – канцероген, а медная и оловянная давно уже не в ходу по причине токсичности.

Бытовая индукционная плитка – порождение века высоких технологий, хотя идея ее зародилась одновременно с индукционными плавильными печами. Во-первых, для изоляции индуктора от стряпни понадобился прочный, стойкий, гигиеничный и свободно пропускающий ЭМП диэлектрик. Подходящие стеклокерамические композиты появились в производстве сравнительно недавно, и на долю верхней пластины плиты приходится немалая доля ее стоимости.

Схема кухонной индукционной плиты

Затем, все варочные посудины разные, а их содержимое изменяет их электрические параметры, и режимы приготовления блюд тоже разные. Осторожным подкручиванием ручек до нужной моды тут и специалист не обойдется, нужен высокопроизводительный микроконтроллер. Наконец, ток в индукторе должен быть по санитарным требованиям чистой синусоидой, а его величина и частота должны сложным образом меняться сообразно степени готовности блюда. То есть, генератор должен быть с цифровым формированием выходного тока, управляемым тем самым микроконтроллером.

Делать кухонную индукционную плиту самому нет смысла: на одни только электронные компоненты по розничным ценам денег уйдет больше, чем на готовую хорошую плитку. И управлять этими приборами пока еще сложновато: у кого есть, тот знает, сколько там кнопочек или сенсоров с надписями: «Рагу», «Жаркое» и т.п. Автор этой статьи видал плитку, где значилось отдельно «Борщ флотский» и «Суп претаньер».

Тем не менее, индукционные плиты имеют массу преимуществ перед прочими:

  • Почти нулевая, в отличие от микроволновок, ППЭ, хоть сам на эту плитку садись.
  • Возможность программирования для приготовления самых сложных блюд.
  • Растопка шоколада, вытапливание рыбьего и птичьего жира, приготовление карамели без малейших признаков пригорания.
  • Высокая экономичность как следствие быстрого нагрева и почти полного сосредоточения тепла в варочной посуде.

Разогрев варочной посуды на индукционной плите и газовой конфорке

К последнему пункту: взгляните на рис. справа, там графики разогрева стряпни на индукционной плите и газовой конфорке. Кто знаком с интегрированием, тот сразу поймет, что индуктор на 15-20% экономичнее, а с чугунным «блином» его можно и не сравнивать. Затраты денег на энергоноситель при приготовлении большинства блюд для индукционной плиты сравнимы с газовой, а на тушение и варку густых супов даже меньше. Индуктор пока уступает газу только при выпечке, когда необходим равномерный прогрев со всех сторон.

Видео: неудавшийся индукционный нагреватель из кухонной плиты

В заключение

Итак, индукционные электроприборы для подогрева воды и приготовления пищи лучше покупать готовые, дешевле и проще выйдет. А вот завести самодельную индукционную тигельную печку в домашней мастерской не помешает: станут доступными тонкие способы плавки и термообработки металлов. Нужно только помнить о ППЭ с СВЧ и строго соблюдать правила конструирования, изготовления и эксплуатации.

Загрузка...

Обсуждение темы "Индукционная печь"

Ниже Вы можете поделиться своими мыслями и результатами с нашими читателями и постоянными посетителями.

Также можно задать вопросы автору*, он постарается на них ответить.

Индукционная печь. Схема индукционной печи.

Индукционная печь — индукционная плавильная печь, электротермическая установка для плавки материалов с использованием индукционного нагрева. В промышленности применяют в основном индукционные тигельные печи и индукционные канальные печи.

Индукционная нагревательная установка
Технология нагрева и нагревательное оборудование

Тигельная индукционная печь состоит из индуктора, представляющего собой соленоид, выполненный из медной водоохлаждаемой трубки, и тигля, который в зависимости от свойств расплава изготовляется из керамических материалов, а в специальных случаях — из графита, стали и др. В тигельных индукционных печах выплавляют сталь, чугун, драгоценные металлы, медь, алюминий, магний. Печи изготовляют с ёмкостью тигля от нескольких килограммов до нескольких сотен тонн. Они выполняются: открытыми, вакуумными, газонаполненными и компрессионными; питание печей осуществляется токами низкой, средней и высокой частоты.

Схемы индукционных плавильных печей

а — тигельная, б — канальная

1 — индуктор; 2 — расплавленный металл; 3 — тигель; 4 — магнитный сердечник; 5 — подовый камень с каналом тепловыделения

Основные узлы канальной индукционной печи: плавильная ванна и так называемая индукционная единица, в которую входят подовый камень, магнитный сердечник и индуктор. Отличие канальных печей от тигельных состоит в том, что преобразование электромагнитной энергии в тепловую происходит в канале тепловыделения, который должен быть постоянно заполнен электропроводящим телом. Для первичного пуска канальных индукционных печей в канал заливают расплавленный металл или вставляют шаблон из материала, который будет плавиться в печи. При завершении плавки металл из печи сливают не полностью, оставляя так называемое «болото», которое обеспечивает заполнение канала тепловыделения для последующего пуска. Для облегчения замены подового камня индукционные единицы современных печей изготовляют отъёмными.

Технология нагрева и нагревательное оборудование
Индукционный нагрев. Индукционный нагрев металла. Индукционный нагрев схема.

В канальных индукционных печах выплавляют цветные металлы и их сплавы, чугун. Ёмкость плавильных ванн печей может быть от нескольких сотен килограммов до сотен тонн; питание печей осуществляется током промышленной частоты.

Для плавки в индукционных печах характерны: относительно холодный шлак, так как тепло выделяется в расплавленном металле; большая производительность процесса; интенсивное перемешивание и высокое качество переплавляемого металла. Индукционные печи применяют для переплава и рафинирования металлов, а также в качестве миксеров (копильников) для хранения и перегрева жидкого металла перед разливкой.

Индукционная печь своими руками, принцип работы и сборка

Очень сложно бывает найти подходящую работу и дело, которое будет вам по душе, подобрать подходящие вакансии в море можно перейдя по ссылке.

Как собирается индукционная печь своими руками. Устройство и принцип работы. Важные параметры индукционных печей.

Расплавить небольшой кусок железа можно в самостоятельно собранной индукционной печи. Это самое эффективное устройство, которое работает от домашней розетки 220В. Печь пригодится в гараже или мастерской, где она может размещаться просто на рабочем столе. Нет смысла покупать ее, так как индукционная печь своими руками собирается за пару часов, если человек умеет читать электрические схемы. Без схемы обходиться нежелательно, ведь она дает полное представление об устройстве и позволяет избежать ошибок при подключении.

Принцип работы индукционной печи

Самодельная индукционная печь для плавки небольшого количества металла не требует больших габаритов и такого сложного устройства, как промышленные агрегаты. Ее работа основана на выработке тока переменным магнитным полем. Металл расплавляется в специальной заготовке, называемой тигелем и помещаемой в индуктор. Он представляет собой спираль с небольшим количеством витков из проводника, например, медной трубки. Если устройство используется в течение короткого времени, проводник не будет перегреваться. В таких случаях достаточно использовать медную проволоку.

Специальный генератор запускает в эту спираль (индуктор) мощные токи, а вокруг нее создается электромагнитное поле. Это поле в тигле и в помещенном в него металле создает вихревые токи. Именно они разогревают тигель и расплавляют металл за счет того, что он поглощает их. Следует отметить, что процессы происходят очень быстро, если использовать тигель из неметалла, например, шамота, графита, кварцита. Самодельная печь для плавки предусматривает выемную конструкцию тигеля, то есть, в него помещают металл, а после нагрева или плавки его вытаскивают из индуктора.

Схема индукционной печи

Генератор высокой частоты собирают из 4-х электронных ламп (тетродов), которые соединяются между собой параллельно. Скорость нагрева индуктора регулируется конденсатором переменной емкости. Его ручка выводится наружу и позволяет регулировать емкость конденсатора. Максимальное значение обеспечит нагрев куска металла в катушке всего за несколько секунд до красного состояния.

Параметры индукционной печи

Эффективная работа данного устройства зависит от следующих параметров:

  • мощность и частота генератора,
  • количество потерь в вихревых токах,
  • скорость потерь тепла и количество этих потерь в окружающий воздух.

Как подобрать составляющие детали схемы, чтобы получить для плавки в мастерской достаточные условия? Частота генератора задана заранее: она должна составить 27,12 МГц, если устройство собирают своими руками для использования в домашней мастерской. Катушку делают из тонкой медной трубки или провода, ПЭВ 0,8. Достаточно сделать не более 10 витков.

Электронные лампы следует использовать большой мощности, например, марки 6п3с. Также схема предусматривает установку дополнительной неоновой лампы. Она будет служить индикатором готовности устройства. Схема также предусматривает применение керамических конденсаторов (от 1500В) и дросселей. Подключение к домашней розетке осуществляется через выпрямитель.

Внешне самодельная индукционная печь выглядит так: к небольшой подставке на ножках прикрепляется генератор со всеми деталями схемы. К нему подключается индуктор (спираль). Следует отметить, что данный вариант сборки самодельного устройства для плавки применим для работы с небольшим объемом металла. Индуктор в виде спирали изготавливается проще всего, поэтому для самодельного устройства он используется именно в таком виде.

Особенности эксплуатации индуктора

Однако существует много разных модификаций индуктора. Например, он может изготавливаться в форме восьмерки, трилистника или иметь любую другую форму. Она должна быть удобной для размещения материала для термообработки. Например, плоскую поверхность легче всего нагреть виткам, расположенными в виде змейки.

Кроме этого ему свойственно прожигаться, и чтобы продлить время службы индуктора, его можно изолировать жаропрочным материалом. Используют, например, заливку огнеупорной смесью. Следует отметить, что данное устройство не ограничивается лишь медным материалом провода. Также можно применить стальной провод или из михрома. При работе с индукционной печью следует учесть ее термическую опасность. При случайном касании кожа получает сильный ожог.

Индукционная печь для плавки металла схема. Индукционная печь своими руками

Домашняя индукционная печь справляется с плавкой относительно небольших порций металла. Однако такой горн не нуждается ни в дымоходе, ни в мехах, подкачивающих воздух в зону плавки. А всю конструкцию подобной печи можно разместить на письменном столе. Поэтому разогрев с помощью электрической индукции является оптимальным способом плавки металлов в домашних условиях. И в этой статье мы рассмотрим конструкции и схемы сборки подобных печей.

Как устроена индукционная печь – генератор, индуктор и тигель

В заводских цехах можно встретить канальные индукционные печи для плавки цветных и черных металлов. У этих установок очень высокая мощность, задаваемая внутренним магнитопроводом, который повышает плотность электромагнитного поля и температуру в тигле печи.

Однако канальные конструкции расходуют большие порции энергии и занимают много места, поэтому в домашних условиях и небольших мастерских применяется установка без магнитопровода – тигельная печь для плавки цветного/черного металла. Такую конструкцию можно собрать даже своими руками, ведь тигельная установка состоит из трех основных узлов:

  • Генератора, выдающего переменный ток с высокими частотами, которые необходимы для повышения плотности электромагнитного поля в тигле. Причем, если диаметр тигля можно будет сопоставить с длинной волны частоты переменного тока, то такая конструкция позволит трансформировать в тепловую энергию до 75 процентов электричества, потребляемого установкой.
  • Индуктора – медной спирали, созданной на основе точного просчета не только диаметра и количества витков, но и геометрии проволоки, используемой в этом процессе. Контур индуктора должен быть настроен на усиление мощности в результате возникновения резонанса с генератором, а точнее с частотой питающего тока.
  • Тигля – тугоплавкого контейнера, в котором и происходит вся плавильная работа, инициируемая за счет возникновения в структуре металла вихревых токов. При этом диаметр тигля и прочие габариты этого контейнера определяются строго по характеристикам генератора и индуктора.

Такую печь может собрать любой радиолюбитель. Для этого ему нужно найти правильную схему и запастить материалами и деталями. Перечень всего этого вы сможете найти ниже по тексту.

Из чего собирают печи – подбираем материалы и детали

В основе конструкции самодельной тигельной печи лежит простейший лабораторный инвертор Кухтецкого. Схема этой установки на транзисторах имеет следующий вид:

На основе этого рисунка-схемы вы сможете собрать индукционную печь, используя следующие компоненты:

  • два транзистора – желательно полевого типа и марки IRFZ44V;
  • медный провод диаметром 2 миллиметра;
  • два диода марки UF4001, еще лучше - UF4007;
  • два дроссельных кольца – их можно извлечь из старого блока питания от десктопа;
  • три конденсатора емкостью по 1 мкФ каждый;
  • четыре конденсатора емкостью по 220нФ каждый;
  • один конденсатор с емкостью 470 нФ;
  • один конденсатор с емкостью 330 нФ;
  • один резистор на 1 ватт (или 2 резистора по 0,5 ватта каждый), рассчитанный на сопротивление 470 Ом;
  • медный провод диаметром 1,2 миллиметра.

Кроме того, вам понадобится пара радиаторов – их можно снять со старых материнских плат или кулеров для процессоров, и аккумуляторная батарея емкостью не менее 7200 мАч от старого источника бесперебойного питания на 12 В. Ну а емкость-тигель в данном случае фактически не нужна – в печи будет плавиться прутковый металл, который можно удерживать за холодный торец.

Пошаговая инструкция для сборки – несложные операции

Распечатайте и повесьте над рабочим столом чертеж лабораторного инвертора Кухтецкого. После этого разложите все радиодетали по сортам и маркам и разогрейте паяльник. Закрепите два транзистора на радиаторах. А если вы будете работать с печью дольше 10-15 минут подряд, закрепите на радиаторах кулеры от компьютера, подключив их к рабочему блоку питания. Схема распиновки транзисторов из серии IRFZ44V выглядит следующим образом:

Возьмите медную проволоку на 1,2 миллиметра и намотайте на ее на ферритовые кольца, сделав по 9-10 витков. В итоге у вас получатся дроссели. Расстояние между витками определяется диаметром кольца, исходя из равномерности шага. В принципе все можно сделать "на глаз", варьируя число витков в пределах от 7 до 15 оборотов. Соберите батарею из конденсаторов, соединяя все детали параллельно. В итоге у вас должна получиться батарея на 4,7 мкФ.

Теперь сделайте индуктор из медной 2-миллиметровой проволоки. Диаметр витков в этом случае может равняться диаметру фарфорового тигля или 8-10 сантиметрам. Число витков не должно превышать 7-8 штук. Если в процессе испытаний мощность печи покажется вам недостаточной – переделайте конструкцию индуктора, меняя диаметр и число витков. Поэтому на первых парах контакты индуктора лучше сделать не паянными, а разъемными. Далее соберите все элементы на плате из текстолита, опираясь на чертеж лабораторного инвертора Кухтецкого. И подключите к контактам питания аккумулятор на 7200 мАч. Вот и все.

Индукционная печь уже давно не новинка – это изобретение существует еще с 19-го века, однако лишь в наше время, с развитием технологий и элементной базы, оно наконец-то начинает повсеместно входить в быт. Раньше в тонкостях работы индукторных печей было множество вопросов, не все физические процессы были до конца понятны, а сами агрегаты имели массу недостатков и использовались только в промышленности, в основном для плавки металлов.

Теперь же, с появлением мощных высокочастотных транзисторов и дешевых микроконтроллеров, совершивших прорыв во всех сферах науки и техники, появились и по-настоящему эффективные индукционные печи, которые можно свободно использовать для бытовых нужд (готовка еды, подогрев воды, отопление) и даже собрать своими руками.

Физические основы и принцип действия печи

Рис.1. Схема индукционной печи

Прежде чем выбрать или изготовить индукторный нагреватель, следует разобраться, что это такое. В последнее время наблюдается вспышка интереса к данной теме, но мало кто имеет полноценное представление о физике магнитных волн. Это породило множество заблуждений, мифов и массу неработоспособных либо небезопасных самоделок. Сделать индукторную печь своими руками можно, но перед этим стоит получить хотя бы элементарные знания.

Индукционная печка по принципу работы основана на явлении электромагнитной индукции. Ключевой элемент здесь – это индуктор, представляющий собой высокодобротную катушку индуктивности. Индукционные печи широко применяются для нагрева или плавления электропроводящих материалов, чаще всего металлов, за счет термического эффекта от наведения в них вихревого электрического тока. Представленная выше схема иллюстрирует устройство этой печи (рис. 1).

Генератором G вырабатывается напряжение переменной частоты. Под действием его электродвижущей силы в катушке индуктора L протекает переменный ток I 1 . Индуктор L совместно с конденсатором C представляет собой колебательный контур, настроенный в резонанс с частотой источника G, благодаря чему эффективность работы печи существенно возрастает.

В соответствии с физическими законами в пространстве вокруг индуктора L возникает переменное магнитное поле H. Это поле может существовать и в воздушной среде, но для улучшения характеристик иногда применяют специальные ферромагнитные сердечники, имеющие лучшую магнитную проводимость в сравнении с воздухом.

Силовые линии магнитного поля проходят сквозь объект W, помещенный внутрь индуктора, и наводят в нем магнитный поток Ф. Если материал, из которого сделана заготовка W, является электропроводным, в ней возникает наведенный ток I 2 , замыкающийся внутри и формирующий вихревые индукционные потоки. В соответствии с законом теплового воздействия электричества вихревые токи разогревают объект W.

Изготовление индуктивного нагревателя


Индукционная печь состоит из двух основных функциональных блоков: индуктора (нагревающая индукционная катушка) и генератора (источника переменного напряжения). Индуктор представляет собой оголенную медную трубку, свернутую в спираль (рис. 2).

Для изготовления своими руками печи мощностью не более 3 кВт индуктор должен быть сделан со следующими параметрами:

  • диаметр трубки – 10 мм;
  • диаметр спирали – 8-15 см;
  • количество витков катушки – 8-10;
  • расстояние межу витками – 5-7 мм;
  • минимальный просвет в экране – 5 см.

Нельзя допускать соприкосновения соседних витков катушки, соблюдайте указанное расстояние. Индуктор никаким образом не должен соприкасаться с защитным экраном печи, зазор между ними должен быть не меньше указанного.

Изготовление генератора


Рис.3. Схема на лампах

Стоит отметить, что индукционная печь для своего изготовления требует хотя бы средних радиотехнических навыков и умений. Особенно важно обладать ими для создания второго ключевого элемента – высокочастотного генератора тока. Ни собрать, ни воспользоваться сделанной своими руками печью не получится без этих знаний. Более того, это может быть опасно для жизни.

Для тех же, кто берется за это дело со знанием и пониманием процесса, существуют различные способы и схемы, по которым может быть собрана индукционная печь. Выбирая подходящую схему генератора, рекомендуется отказываться от вариантов с жестким спектром излучения. К ним относится широко распространенная схема с использованием тиристорного ключа. Высокочастотное излучение от такого генератора способно создать мощнейшие помехи для всех окружающих радиоприборов.

Еще с середины 20 века среди радиолюбителей большим успехом пользовалась индукционная печь, собранная на 4-х лампах. Ее качество и КПД далеко не самые лучшие, а радиолампы в наше время труднодоступны, тем не менее многие продолжают собирать генераторы именно по этой схеме, так как у нее есть большое преимущество: мягкий, узкополосный спектр генерируемого тока, благодаря которому такая печь излучает минимум помех и максимально безопасна (рис. 3).

Настройка режима работы этого генератора производится при помощи переменного конденсатора C. Конденсатор обязательно должен быть с воздушным диэлектриком, зазор между его пластинами должен составлять не менее 3 мм. На схеме также присутствует неоновая лампа Л, служащая индикатором.

Схема универсального генератора


Современные индукционные печи работают на более совершенных элементах – микросхемах и транзисторах. Большим успехом пользуется универсальная схема двухтактного генератора, развивающая мощность до 1 кВт. Принцип работы основан на генераторе независимого возбуждения, при этом индуктор включен в режиме моста (рис. 4).

Достоинства двухтактного генератора, собранного по такой схеме:

  1. Возможность работать на 2-й и 3-й моде помимо основной.
  2. Присутствует режим поверхностного нагрева.
  3. Диапазон регулирования 10-10000 кГц.
  4. Мягкий спектр излучения во всем диапазоне.
  5. Не нуждается в дополнительной защите.

Перестройка частоты осуществляется с помощью переменного резистора R 2 . Рабочий диапазон частот задается конденсаторами C 1 и C 2 . Межкаскадный согласующий трансформатор должен быть с кольцевым ферритовым сердечником сечением не менее 2 кв.см. Намотка трансформатора делается из эмалированного провода сечением 0,8-1,2 мм. Транзисторы нужно усадить на общий радиатор площадью от 400 кв.см.

Заключение по теме

Излучаемое индукторной печкой электромагнитное поле (ЭМП) оказывает воздействие на все проводники вокруг. В том числе происходит влияние на организм человека. Внутренние органы под действием ЭМП равномерно прогреваются, повышается общая температура тела во всем объеме.

Поэтому при работе с печью важно соблюдать определенные меры предосторожности во избежание негативных последствий.

Прежде всего, корпус генератора должен быть экранирован при помощи кожуха из листов оцинкованного железа или сетки с мелкими ячейками. Это снизит интенсивность облучения в 30-50 раз.

Также следует иметь в виду, что в непосредственной близости от индуктора плотность энергетического потока будет выше, особенно вдоль оси намотки. Поэтому индукционная катушка должна быть расположена вертикально, а за нагревом лучше наблюдать издалека.

Сейчас печи с индукционной системой повсеместно используются в процессе плавки металлов. Ток, производимый в поле индуктора, способствует нагреву вещества, и эта особенность таких устройств является не только основной, но и важнейшей. Обработка приводит к тому, что вещество претерпевает несколько превращений. Первым этапом преобразования является электромагнитная стадия, после нее электрическая, а потом и тепловая. Температура, которую выделяет печка, применяется практически без остатка, поэтому такое решение является самым лучшим среди всех прочих. Многих может заинтересовать печь изготовленная. Далее будет рассказано о возможностях реализации подобного решения.

Типы печей для плавки металлов

Этот вид оборудования можно условно разделить на основные категории. У первой в качестве основания выступает сердечный канал, а металл размещается в таких печах кольцевым способом вокруг индуктора. У второй категории нет такого элемента. Этот вид имеет название тигля, и металл тут размещается внутри самого индуктора. Замкнутый сердечник в этом случае использовать технически невозможно.

Базовые принципы

Плавильная печь в данном случае работает на базе явления магнитной индукции. И тут имеется несколько компонентов. Индуктор - это важнейшая составляющая этого приспособления. Он представляет собой катушку, проводниками в которой служат не обычные провода, а медные трубки. Это требование выставляет сама конструкция плавильных печей. Ток, который проходит в индукторе, порождает магнитное поле, оказывающее воздействие на тигель, внутри которого расположен металл. В этом случае на материал возложена роль вторичной трансформаторной обмотки, то есть сквозь него проходит ток, нагревающий его. Так и осуществляется плавление, даже если сделана индукционная печь своими руками. Как построить такой тип печи и увеличить ее эффективность? Это важный вопрос, на который есть ответ. Использование токов повышенной частоты позволяет заметно увеличить степень эффективности оборудования. Для этого уместно использовать специальные блоки питания.

Особенности индукционных печей

Этот тип оборудования обладает определенными характерными чертами, которые являются как преимуществами, так и недостатками.

Так как распределение металла должно быть равномерным, полученный материал характеризуется хорошей однородной массой. Этот тип печи работает за счет транспортировки энергии по зонам, при этом представлена и функция фокусировки энергии. Для использования доступны такие параметры, как емкость, рабочая частота и способ футеровки, а также регуляция температуры, при которой происходит плавление металла, что заметно облегчает рабочий процесс. Имеющийся технологический потенциал печи создает высокий темп плавки, устройства являются экологически чистыми, совершенно безопасными для человека и готовыми к работе в любой момент.

Самым заметным недостатком такого оборудования является сложность его чистки. Так как нагревание шлака происходит исключительно за счет тепла, выделяемого металлом, этой температуры не хватает для обеспечения его полноценного использования. Высокая разница в температуре металла и шлака не позволяет делать процесс удаления отходов максимально простым. В качестве еще одного недостатка принято выделять зазор, из-за которого требуется всегда уменьшать толщину футеровки. Из-за таких действий спустя некоторое время она может оказаться неисправной.

Использование индукционных печей в промышленных масштабах

В промышленности чаще всего встречаются тигельные и канальные индукционные печи. В первых осуществляется плавка любых металлов в произвольных количествах. Емкости для металла в таких вариантах способны умещать до нескольких тонн металла. Конечно, индукционные плавильные печи своими руками в данном случае сделать невозможно. Канальные печи предназначены для выплавки цветных металлов разных видов, а также чугуна.

Этой темой часто интересуются любители радио-проектирования и радио-технологий. Сейчас становится понятно, что создавать индукционные печи своими руками - это вполне реально, а сделать это удавалось очень многим. Однако для создания подобного оборудования требуется воплотить в жизнь действие электрической схемы, которая содержала бы прописанные действия самой печи. Подобные решения требуют привлечения способных производить волновые колебания. Простая индукционная печь своими руками по схеме может быть построена с использованием четырех электронных ламп в комбинации с одной неоновой, подающей сигнал о том, что система готова к работе.

В данном случае ручка конденсатора переменного тока размещается не внутри прибора. Благодаря этому может быть создана индукционная печь своими руками. Схема прибора подробно описывает расположение каждого отдельного элемента. Убедиться в том, что устройство получилось достаточно мощным, можно, если воспользоваться отверткой, которая должна доходить до раскаленного состояния буквально за несколько секунд.

Особенности

Если вами создается индукционная печь своими руками, принцип работы и сборка которой изучается и производится по соответствующей схеме, вам стоит знать, что на скорость плавления в данном случае может повлиять один или несколько факторов, перечисленных далее:

Импульсная частота;

Гистерезисные потери;

Генераторная мощность;

Период выхода тепла наружу;

Потери, связанные с возникновением вихревых токов.

Если вами собирается печь индукционная своими руками, то при использовании ламп требуется помнить, что их мощность должна распределяться так, чтобы четырех штук было достаточно. При использовании выпрямителя получится сеть примерно в 220 В.

Бытовое применение печей

В быту такие устройства используются достаточно редко, хотя подобные технологии можно встретить в отопительных системах. Их можно увидеть в форме микроволновых духовок и В среде новых технологий данная разработка нашла широкое применение. К примеру, использование вихревых индукционных токов в индукционных плитах позволяет готовить огромное разнообразие блюд. Так как для разогрева им требуется очень мало времени, конфорку нельзя включить, если на ней ничего не стоит. Однако для использования таких особых и полезных плит требуется специальная посуда.

Процесс сборки

Индукционная своими руками состоит из индуктора, который представляет собой соленоид, произведенный из водоохлаждаемой медной трубки и тигля, который может быть изготовлен из керамических материалов, а иногда из стали, графита и прочих. В таком устройстве можно выплавлять чугун, сталь, драгоценные металлы, алюминий, медь, магний. Индукционные печи своими руками изготавливаются с емкостью тигля от пары килограмм до нескольких тонн. Они могут быть вакуумными, газонаполненными, открытыми и компрессорными. Питаются печи токами высокой, средней и низкой частоты.

Итак, если вас интересует индукционная печь своими руками, схема предполагает использование таких основных узлов: плавильной ванны и индукционной единицы, в которую включаются подовый камень, индуктор и магнитный сердечник. Канальная печь отличается от тигельной тем, что электромагнитная энергия преобразуется в тепловую в канале тепловыделения, в котором постоянно должно быть электропроводящее тело. Чтобы произвести первичный пуск канальной печи, в нее заливают расплавленный металл либо вставляют шаблон из материала, способного расправиться в печи. Когда плавка завершается, металл сливается не полностью, а остается «болото», предназначенное для заполнения канала тепловыделения для пуска в будущем. Если собирается печь индукционная своими руками, то для облегчения замены подового камня для оборудования он делается отъемным.

Компоненты печи

Итак, если вас интересует индукционная мини-печь своими руками, то важно знать, что ее главным элементом является нагревательная катушка. В случае самодельного варианта достаточно использовать индуктор, выполненный из голой медной трубки, диаметр которой составляет 10 мм. Для индуктора используется внутренний диаметр 80-150 мм, а количество витков - 8-10. Важно, чтобы витки не соприкасались, а расстояние между ними было 5-7 мм. Части индуктора не должны соприкасаться с его экраном, минимальный зазор должен быть 50 мм.

Если вами собирается печь индукционная своими руками, то вы должны знать, что в промышленных масштабах охлаждением индукторов занимается вода или антифриз. В случае малой мощности и непродолжительной работы создаваемого прибора можно обойтись и без охлаждения. Но при работе индуктор сильно нагревается, а окалина на меди может не просто резко снизить КПД устройства, но и привести к полной утрате его работоспособности. Самостоятельно невозможно сделать индуктор с охлаждением, поэтому потребуется его регулярная замена. Нельзя использовать принудительное воздушное охлаждение, так как корпус вентилятора, размещенного поблизости с катушкой, «притянет» к себе ЭМП, что приведет к перегреву и падению КПД печи.

Генератор

Когда собирается индукционная печь своими руками, схема предполагает использование такого важного элемента, как генератор переменного тока. Не стоит пытаться делать печь, если вы не владеете основами радиоэлектроники хотя бы на уровне среднеквалифицированного радиолюбителя. Выбор схемы генератора должен быть таким, чтобы он не давал жесткий спектр тока.

Использование индукционных печей

Данный тип оборудования получил широкое распространение в таких областях, как литейное производство, где металл уже прошел очистку и требуется придать ему какую-то конкретную форму. Так же можно получить некоторые сплавы. В ювелирном производстве они тоже получили распространение. Несложный принцип работы и возможность того, чтобы была собрана печь индукционная своими руками, позволяют повысить рентабельность ее использования. Для этой области можно использовать приборы с емкостью тигля до 5 килограмм. Для небольших производств такой вариант будет оптимальным.

На протяжении многих лет люди проводят плавку металла. Каждый материал имеет свою температуру плавления, достигнуть которую можно только при применении специального оборудования. Первые печи для плавки металла были довольно большими и устанавливались исключительно в цехах крупных организаций. Сегодня современная индукционная печь может устанавливаться в небольших мастерских при налаживании производства ювелирных изделий. Она небольшая, проста в обращении и обладает высокой эффективностью.

Принцип действия

Плавильный узел индукционной печи применяется для нагрева самых различных металлов и сплавов. Классическая конструкция состоит из следующих элементов:

  1. Сливной насос .
  2. Индуктор, охлаждающийся водой.
  3. Каркас из нержавеющей стали или алюминия.
  4. Контактная площадка.
  5. Подина из жаропрочного бетона.
  6. Опора с гидравлическим цилиндром и подшипниковым узлом.

Принцип действия основан на создании вихревых индукционных токов Фуко. Как правило, при работе бытовых приборов подобные токи вызывают сбои, но в этом случае они применяются для нагрева шихты до требуемой температуры. Практически вся электроника во время работы начинает нагреваться. Этот негативный фактор применения электричества используется на полную мощность.

Преимущества устройства

Печь плавильная индукционная стала применяться относительно недавно. На производственных площадках устанавливаются знаменитые мартены, доменные печи и другие разновидности оборудования. Подобная печь для плавки металла обладает следующими преимуществами:

Именно последнее преимущество определяет распространение индукционной печи в ювелирном деле, так как даже небольшая концентрация посторонней примеси может негативно сказаться на полученном результате.

В зависимости от особенностей конструкции выделяют напольные и настольные индукционные печи. Независимо от того, какой именно вариант был выбран, выделяют несколько основных правил по установке:

Во время работы устройство может серьезно нагреваться. Именно поэтому поблизости не должно быть никаких легковоспламеняющихся или взрывчатых веществ. Кроме этого, по технике пожарной безопасности вблизи должен быть установлен пожарный щит .

Широкое применение получили только два типа печи: тигельные и канальные. Они обладают сходными преимуществами и недостатками, отличия заключаются лишь в применяемом методе работы:

Большей популярностью пользуется тигельная разновидность индукционных печей. Это связано с их высокой производительностью и простотой в эксплуатации. Кроме этого, подобную конструкцию при необходимости можно изготовить самостоятельно.

Самодельные варианты исполнения встречаются довольно часто . Для их создания требуются:

  1. Генератор.
  2. Тигель.
  3. Индуктор.

Опытный электрик при необходимости может сделать индуктор своими руками. Этот элемент конструкции представлен обмоткой из медной проволоки. Тигель можно приобрести в магазине, а вот в качестве генератора используется ламповая схема, собранная своими руками батарея их транзисторов или сварочный инвертор.

Использование сварочного инвертора

Печь индукционная для плавки металла своими руками может быть создана при применении сварочного инвертора в качестве генератора. Этот вариант получил самое широкое распространение, так как прилагаемые усилия касаются лишь изготовления индуктора:

  1. В качестве основного материала применяется тонкостенная медная трубка. Рекомендуемый диаметр составляет 8-10 см.
  2. Трубка изгибается по нужному шаблону, который зависит от особенностей применяемого корпуса.
  3. Между витками должно быть расстояние не более 8 мм.
  4. Индуктор располагают в текстолитовом или графитовом корпусе.

После создания индуктора и его размещения в корпусе остается только установить на свое место приобретенный тигель.

Подобная схема довольно сложна в исполнении, предусматривает применение резисторов, нескольких диодов, транзисторов различной емкости, пленочного конденсатора, медного провода с двумя различными диаметрами и колец от дросселей. Рекомендации по сборке следующие:

Созданная схема помещается в текстолитовый или графитовый корпус, которые являются диэлектриками. Схема, предусматривающая применение транзисторов , довольно сложна в исполнении. Поэтому браться за изготовление подобной печи следует исключительно при наличии определенных навыков работы.

Печь на лампах

В последнее время печь на лампах создают все реже, так как она требует осторожности при обращении. Применяемая схема проще в сравнении со случаем применения транзисторов. Сборку можно провести в несколько этапов:

Применяемые ламы должны быть защищены от механического воздействия.

Охлаждение оборудования

При создании индукционной печи своими руками больше всего проблем возникает с охлаждением. Это связано со следующими моментами:

  1. Во время работы нагревается не только расплавляемый металл, но и некоторые элементы оборудования. Именно поэтому для длительной работы требуется эффективное охлаждение.
  2. Метод, основанный на применении воздушного потока, характеризуется низкой эффективностью. Кроме этого, не рекомендуется проводить установку вентиляторов вблизи печи. Это связано с тем, что металлические элементы могут оказывать воздействие на генерируемые вихревые токи.

Как правило, охлаждение проводится при подаче воды. Создать водяной охлаждающий контур в домашних условиях не только сложно, но и экономически невыгодно. Промышленные варианты печи имеют уже встроенный контур, к которому достаточно подключить холодную воду.

Техника безопасности

При использовании индукционной печи нужно соблюдать определенную технику безопасности. Основные рекомендации:

При установке оборудования следует рассмотреть то, как будет проводиться погрузка шихты и извлечение расплавленного металла. Рекомендуется отводить отдельное подготовленное помещение для установки индукционной печи.

Индукционная печь часто используется в сфере металлургии, поэтому данное понятие хорошо знакомо людям, которые в той или иной степени связаны с процессом плавки различных металлов. Устройство позволяет преобразовывать электричество, образованное магнитным полем, в тепло.

Подобные устройства продаются в магазинах по довольно высокой цене, но если вы обладаете минимальными навыками использования паяльника и умеете читать электронные схемы, то можно попробовать изготовить индукционную печь своими руками.

Самодельное устройство вряд ли подойдёт для выполнения сложных задач, но вполне справится с базовыми функциями. Собрать устройство можно на основе рабочего сварочного инвертора из транзисторов, либо на лампах. Самым производительным при этом является именно устройство на лампах за счёт высокого КПД.

Принцип работы индукционной печи

Нагревание металла, помещённого внутрь устройства, происходит путём перехода электромагнитных импульсов в энергию тепла. Электромагнитные импульсы вырабатываются катушкой с витками из медной проволоки или трубы.

Схема индукционной печи и схемы проведения нагрева

При подключении устройства через катушку начинает проходить электрический ток, а вокруг появляется электрическое поле со временем меняющее своё направление. Впервые работоспособность такой установки была описана Джеймсом Максвеллом.

Объект, который нужно нагреть, необходимо поместить внутрь катушки или недалеко от неё. Целевой предмет будет пронизываться потоком магнитной индукции, а внутри появится магнитное поле вихревого типа. Таким образом, индукционная энергия перейдёт в тепловую.

Разновидности

Печи на индукционной катушке, принято подразделять на два вида в зависимости от типа конструкции:

  • Канальные;
  • Тигельные.

В первых устройствах металл для расплавки находится перед индукционной катушкой, а в печах второго типа помещается внутри неё.

Собрать печь можно, соблюдая следующие шаги:

  1. Медную трубу сгибаем в виде спирали. Всего необходимо сделать около 15 витков, расстояние между которыми должно быть не меньше 5 мм. Внутри спирали должен свободно располагаться тигель, где и будет происходить процесс выплавки;
  2. Изготавливаем надёжный корпус для устройства, который не должен проводить электрический ток, и обязан выдерживать высокие температуры воздуха;
  3. Дросселя и конденсаторы собираются по обозначенной выше схеме;
  4. К схеме подключается неоновая лампа, которая будет сигнализировать о том, что устройство готово к работе;
  5. Также припаивается конденсатор для подстройки ёмкости.

Использование для обогрева

Индукционные печи подобного вида могут использоваться и для обогрева помещения. Чаще всего их используют вместе с котлом, который дополнительно производит нагрев холодной воды. На деле конструкции применяются крайне редко из-за того, что в результате потерь электромагнитной энергии КПД устройства минимален.

Ещё один недостаток основан на потреблении устройством больших объёмов электроэнергии в процессе работы, потому устройство относится к категории экономически невыгодных.

Охлаждение системы

Устройство, собранное самостоятельно, необходимо оборудовать системой охлаждения, так как при работе все составные части будут находиться под воздействием высоких температур, конструкция может перегреться и сломаться. В печах, продающихся в магазине, охлаждение производится водой или антифризом.

При выборе охладителя для дома предпочтение отдаётся вариантам, которые наиболее выгодны для реализации с экономической точки зрения.

Для домашних печей можно попробовать использовать обычный лопастной вентилятор. Обращайте внимание на то, что устройство не должно стоять слишком близко к печи, так как металлические детали вентилятора негативно воздействуют на работоспособность устройства, а также способны размыкать вихревые потоки и снижать производительность всей системы.

Меры предосторожности при использовании устройства

Работая с устройством следует придерживаться следующих правил:

  • Некоторые элементы установки, а также металл, который плавится, подвергаются сильному нагреву, в результате чего существует риск получить ожог;
  • При использовании ламповой печи, обязательно размещайте её в закрытом корпусе, иначе велика вероятность поражения электрическим током;
  • Перед работой с устройством уберите из зоны работы прибора все металлические элементы и сложные электронные приборы. Использовать устройство не стоит людям, у которых установлен кардиостимулятор.

Печь для плавки металлов индукционного типа может применяться при лужении и формовке металлических деталей.

Самодельную установку легко подогнать под работу в конкретных условиях, меняя некоторые настройки. Если придерживаться указанных схем при сборе конструкции, а также соблюдать элементарные правила безопасности, самодельное устройство практически не будет уступать магазинным бытовым приборам.

схема, свойства, принцип работы сталеплавильного оборудования

Нагревание тел с помощью электромагнитного поля, возникающего от воздействия индуцированным током, называется индукционным нагревом. Электротермическое оборудование, или индукционная печь, имеет разные модели, предназначенные для выполнения задач разного назначения.

Конструкция и принцип действия

По техническим характеристикам устройство является частью установки, используемой в металлургической промышленности. Принцип работы индукционной печи зависит от переменного тока, мощность установки формируется назначением прибора, в конструкцию которого входит:

  1. индуктор;
  2. каркас;
  3. плавильная камера;
  4. вакуумная система;
  5. механизмы перемещения объекта нагревания и другие приспособления.

Современный потребительский рынок располагает большим количеством моделей приборов, работающих по схеме образования вихревых токов. Принцип работы и конструкционные особенности промышленной индукционной печи позволяет выполнять ряд специфических операций, связанных с плавкой цветного металла, термической обработкой изделий из металла, спекания синтетических материалов, очисткой драгоценных и полудрагоценных камней. Бытовые приборы используются для дезинфекции предметов быта и обогрева помещений.

Работа ИП (индукционной печи) заключается в нагревании помещенных в камеру предметов вихревыми токами, излучаемыми индуктором, представляющим собой катушку индуктивности, выполненную в форме спирали, восьмерки или трилистника с обмоткой проводом большого поперечного сечения. Работающий от переменного тока индуктор создает импульсное магнитное поле, мощность которого изменяется в соответствии с частотой тока. Предмет, помещенный в магнитное поле, нагревается до точки закипания (жидкости) или плавления (металл).

Установки, работающие с помощью магнитного поля, производятся в двух типах: с магнитным проводником и без магнитопровода. Первый тип приборов имеет в конструкции индуктор, заключенный в металлический корпус, обеспечивающий быстрое повышение температуры внутри обрабатываемого объекта. В печах второго типа магнитотрон находится снаружи установки.

Особенности индукционных приборов

Промышленные и бытовые агрегаты производятся в нескольких видах, каждый из которых обладает индивидуальными характеристиками и свойствами. Одним из видов приборов для термической обработки материалов являются индукционные тигельные печи, основными рабочими компонентами которых служат индукторы и генераторы.

Наиболее распространенной формой устройства является цилиндр, для изготовления которого используется огнестойкий материал. В конструкции отсутствует сердечник, индуктор тигельных ИП состоит из 8−10 витков медной трубки, тигель расположен в его полости. Установка работает от переменной сети. Для безопасности эксплуатации ИП оснащается системой звукового и светового оповещения, термометрами, датчиками давления, электронной панелью управления.

Достоинства тигельной установки

К положительным свойствам тигельной печи индукционного типа относится выделение тепловой энергии непосредственно при загрузке материала, однородность сплава при нагревании компонентов, возможность создания реакции окисления и восстановления без регулировки величины давления. Производительность прибора формируется удельной мощностью установки вне зависимости от частоты электромагнитного импульса.

При разогреве материала не требуется большого количества энергии, прерванный процесс плавки металла не влияет на качество конечного продукта. Оборудование просто в управлении и эксплуатации, выравнивание температуры в камере происходит по всему объему. Основным достоинством установки является экологическая безопасность для персонала и окружающей среды, электромагнитные волны не распространяются за пределы корпуса прибора.

Недостатки тигельной ИП

К отрицательным факторам устройства относится недостаточная температура шлака, применяемого при обработке зеркала расплава, невысокая стойкость футеровки при изменении температурного режима.

Несмотря на отрицательные качества, тигельные печи нашли применение в быту, а также разных областях производства и промышленности.

Самодельная индукционная печь

Для мастера, умеющего читать проектную документацию и собрать индукционную плавильную печь своими руками, схема доступна в интернете. Прибор может стать как помощником, так и опасным соседом, если в процессе сборки были допущены ошибки в выборе комплектующих деталей или расходных материалов. Основным условием создания функционального аппарата является знание основ физических свойств индукционного оборудования и меди для трубки.

 

От мастера также требуются навыки конструирования и монтажа электроприборов. Безопасность устройства индивидуальной сборки заключается в ряде особенностей:

  1. емкости оборудования;
  2. рабочей частоты импульса;
  3. мощности генератора;
  4. вихревых потерь;
  5. гистерезисных потерь;
  6. интенсивности тепловой отдачи;
  7. способа футеровки.

Обеспечить стабильную работу плавильного агрегата поможет профессиональная отделка или футеровка индукционной печи с целью возможных повреждений химическими средствами, термическими, механическими или физическими воздействиями. Для выполнения футеровки выбираются материалы с высокими огнеупорными свойствами с учетом метода нанесения облицовки.

Защитный слой обеспечивает качество плавильного процесса и химическую чистоту конечного продукта. Плавка стали в индукционных печах должна проводиться в безопасном для обслуживающего персонала режиме, иметь экономические показатели, мало потреблять электрической энергии, работать с недефицитными рабочими материалами, выделять минимальные отходы в производственном процессе.

Вакуумная плавильная установка

Для производства плавки и литья подходит вакуумный прибор индукционного типа, состоящий из камеры, индукционной печи и литейной формы. К положительным качествам устройства относится возможность получения высококачественной продукции при минимальных затратах на производство. Принцип действия вакуумной печи основан на усовершенствованной технологии плавки металлов с повышенной дегазацией, возможностью дозаргузки установки, регулировки температурного режима, изменения химического состава и раскисления материала в рабочем процессе.

Технологический процесс позволяет получать сплавы высокой чистоты, сокращать время нагрева и плавки, использовать любую форму сырья. Приборы вакуумного типа могут работать от переменной сети, конечным продуктом является сплав с пониженным процентом водорода и азота, чистота материала получается за счет откачки воздуха из плавильной камеры и очистки металла от летучих компонентов, присутствующих в шихте.

Канальное плавильное устройство

Канальный тип индукционной сталеплавильной печи имеет в конструкции электромагнитный сердечник. Принцип действия прибора заключается в движении переменного магнитного потока через магнитопровод. В кольце с жидким металлом происходит возбуждение электрического тока, разогревает шихту до заданной температуры. Технология применяется в литейном производстве, миксерах, пищевых раздаточных столах. Для увеличения магнитного потока используется магнитный проводник замкнутого вида из трансформаторной стали.

 

Свое название канальные печи получили за наличие в пространстве агрегата двух отверстий с каналом, образующим замкнутый контур. По конструкционным особенностям прибор не может работать без контура, благодаря которому жидкий алюминий находится в непрерывном движении. При несоблюдении рекомендаций завода изготовителя оборудование самопроизвольно отключается, прерывая процесс плавки.

По расположению каналов индукционные плавильные агрегаты бывают вертикальными и горизонтальными с барабанной или цилиндрической формой камеры. Барабанная печь, в которой можно плавить чугун, выполнена из листовой стали. Поворотный механизм оснащен приводными роликами, электродвигателем на две скорости и цепной передачей.

Жидкая бронза заливается через сифон, расположенный на торцевой стенке, присадки и шлаки загружаются и удаляются через специальные отверстия. Выдача готовой продукции осуществляется через V -образный сливной канал, сделанный в футеровке по шаблону, который расплавляется в рабочем процессе. Охлаждение обмотки и сердечника осуществляется воздушной массой, температура корпуса регулируется при помощи воды.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы, схема самодельного устройства, правила безопасности

Разработанные более века назад, индукционные печи прочно входят в наш быт. Это стало возможно благодаря развитию электроники. Взрывной рост мощности контроллеров, выполненных на основе кремниевых полупроводников и появление в широкой продаже транзисторов, способных обеспечивать большие мощности (в несколько киловатт) в последние годы приобрёл характер лавины. Всё это подарило человечеству невероятно большие перспективы в развитии миниатюрных установок, сопоставимых по мощности с промышленными устройствами ближайшего прошлого.

Использование и строение устройства

Применение индукционных печей в домашнем хозяйстве позволяет избежать появления в помещении очагов открытого пламени и является довольно эффективным способом плавления и контролированного нагрева металлов и сплавов. Это происходит благодаря тому, что металл нагревается, раскаляется и расплавляется не под воздействием высокотемпературных горелок, а с помощью пропускания через себя токов большой частоты, стимулирующих активное движение частиц в структуре материала.

Стало возможным появление в быту:

  • Компактных канальных индуктивных печей, в которых можно плавить металл и создавать литьём различные изделия и конструкции, очищать от примесей различные драгоценные сплавы и закалять изделия, придавая им дополнительную прочность.
  • Водогрейных котлов, чья эффективность лежит уже сейчас далеко за пределами обычных бойлеров.
  • Плит для приготовления пищи, которые не только безопаснее газовых по эксплуатационным характеристикам, но и эффективнее некоторых микроволновых печей в области разогрева еды и поддержания её температуры.
  • Тигельных плавилен, которые приобрели больше всего поклонников среди людей, занимающихся самостоятельным изготовлением и ремонтом электрических устройств.

Кроме того, всё большее распространение получают электроиндукционные печки, которые работают не только с токопроводящим материалом. Их устройство немного отличается от обычных индукционных печей, так как в его основе лежит нагрев электрической индукцией материала, который не проводит ток (их ещё называют диэлектриками) между обкладками конденсатора, то есть, его выводами разной полярности. Достигаемые температуры при этом не очень большие (порядка 80−150 градусов Цельсия), поэтому такие установки применяются для плавления пластика или его термической обработки.

Особенности конструкции и принцип работы

Индукционная печь работает на основе образования в ней вихревых электрических токов. Для этого используют состоящую из витков толстого провода катушку индуктивности, к которой подводится источник переменного тока. Именно переменный ток образует постоянно меняющееся в зависимости от текущей частоты магнитное поле. Оно и провоцирует передачу этих токов помещаемому внутрь катушки веществу вместе с большим количеством тепла. Генератором при этом может выступать даже самый обычный сварочный инвертор.

Разделяют два вида индукционных печей:

  1. С магнитопроводом, особенностью которой является расположение индуктора внутри объёма металла, поддающегося плавке.
  2. Без магнитопровода — когда индуктор находится снаружи.

Конструкция с наличием магнитопровода используется, например, в канальных печах. В них используется неразомкнутый металлический (чаще всего — стальной) магнитопровод, внутри которого находятся тигель для плавки и индуктор, образовывающие первичную цепь обмотки. В качестве материала для тигля можно использовать графит, жаропрочную глину или любой другой непроводящий ток материал, обладающий подходящей термостойкостью. В нём размещают металл, который требуется расплавить. Это, как правило, всяческие сплавы цветных металлов, дюралюминий и чугун.

Генератор такой печи должен обеспечивать частоту переменного тока в пределах 400 герц. Возможны и варианты использования вместо генератора обычную электрическую сеть и питать печь с помощью тока с частотой в 50 герц, но в этом случае температура разогрева будет ниже и для более тугоплавких сплавов такая установка не подойдёт.

Тигельные же печи, не имеющие в своей конструкции магнитопровода, получили значительно большее распространение среди энтузиастов. Они используют токи значительно большей частоты для достижения большей плотности поля. Это связано как раз с отсутствием магнитопровода — слишком большой процент энергии поля рассеивается в пространстве. Для противодействия этому необходимо очень тонко настроить печь:

  • Обеспечить равную частоту контура индукционной установки и напряжения от генератора (при использовании инвертора это сделать легче всего).
  • Подобрать диаметр плавильного тигля таким образом, чтобы он был близок с длиной волны полученного излучения магнитного поля.

Таким образом можно минимизировать потери вплоть до 25% от всей мощности. Для достижения же наилучшего результата рекомендуется выставлять дважды, а то и трижды большую частоту источника переменного тока, чем резонансную. В этом случае диффузия металлов, входящих в состав сплава будет максимальной, а его качество — значительно лучше. Если повышать частоту и дальше, можно добиться эффекта выталкивания высокочастотного поля к поверхности изделия и так провести его закалку.

Вакуумные плавильные печи

Такой вид установок сложно назвать бытовыми, но рассмотреть их стоит из-за того, что вакуумная плавка имеет ряд технологических преимуществ по сравнению с другими видами. По своей конструкции она напоминает тигельную, с тем отличием, что сама печь находится в вакуумной камере. Это позволяет добиваться большей чистоты процесса расплавления металла, понизить его окисляемость в процессе обработки и ускорить процесс, добиваясь значительной экономии электроэнергии.

Кроме того, ограниченность и замкнутость пространства способствует избежать выделения в окружающее пространство вредных испарений плавящихся металлов и сохранять чистоту процесса их обработки. Возможность контролировать состав и процесс обработки также является одним из преимуществ печей этого вида.

Канальные индукционные установки

Ещё один вид промышленных печей, имеющих более широкое применение, чем другие. Их можно использовать не только в качестве плавилен, но и как раздатчики подготовленного материала и смесители нескольких видов сырья. Типовые конструкции таких устройств включают:

  • Наличие ванны, в которой находится сырьё, достигшее или достигающее заданной температуры.
  • Канала, по которому расплавленная масса проходит через магнитное поле.
  • Магнитопровода, обеспечивающего постоянную циркуляцию жидкого металла.
  • Катушки первичной обмотки, которая приводит в действие магнитное поле.

Малейшее размыкание контура, который образуется жидким металлом, магнитопроводом и катушкой приводит к повышению его собственного сопротивления и мгновенному выбросу всей массы сырья из канала. Для противодействия такому явлению внутри канала оставляют «болото» — небольшую массу металла, которая поддерживается в жидком виде.

Преимущества индуктивных печей канального типа:

  • Невысокая цена установок.
  • Экономичность — для поддержания температуры внутри ванны, которая плохо рассеивает тепло, нужно малое количество электроэнергии.
  • Коэффициент полезного действия индуктора при работе очень высок.

Недостатки:

  • Медленное продвижение по каналу расплавленного металла усложняет контроль за его качеством и окислением.
  • Необходимость оставлять некоторое количество сырья внутри понижает качество химического состава следующей загрузки и возможности более тонкого его контроля.
  • Необходимость поддерживания герметичности установки из-за угрозы разрыва магнитного поля и образования вихревого излучения. Сложность поддерживания изолированности при футеровке внутренних стен установки некоторыми составами.

Основные элементы схемы печи

Для того чтобы собрать установку и выполнять работы на ней, необходимо найти подходящую схему индукционной печи и детали для неё. Для поиска последних очень пригодится наличие одного или нескольких ненужных блоков питания от компьютера, так как большинство деталей можно найти в них. Типовая схема простейшей печи с самодельным инвертором будет включать такие элементы, как:

  • Транзисторы-полевики, можно использовать IRFZ46N или аналоги (IRFZ44V, имеющий силу тока на ножке стока в 55 ампер подойдёт даже лучше). Желательно подбирать полевики с максимально возможным значением напряжения пробоя, так они прослужат гораздо дольше.
  • Дроссели, резисторы с сопротивлением 470 Ом (можно использовать один ваттник или два полуваттника, соединённых в схеме последовательно) и девять конденсаторов малой ёмкости (до 1 микрофарада) которые можно выпаять из блока питания.
  • Радиаторы для охлаждения транзисторов — полевики в корпусах типа ТО-220АВ при работе очень горячие и могут взорваться от недостатка отвода тепла от них.
  • Проволока из меди диаметром около миллиметра для создания ферритовых колец и диаметром в 2 миллиметра для создания индуктора.
  • Диоды марок UF4007, 2 штуки, но лучше иметь парочку запасных на случай, если в первый раз соберёте что-то неправильно — они вылетят первыми.
  • Батарею ёмкостью около 8−10 ампер-часов. Такие, как правило, извлекаются из старых источников бесперебойного питания и имеют выходное напряжение в 12 вольт.
  • В качестве тигля можно слепить и обжечь на костре или с помощью горелки глиняный горшочек нужного вам диаметра.

Инвертор для установки собирается по схеме, предложенной С. В. Кухтецким для лабораторных испытаний. Её легко можно найти в интернете. Мощность инвертора, который питается от напряжения в диапазоне 12−35 вольт будет составлять 6 киловатт, а его рабочая частота — 40−80 килогерц, этого будет более чем достаточно для домашних проектов.

Техника безопасности при работе

Так как работа с индукционной печью подразумевает тесный контакт с расплавленным металлом и токами высокой частоты и силы, стоит озаботиться о качественном заземлении установки и надёжных средствах защиты. При этом одежда должна строго соответствовать всем требованиям:

  • Быть изготовленной из плотного неплавящегося и не горящего материала.
  • Базовый защитный костюм должен включать в себя фартук и рукавицы. На ногах по возможности следует носить при работе обувь с прорезиненой подошвой, ступни же и носки должны быть сухими.
  • Для защиты глаз стоит приобрести специальные очки, это убережёт вас от случайного попадания раскалённого куска металла в глаза.

Не стоит забывать и о хорошей вентилируемости помещения, в котором будут работать. Расплавленный металл выбрасывает в воздух химические соединения, которые совсем неполезны для ваших лёгких.

Как работают индукционные печи

Как работают индукционные печи

ЗНАТЬ

Программное обеспечение для образования и промышленности


Как работают индукционные печи - интерактивный компьютер программа, которая даст вам интуитивное понимание индукции печи за счет использования текста, графики и анимации. Никаких предварительных знаний об электричестве не предполагается и не требуется.Это выдаст юзеру:
1) генерал понимание того, что делает индукционная печь и как она работает it,
2) знание терминология, сопровождающая область индукционных печей, и
3) достаточно знаний, чтобы при желании проведите дополнительное исследование.

Эта программа объясняет:
  • как устроены индукционные печи
  • почему плавится металл в печи
  • какие магнитные поля
  • что такое открытие Эрстеда и почему оно такое важный
  • что такое электромагниты и зачем они нужны важный
  • почему индукционные печи работают на переменном токе, а не на постоянном токе
  • что такое закон Фарадея и почему он важен
  • какой коэффициент мощности
  • как можно скорректировать коэффициент мощности
  • какой эффект установка конденсаторов параллельно с индукционная печь имеет
  • какой эффект при установке конденсаторов последовательно с индукционная печь имеет
  • какое влияние частота источника питания оказывает на индукцию печь

Вот Содержание программа...

Как работают индукционные печи

C hapter
1. Введение
Что такое индукционная печь?
Почему это называется индукционной печью без сердечника?
Куда мне идти дальше?

2. Как строятся индукционные печи?
Основные компоненты индукционной печи
Конструкция индукционной печи
Фотографии индукционных печей

3.Почему плавится металл?
Магнитные поля
Oersted's Discovery
Электромагниты
Источник переменного тока
Закон Фарадея

4. Проблема коэффициента мощности
Введение
Проблема коэффициента мощности
Почему ток отстает от напряжения в индукторе

5. Каким образом Конденсаторы помогают решить проблему с коэффициентом мощности

Введение
Что такое конденсатор?
Почему ток ведет к напряжению в конденсаторе
Сводка по фазовому сдвигу резистора, индуктора и конденсатора

6.Конденсаторы, подключенные параллельно индукционной печи
Введение
Сопротивление и реактивность
Подключение конденсаторов параллельно индуктору
Индукционная печь с параллельными конденсаторами
Сводка

7. Последовательные конденсаторы с индукционной печью
Введение
Последовательное соединение конденсаторов с индуктором
Индукционная печь с последовательными конденсаторами
Резюме

8.Как частота источника питания влияет на печи с Параллельные конденсаторы
Введение
Зависимость полного тока от частоты
Печь с параллельными конденсаторами и источником питания переменной частоты
Сводка

9. Как частота источника питания влияет на печи с серией Конденсаторы
Введение
Зависимость полного тока от частоты
Печь с последовательными конденсаторами и источником питания переменной частоты
Сводка

Индекс



Вот отрывок из главы 4 , объясняющий Проблема с коэффициентом мощности...

Проблема с коэффициентом мощности:
На рисунке 4-2 ниже показаны напряжение переменного тока и ток индуктор. И напряжение, и ток являются синусоидальными волнами с частота 60 Гц (60 циклов в секунду), поэтому период или время, необходимое для каждой синусоидальной волны возникающего напряжения или тока составляет 1/60 секунды (1/50 второй в Европе). Создается один цикл синусоиды когда электрический генератор совершает полный оборот на 360 градусов, поэтому горизонтальная ось синусоиды может быть отмечена как в градусах, так и в единицах времени.

Для идеального индуктора, не имеющего сопротивления, ток через катушку индуктивности отстает напряжение на катушке индуктивности на 90 градусов. В следующем разделе объясняется, почему это происходит. Чтобы распознать это отставание на рис. 4-2, сравните любые два соответствующих точки на синусоидальных волнах напряжения и тока. Например, посмотрите, где синусоидальная волна напряжения пересекает горизонтальную ось на его путь вверх; затем посмотрите, где текущая синусоида пересекает горизонтальная ось движется вверх.Эти две точки равны 90 градусам. и текущая синусоида пересекает горизонтальную ось после синусоидальная волна напряжения, поэтому мы говорим, что ток отстает от напряжения. То же самое будет верно для любых других двух соответствующих точек; нравиться где две формы волны достигают своего пика. Если резистор был подключенный к источнику переменного тока вместо индуктора, напряжение и ток будет в фазе. Другими словами, они оба пойдут через ноль одновременно и будет выглядеть так, как будто они сверху друг друга, хотя они могут иметь разную амплитуду в зависимости от номинала резистора и масштабирования графика.

Рисунок 4-2. Коэффициент мощности индуктора




Коэффициент мощности цепи определяется как косинус угла или фазовый сдвиг, между напряжением и током цепи. Чем больше угол между напряжением и током, тем менее эффективен схема будет. Коэффициент мощности обычно выражается как процентов, умножив косинус угла на 100%. Косинус угла можно найти с помощью большинства научных калькуляторов. На рисунке 4-3 ниже показан косинус некоторых углов. Как угол увеличивается, косинус уменьшается.

Вот отрывок из Главы 6 , объясняющий, как конденсаторы, подключенные параллельно индукционной печи, могут помочь проблема коэффициента мощности ...

Индукционная печь с параллельными конденсаторами:
На рисунке 6-4 ниже показана индукционная печь мощностью 200 кВт с коэффициентом мощности 20% подключены к A.C. источник и потенциально конденсатор. Конденсаторы еще не подключены к цепь, как указано на этикетке 0 кВАр рядом с конденсатором условное обозначение. На следующем рисунке мы собираемся варьировать номинальную мощность печи. мощность, коэффициент мощности печи и размер конденсаторов в цепи, чтобы увидеть, можно ли скорректировать общий коэффициент мощности с помощью добавление конденсаторов. Рисунок 6-4 предназначен только для пояснения некоторых аспектов. схемы. Глядя на примечания, выделенные красным на рис. 6-4, мы можем видите, что:

1) Общий коэффициент мощности схемы равен мощности коэффициент печи, так как конденсаторы еще не добавлены.
2) Общий коэффициент мощности является индуктивным, поскольку полный ток отстает от приложенного напряжения на 78 градусов (знак минус указывает на ток отстает от приложенного напряжения).
3) Полный ток цепи равен току печь так как конденсаторы еще не добавлялись.
4) Ток печи отстает от приложенного напряжения на 78 градусов (так как коэффициент мощности печи 20% и косинус 78 градусов составляет 0,20).
5) После добавления конденсаторов общий ток будет равен ток конденсатора плюс ток печи, векторно добавленный к учитывать их углы (мы сделаем это за вас).

Рисунок 6-4. Индукционная печь с Описание параллельных конденсаторов


На рисунке 6-5 ниже показана индукционная печь с параллельные конденсаторы, в которых мы можем варьировать номинальные характеристики печи мощность, коэффициент мощности печи и размер конденсаторов. Выполните следующие шаги, чтобы увидеть влияние конденсаторов на схема:

1) Щелкните раскрывающийся список рядом с символом конденсатора и выберите 0 кВАр, если он еще не выбран (номинальная мощность печи мощность и коэффициент мощности печи должны быть 200 кВт и 20% соответственно), чтобы подтвердить, что печь имеет такую ​​же мощность коэффициент и потребляет такое же количество тока, как показано на рисунке 6-4 выше.

2) Щелкните раскрывающийся список рядом с символом конденсатора. и выберите 1000 кВАр (номинальная мощность печи и мощность печи коэффициент должен по-прежнему составлять 200 кВт и 20% соответственно). Обратите внимание, что общий коэффициент мощности теперь составляет 99% емкостной. Это почти идеальный коэффициент мощности 100%. Общая коэффициент мощности является емкостным, потому что полный ток приводит к приложенное напряжение на 6 градусов. Другими словами, у нас есть добавил немного слишком большую емкость.Также обратите внимание, что общий ток, или ток, который должен обеспечивать источник питания, имеет был уменьшен с 2083 ампер до 428 ампер, что снизило мощность использование почти на 80%. Ток через змеевик печи Однако все еще составляет 2083 ампер.

3) Нажмите на номинальную мощность печи и выберите 400 кВт ...



Как работают индукционные печи написано на .html, чтобы вы могли использовать свой любимый интернет-браузер для перемещаться по нему с помощью гиперссылок, закладок и слов поиски.

Принцип работы индукционных печей не требует программного обеспечения установка на ваш компьютер. Просто дважды щелкните по таблице из Contents.html.


Как работают индукционные печи написано профессионалом Инженер с 14-летним производственным опытом и 20-летним опытом. обучение электротехнике на уровне колледжа.



Требования к аппаратному и программному обеспечению:

  • Интернет-браузер например Internet Explorer , Netscape , Firefox , Chrome и т. Д.


индукция% 20 печь% 20 ​​схема% 20 схема данных и примечания по применению

Векторное управление машинами переменного тока. Питер Вас. Оксфорд

Реферат: данные обмотки статора асинхронного двигателя переменного тока Векторное управление машинами переменного тока Петр Васильевич. Оксфордское векторное управление машинами переменного тока ». Питер Вас. Oxford DIRECT TORQUE CONTROL асинхронный двигатель dtc прямое управление крутящим моментом асинхронного двигателя с помощью синхронного реактивного электродвигателя PI. Наблюдатель крутящего момента асинхронного двигателя SKHI22.
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TMS320C32 Векторное управление машинами переменного тока.Питер Вас. Оксфорд данные обмотки статора асинхронного двигателя переменного тока Векторное управление машинами переменного тока Петр Васильевич. Оксфорд Векторное управление машинами переменного тока ". Питер Вас. Оксфорд. ПРЯМОЙ КОНТРОЛЬ МОМЕНТА асинхронный двигатель dtc прямое управление крутящим моментом асинхронного двигателя с помощью PI синхронный реактивный двигатель СХИ22 наблюдатель крутящего момента асинхронного двигателя
2000 - регулировка скорости двигателя постоянного тока с помощью GSM

Аннотация: серводвигатель управления положением радара тихоокеанский научный бесщеточный двигатель управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием управления скоростью асинхронного двигателя gsm с использованием оценки gsm с расширенным фильтром Калмана мини-проект с использованием управления скоростью энкодера двигателя постоянного тока с использованием dtmf motorola 5600x XC56303PV100D
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF SG146 / D DSP56800 DSP56300 16-битный регулировка скорости двигателя постоянного тока с помощью GSM серводвигатель управления положением радара тихоокеанский научный бесщеточный двигатель регулировка скорости двигателя постоянного тока с использованием GSM регулировка скорости асинхронного двигателя с помощью GSM оценка с расширенным фильтром Калмана мини-проект с использованием кодировщика регулирование скорости двигателя постоянного тока с помощью dtmf моторола 5600x XC56303PV100D
код двигателя с нечеткой логикой

Аннотация: ПИД-регулятор IC 74245 для управления асинхронным двигателем базовая электрическая схема двигателя переменного тока в обратном направлении и прямая электрическая схема ПИД-регулятор трехфазного асинхронного двигателя Передаточная функция трехфазного асинхронного двигателя fpga 74245 verilog-код для оценки параметров асинхронного двигателя постоянного тока Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием нечеткой логики
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
2010 - Фотометрические данные светильника

Реферат: индукционная лампа балласт индукционной лампы балласт для индукционной лампы DMVIG2C085GP фотометрические данные лампы VMVIG2A055GP T2D 96 диод QM25 диод t2d
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF RD739 DMVIG165G RA739 Фотометрические данные светильника индукционная лампа балласт индукционной лампы балласт для индукционной лампы DMVIG2C085GP лампы для фотометрических данных VMVIG2A055GP Диод T2D 96 QM25 t2d диод
2004 - регулирование скорости асинхронного двигателя методом ШИМ

Аннотация: спецификация 3-фазного асинхронного двигателя с регулируемой частотой вращения. Управление скоростью фазного асинхронного двигателя. Защита цепей управления скоростью асинхронного двигателя. Дистанционное управление трехфазным асинхронным двигателем. Спецификация асинхронного двигателя переменного тока.
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 56F8300 56F8300 16 бит 8300ACIMTD 56F8100 56F8367EVM 56F8346, г. 56F8357 56F8367 регулирование скорости асинхронного двигателя методом ШИМ спецификация трехфазного асинхронного двигателя регулировка скорости с регулируемой частотой и индукцией фазы схемы управления скоростью асинхронного двигателя защита асинхронного двигателя дистанционное управление 3-х фазным асинхронным двигателем спецификация асинхронного двигателя переменного тока SG40N 8300ACIMTD 56F8346
2004 - спецификация трехфазного асинхронного двигателя

Аннотация: дистанционное управление 3-фазным асинхронным двигателем Управление скоростью асинхронного двигателя с помощью метода ШИМ от перенапряжения 3-фазный асинхронный двигатель Данные о неисправности трехфазного асинхронного двигателя Защита от перенапряжения 3-фазного асинхронного двигателя Конструкция преобразователя частоты для защиты асинхронного двигателя переменного тока привод скорости двигателя
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 56F8300 16 бит 8300ACIMTD 56F8100 56F8367EVM 56F8346, г. 56F8357 56F8367 спецификация трехфазного асинхронного двигателя дистанционное управление трехфазным асинхронным двигателем регулирование скорости асинхронного двигателя методом ШИМ 3-фазный асинхронный двигатель перенапряжения Данные о неисправности трехфазного асинхронного двигателя 3-х фазный асинхронный двигатель защита от перенапряжения трехфазного асинхронного двигателя конструкция частотно-регулируемого привода для асинхронного двигателя переменного тока защита асинхронного двигателя привод скорости двигателя
2010 - схема индукционной плиты

Аннотация: схема управления индукционной плиты схема индукционной плиты индукционная тепловая цепь индукционная плита конструкция катушки индукционной плиты igbt схема индукционной плиты bosch схема индукционной плиты индукционная плита тепловой датчик индукционная плита с IGBT
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
1998 - относительная магнитная проницаемость

Аннотация: кривая bh из железа магнитный расходомер магнитная проницаемость приложение индукции кривой b-h кривая BH постоянная намагниченность постоянного магнита
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
однофазный синусоидальный ШИМ-генератор

Аннотация: Синусоидальная ШИМ-схема инвертора постоянного и переменного тока Принципиальная схема трехфазного генератора Принципиальная схема индукционного микроконтроллера на основе однофазной индукции переменного тока Программируемый индукционный генератор синусоидальной волны C508 B6435 Схема индукции
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AP082211 AP082211 20 кГц AP0822 однофазный синусоидальный генератор ШИМ Синусоидальные схемы инвертора PWM постоянного тока в переменный ток Трехфазный генератор принципиальная схема индукции однофазный индукционный переменный ток на базе микроконтроллера программируемый генератор синусоидальной волны индукция C508 B6435 диаграмма индукции
2002 - обратное преобразование Кларка

Аннотация: преобразование Парка и Кларка DSP56F803EVMUM Преобразование Парка дискретный PWM Исходный код Matlab iGBT pid-контроллер Исходный код MATLAB ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ МОДУЛЯЦИЯ исходный код для преобразования Парка и Кларка преобразование реального Кларка с использованием Matlab для решения преобразования Лапласа
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN1930 / D обратное преобразование Кларка трансформация парка и кларка DSP56F803EVMUM Преобразование парка дискретный PWM исходный код Matlab iGBT исходный код Matlab контроллера pid ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ВЕКТОРНАЯ МОДУЛЯЦИЯ исходный код для преобразования Парка и Кларка в реальность трансформация Кларка использование Matlab для решения преобразования Лапласа
феррит Siemens Hall

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF
2010 - Плавный пуск симистора

Аннотация: BTA08 ST светорегулятор принципиальная схема индукционная микроволновая печь трансформатор индукционная лампа источник питания для магнетрона галогенный трансформатор симистор схема привода импульсный трансформатор микроволновая печь магнетрон цепь управления скоростью двигателя переменного тока с симистором
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN441 Плавный пуск симистора Схема светорегулятора BTA08 ST принципиальная схема индукции микроволновая печь трансформатор индукционная лампа блок питания для магнетрона галогенный трансформатор импульсный трансформатор схемы привода симистора микроволновая печь магнетрон Схема управления скоростью двигателя переменного тока с симистором
1997 - относительная магнитная проницаемость

Резюме: железная кривая bh магнитная проницаемость квадратная петля тороид применение магнитного расходомера кривой b-h
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
2006 - ШИМ ИНВЕРТОР 3-фазный двигатель переменного тока

Аннотация: Контроллер затвора IGBT MC68HC908MR32 Схема цепи управления скоростью двигателя переменного тока с IGBT 230 В схема цепи привода двигателя постоянного тока Использование igbt для 3-фазного асинхронного двигателя Спецификация 3-фазного асинхронного двигателя 3-фазные инверторы Асинхронный двигатель переменного тока Защита асинхронного двигателя ШИМ Источник напряжения 3-фазного двигателя переменного тока асинхронный двигатель с инверторным управлением
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN3000 MCF523x MCF523x ШИМ ИНВЕРТОР 3-фазный двигатель переменного тока Контроллер затвора IGBT MC68HC908MR32 Схема управления скоростью двигателя переменного тока с IGBT Принципиальная схема привода двигателя постоянного тока 230 В используйте igbt для трехфазного асинхронного двигателя спецификация трехфазного асинхронного двигателя 3 фазные инверторы асинхронный двигатель переменного тока защита асинхронного двигателя ШИМ 3-фазный двигатель переменного тока индукционный двигатель с инверторным приводом
2006 - схема стиральной машины

Аннотация: электрическая схема стиральной машины электрическая схема управления двигателем стиральной машины микроконтроллер управление скоростью электродвигателя переменного тока базовый электродвигатель переменного тока обратное прямое электрическая схема универсальный электродвигатель стиральной машины схема контроллера двигателя стиральной машины схема управления скоростью электродвигателя переменного тока с симисторным электродвигателем переменного тока схема управления переменной скоростью центробежный принцип работы стиральной машины
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AN3234 MC56F8013 электрическая схема стиральной машины электрическая схема стиральной машины электрическая схема управления двигателем стиральной машины микроконтроллерное управление скоростью двигателя переменного тока электрическая схема основного двигателя переменного тока обратного хода вперед универсальный мотор стиральной машины схема контроллера мотора стиральной машины Схема управления скоростью двигателя переменного тока с симистором электрическая схема управления переменной скоростью двигателя переменного тока принцип работы центробежной стиральной машины
1998 - ЭКВИВАЛЕНТ 9974 GP

Аннотация: преобразование dq "пространственный вектор" tms320 3-фазное преобразование d-q trzynadlowski SPRA284A 17417 диаграмма индукции U300 DZ 120-5 Dynamic Controls
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TMS320C240 SPRA284A ЭКВИВАЛЕНТ 9974 GP преобразование dq "космический вектор" tms320 3-фазное преобразование в d-q Trzynadlowski SPRA284A 17417 диаграмма индукции U300 DZ 120-5 Динамическое управление
электрическая схема управления переменной скоростью двигателя переменного тока

Аннотация: управление скоростью однофазного двигателя переменного тока управление скоростью однофазного асинхронного двигателя преобразование однофазного в трехфазное ic управление скоростью с регулируемой частотой однофазного асинхронного двигателя принципиальная схема схема привода переменной частоты 3-фазный двигатель переменного тока схема управления переменной скоростью d однофазный асинхронный Управление скоростью двигателя переменного тока 3 фазы переменного тока Регулятор скорости асинхронного двигателя ic Схема управления скоростью однофазного двигателя переменного тока
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF HT46R14A D / NHA0095E HT46R14 HT46R14A.электрическая схема управления переменной скоростью двигателя переменного тока однофазное управление скоростью двигателя переменного тока регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя однофазное преобразование в трехфазное ic частотно-регулируемое регулирование скорости; принципиальная схема однофазного асинхронного двигателя. принципиальная схема частотно-регулируемого привода Цепь управления переменной скоростью трехфазного двигателя переменного тока d управление скоростью однофазного асинхронного двигателя переменного тока 3 фазы переменного тока регулятор скорости асинхронного двигателя ic цепь управления скоростью однофазного двигателя переменного тока
2004 - преобразование альфа-бета-версии кода MATLAB в dq-преобразование

Аннотация: преобразование Кларка 3-фазное преобразование d-q 3-фазное векторное управление асинхронным двигателем переменного тока с использованием 3-фазного контроллера ослабления поля драйвера двигателя BLDC 230 В Преобразование dq Конденсатор 470 мкФ - 400 В обратное преобразование Кларка ротор статора асинхронного двигателя
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 56F80x, 56F8100 56F8300 56F80x AN1930 Преобразование альфа-бета-версии кода MATLAB в dq трансформация Кларка 3-фазное преобразование в d-q Векторное управление трехфазным асинхронным двигателем переменного тока с помощью Драйвер 3-фазного двигателя 230 В BLDC Контроллер ослабления поля преобразование dq Конденсатор 470 мкФ - 400в обратное преобразование Кларка ротор статора асинхронного двигателя
2003 - 56F8346EVM

Аннотация: Схема управления переменной скоростью 3-фазного двигателя переменного тока d дистанционное управление 3-фазным асинхронным двигателем Управление скоростью двигателя переменного тока 115 В Управление скоростью асинхронного двигателя с помощью метода ШИМ 3-фазный асинхронный двигатель Спецификация 3-фазного асинхронного двигателя Конструкция преобразователя частоты для асинхронного ПК на базе Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью ПК 3-фазный привод переменного тока руководство по обслуживанию
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 56F8346 56F8346 8346ACIMTD / D 56F8346EVM Цепь управления переменной скоростью трехфазного двигателя переменного тока d дистанционное управление трехфазным асинхронным двигателем Управление скоростью двигателя переменного тока 115 В регулирование скорости асинхронного двигателя методом ШИМ 3-х фазный асинхронный двигатель спецификация трехфазного асинхронного двигателя конструкция частотно-регулируемого привода переменного тока для индукционного Управление скоростью двигателя постоянного тока на базе ПК с помощью ПК Руководство по обслуживанию трехфазного привода переменного тока
2003-3-фазный асинхронный двигатель

Аннотация: Схема управления переменной скоростью 3-фазного двигателя переменного тока d спецификация 3-фазного асинхронного двигателя управление скоростью асинхронного двигателя с помощью метода ШИМ дистанционное управление скоростью двигателя переменного тока 3-фазный ИНВЕРТОР ПРИНЦИП 3-фазный регулятор скорости асинхронного двигателя переменного тока ic 3-фазный индукционный генератор дистанционное управление 3-фазным асинхронный двигатель 3-х фазный инвертор
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 56F805 56F805 805ACIMTD / D 56F805EVM 3-х фазный асинхронный двигатель Цепь управления переменной скоростью трехфазного двигателя переменного тока d спецификация трехфазного асинхронного двигателя регулирование скорости асинхронного двигателя методом ШИМ дистанционное управление скоростью двигателя переменного тока ПРИНЦИП 3-ФАЗНОГО ИНВЕРТОРА Регулятор скорости асинхронного двигателя трехфазного тока ic 3-х фазный индукционный генератор дистанционное управление трехфазным асинхронным двигателем 3-х фазный инвертор
Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF
2005-3-фазный асинхронный двигатель fpga

Аннотация: ПИД-регулятор трехфазного асинхронного двигателя передаточная функция ПИД-регулятор для управления асинхронным двигателем ПИ-регулирование ПИД-регулятор скорости двигателя постоянного тока КОНТРОЛЛЕР СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ в схеме fpga схема управления двигателем с плавным пуском двигателя переменного тока Скорость двигателя переменного тока и плавный пуск ПИД-регулятор для управления асинхронным двигателем с использованием ДИАГРАММА ПОТОКА fpga для генерации синусоидальной волны pic
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF XAPP808 3-фазный асинхронный двигатель fpga Передаточная функция трехфазного асинхронного двигателя с ПИД-регулированием ПИД-регулятор для управления асинхронным двигателем ПИ-регулирование PIC bldc регулирование скорости двигателя КОНТРОЛЛЕР СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА в fpga принципиальная схема управления двигателем схема управления двигателем плавного пуска Скорость двигателя переменного тока и плавный пуск ПИД-регулятор для управления асинхронным двигателем с помощью fpga ДИАГРАММА ПОТОКА ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ синусоидальной волны рис.
1997 г. - 3 этап 7.Схема обмотки асинхронного двигателя 5 л.с.

Реферат: данные обмотки статора асинхронного двигателя переменного тока цепь индукционного нагрева искусственная нейронная сеть принципиальная схема схема управления индукционным нагревом цепи индукционного нагрева 3 фазы 7,5 л.с.
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TMS320C30 SPRA333 Nature323: 3 фаза 7.Схема обмотки асинхронного двигателя мощностью 5 л.с. данные обмотки статора асинхронного двигателя переменного тока индукционный нагревательный контур принципиальная схема искусственной нейронной сети электрическая схема управления индукционным нагревом контуры индукционного нагрева Обмотка трехфазного асинхронного двигателя мощностью 7,5 л.с. Данные обмотки статора трехфазного асинхронного двигателя переменного тока ЭЛГАР большой аннотация для проекта робототехники
1998 - электрическая схема управления переменной скоростью двигателя переменного тока

Аннотация: AC 220 В управление скоростью двигателя вентилятора Схема управления двигателем постоянного тока 220 В постоянного тока Различные типы методов ШИМ различные методы ШИМ управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя переменного тока Управление скоростью двигателя переменного тока с помощью метода ШИМ v / f метод управления скоростью асинхронного двигателя пространственно-вектор ШИМ с использованием блок-схемы dsp индукционного нагрева
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TMS320C240 SPRA284A электрическая схема управления переменной скоростью двигателя переменного тока Регулировка скорости двигателя вентилятора переменного тока 220 В Схема управления двигателем постоянного тока 220 В постоянного тока Различные типы методов ШИМ различные техники ШИМ регулировка скорости трехфазного асинхронного двигателя переменного тока управление скоростью двигателя переменного тока с помощью метода ШИМ v / f метод регулирования скорости асинхронного двигателя пространственно-векторная ШИМ с использованием dsp блок-схема индукционного нагрева
1998 - Риккардо Ди Габриэле

Аннотация: 3-фазный IGBT-инвертор, разработанный асинхронным двигателем ir2130 BPRA076, асинхронным двигателем Matlab с ШИМ, двигателем Matlab TMS320F240 ir2130 220V, источник кода MATLAB расширенного фильтра Калмана lt, асинхронный двигатель переменного тока, 220 в, двигатель постоянного тока, pwm
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TMS320F240 BPRA076 Риккардо Ди Габриэле Трехфазный инвертор IGBT от ir2130 BPRA076 асинхронный двигатель matlab ШИМ асинхронный двигатель matlab TMS320F240 двигатель ir2130 220V источник кода MATLAB расширенного фильтра Калмана lt асинхронный двигатель переменного тока 220v DC ДВИГАТЕЛЬ ШИМ

Принципиальная схема индукционной печи.Простой индукционный нагреватель своими руками

В этом посте мы подробно обсуждаем, как построить цепь индукционного нагревателя высокой мощности с использованием IGBT, которые считаются наиболее универсальными и мощными переключающими устройствами, даже превосходящими МОП-транзисторы.

Магнитное поле высокой частоты создается катушкой, присутствующей в индукционном нагревателе, и, таким образом, вихревые токи, в свою очередь, наводятся на металлический магнитный объект, который находится в середине катушки, и нагревают его.

Чтобы компенсировать индуктивный характер катушки, параллельно катушке размещается резонансная емкость.Резонансная частота - это частота, на которой необходимо управлять резонансным контуром, также известным как катушка-конденсатор. Ток, протекающий через катушку, всегда намного больше, чем ток возбуждения.

Двойной полумост передает такую ​​же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора в первом случае проще. Даже если для этого хватит диодов поменьше размером 30А. Потенциометр используется для настройки рабочей частоты в резонанс.Вы, безусловно, можете создавать более сложные драйверы в зависимости от ваших требований.

Вы также можете использовать автоматическую настройку, которая является одним из лучших способов сделать, как это принято в профессиональных обогревателях; но есть один недостаток, заключающийся в том, что в этом процессе будет потеряна простота схемы. Вы можете контролировать частоту, которая находится в диапазоне примерно от кГц. Адаптер небольшого размера, который может быть трансформаторного типа или SMPS, используется для обеспечения V вспомогательного напряжения, которое требуется в цепи управления.

Разделительный трансформатор и согласующий дроссель L1 - это электрическое оборудование, которое используется для подключения выхода к рабочей цепи. С одной стороны, где дроссель состоит из 4 витков на диаметре 23 см, изолирующий трансформатор, с другой стороны, состоит из 12 витков на диаметре 14 см, и эти витки состоят из двухжильного кабеля, как показано на рисунке ниже.

Даже когда выходная мощность достигает шкалы Вт, вы обнаружите, что есть еще много возможностей для улучшения.Рабочая катушка предлагаемого индукционного нагревателя IGBT состоит из проволоки 3.

Медный провод считается более подходящим для изготовления рабочей катушки, поскольку его можно легко и эффективно подключить к системе водяного охлаждения. Катушка состоит из шести витков с размерами 23 мм в высоту и 24 мм в диаметре. Змеевик может нагреваться при длительной эксплуатации. Резонансный конденсатор состоит из 23 небольших конденсаторов общей емкостью 2u3.Вы можете использовать их для этой цели, даже если они в основном не предназначены или не созданы для таких целей.

Частота резонанса кГц. Всегда рекомендуется использовать фильтр EMI. Плавный пуск можно использовать для замены вариак. Я всегда настоятельно рекомендую вам использовать ограничитель, который подключается последовательно к сети, такой как галогенные лампы и нагреватели примерно 1 кВт, когда он включается в первый раз. Предупреждение: используемая цепь индукционного нагрева подключена к сети и содержит высокое напряжение, которое может привести к летальному исходу.

Во избежание несчастных случаев из-за этого следует использовать потенциометр с пластмассовой штангой. Электромагнитные поля высокой частоты всегда вредны и могут повредить носители информации и электронные устройства. Электрическая цепь создает значительный уровень электромагнитных помех, что, в свою очередь, может вызвать поражение электрическим током, возгорание или ожоги. Индукционный нагрев - это процесс, который используется для связывания, упрочнения или размягчения металлов или других проводящих материалов.

Для многих современных производственных процессов индукционный нагрев предлагает привлекательное сочетание скорости, стабильности и контроля.

Основные принципы индукционного нагрева были изучены и применялись в производстве со времен s. Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя.

В последнее время акцент на бережливых производственных технологиях и упор на улучшенный контроль качества привели к новому открытию индукционной технологии, наряду с разработкой всех твердотельных индукционных источников питания с точным управлением.

Что делает этот метод нагрева таким уникальным? В наиболее распространенных методах нагрева к металлической части непосредственно прикладывают горелку или открытое пламя.

Но при индукционном нагреве тепло фактически "индуцируется" внутри самой детали за счет циркулирующих электрических токов. Индукционный нагрев основан на уникальных характеристиках радиочастотной радиочастотной энергии - той части электромагнитного спектра, которая находится ниже инфракрасной и микроволновой энергии.

Поскольку тепло передается продукту посредством электромагнитных волн, деталь никогда не вступает в прямой контакт с каким-либо пламенем, сам индуктор не нагревается (см. Рис. 1), и продукт не загрязняется.При правильной настройке процесс становится очень повторяемым и управляемым. Как именно работает индукционный нагрев?

Схема простого индукционного нагревателя

Это помогает получить базовое понимание принципов работы с электричеством. Когда переменный электрический ток подается на первичную обмотку трансформатора, создается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, если вторичная обмотка трансформатора находится в магнитном поле, возникает электрический ток.В базовой установке индукционного нагрева, показанной на Рисунке 2, твердотельный высокочастотный источник питания пропускает переменный ток через индуктор, часто через медную катушку, а нагреваемая деталь помещается внутри индуктора.

Дроссель служит первичной обмоткой трансформатора, а нагреваемая часть становится вторичной обмоткой короткого замыкания. Когда металлическая деталь помещается в индуктор и попадает в магнитное поле, внутри детали индуцируются циркулирующие вихревые токи.

Как показано на рисунке 3, эти вихревые токи протекают против удельного электрического сопротивления металла, генерируя точное и локализованное тепло без какого-либо прямого контакта между деталью и индуктором.Этот нагрев происходит как с магнитными, так и с немагнитными частями, и его часто называют «эффектом Джоуля», ссылаясь на первый закон Джоуля - научную формулу, выражающую связь между теплотой, производимой электрическим током, проходящим через проводник.

Во-вторых, в магнитных деталях создается дополнительное тепло за счет гистерезиса - внутреннего трения, возникающего при прохождении магнитных деталей через индуктор. Магнитные материалы, естественно, обладают электрическим сопротивлением быстро меняющимся магнитным полям внутри индуктора.Это сопротивление вызывает внутреннее трение, которое, в свою очередь, выделяет тепло. Таким образом, в процессе нагрева материала нет контакта между индуктором и деталью, и также отсутствуют газы сгорания.

Что такое индукционный нагрев?

Нагреваемый материал может находиться в помещении, изолированном от источника питания; погруженный в жидкость, покрытый изолированными веществами, в газовой атмосфере или даже в вакууме. Эффективность системы индукционного нагрева для конкретного применения зависит от нескольких факторов: характеристик самой детали, конструкции индуктора, мощности источника питания и величины изменения температуры, необходимой для данной области применения.

Пластмассы и другие непроводящие материалы часто можно нагревать косвенно, сначала нагревая проводящий металлический приемник, который передает тепло непроводящему материалу.

Помимо тепла, вызванного вихревыми токами, магнитные материалы также выделяют тепло за счет так называемого эффекта гистерезиса, описанного выше. Этот эффект перестает проявляться при температурах выше «точки Кюри» - температуры, при которой магнитный материал теряет свои магнитные свойства.

Таким образом, маленькие или тонкие детали обычно нагреваются быстрее, чем большие толстые, особенно если большие детали необходимо нагреть полностью.

Исследования показали взаимосвязь между частотой переменного тока и глубиной проникновения нагрева: чем выше частота, тем меньше нагрев детали.

Dhokebaaz dost shayari на английском языке

Было показано, что для глубокого проникающего тепла наиболее эффективными являются более длительные циклы нагрева на более низких частотах от 5 до 30 кГц. Сталь - наряду с углеродом, оловом и вольфрамом - имеет высокое электрическое сопротивление.

Поскольку эти металлы сильно сопротивляются току, быстро накапливается тепло.Металлы с низким удельным сопротивлением, такие как медь, латунь и алюминий, нагреваются дольше. Удельное сопротивление увеличивается с ростом температуры, поэтому очень горячая сталь будет более восприимчива к индукционному нагреву, чем холодная. Именно внутри индуктора через протекание переменного тока создается переменное магнитное поле, необходимое для индукционного нагрева.

Итак, конструкция индуктора - один из наиболее важных аспектов всей системы. Хорошо спроектированный индуктор обеспечивает правильный режим нагрева для вашей детали и максимизирует эффективность источника питания индукционного нагрева, при этом позволяя легко вставлять и извлекать деталь.Размер индукционного источника питания, необходимый для нагрева конкретной детали, можно легко рассчитать. Индукционные нагреватели используются для бесконтактного нагрева проводящих материалов.

В коммерческих целях они используются для термообработки, пайки, пайки и т. Д. В этом руководстве вы познакомитесь с конструкцией мощного нагревателя 30 кВА, подходящего для плавления алюминия и стали. Обратите внимание, что для полного использования преимуществ этой конструкции вам понадобится V-образная розетка, по крайней мере, однофазная на 50 А и, предпочтительно, трехфазная розетка на 50 или 60 А.

Об авторе :. Я отвечаю за множество гнусных проектов силовой электроники, которые вы можете найти в моем блоге; Возможно, наиболее интересным является тот, который с тех пор обрел собственную жизнь как стартап, создающий наборы DRSSTC. Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке. IGBT: или «кирпичи», как мы их называем.

Они должны быть хороши для V, а не для беспокойства, я никогда не видел кирпичей с рейтингом ниже, чем раньше, по крайней мере, A Я использую модули A, чтобы быть безопасными и, что более важно, должны быть быстрыми.Здесь вам нужно проверить таблицу - IGBT имеют длительную задержку выключения.

Блоки

бывают нескольких типов: однотранзисторные, двухтранзисторные, блоки из 6 блоков и некоторые более редкие типы, такие как модули прерывателя. Однотранзисторные модули преобладают для IGBT V и большего размера, имеют самые высокие тепловые характеристики и их сложнее всего монтировать. Сдвоенные полумостовые модули намного проще монтировать и меньше рассеивают. Они наиболее распространены для модулей V. Используйте то, что считаете нужным; в этом руководстве используются полумостовые модули.

Бак конденсатор: очень-очень важен. Он обрабатывает огромное количество реактивной мощности на очень высоких частотах. Абсолютно необходимо, чтобы эта часть была выбрана соответствующим образом.

Hangaroo отвечает победителю оскара

Это должен быть качественный полипропиленовый или слюдяной конденсатор. Вам нужна достаточная емкость, чтобы резонировать с вашей рабочей катушкой на частоте не более 70 кГц.

Индукционные нагреватели работают путем окружения обрабатываемой детали катушкой, по которой проходит переменный ток высокой частоты от кГц до низкой МГц.В результате в заготовке возникают вихревые токи, которые действуют как закороченная вторичная обмотка однооборотного трансформатора. Токи могут быть огромными, порядка нескольких тысяч ампер.

Схематическое описание Примечание. Не обращайте внимания на номера моделей транзисторов; Я просто использовал то, что было встроено в Eagle. IC1 - это TL, работающий как генератор с регулируемыми мертвым временем и частотой. Выходной сигнал подается на вход двух микросхем управления затвором UCC 9A, которые «усиливают» сигнал до чего-то, способного управлять затворами транзисторов с высокой емкостью.

Этот трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию, необходимую для управления Q1 - Q4, которые образуют полный мост. Этот промежуточный мост необходим для обеспечения высокой средней мощности, необходимой для управления Q5 - Q8, полного моста из больших модулей IGBT.

Этот мост образует основной инвертор.

Типы складских помещений pdf

Создайте логическую схему по своему усмотрению, используя прилагаемые изображения для изготовления плат или перфорированную или макетную плату. Carrier производит и устанавливает печи с тех пор. Известные своей надежностью, печи Carrier обеспечивают годы комфорта для эксплуатации. много домов по всей Америке.Как и в случае с любыми механическими устройствами, иногда детали печи перестают работать и требуют замены. Вы можете самостоятельно диагностировать и устранять некоторые неисправности печи.

Когда вы это сделаете, Sears PartsDirect предоставит вам оригинальные детали печи Carrier, необходимые для того, чтобы ваша печь снова заработала. Ремонт печей Carrier и запасные части Carrier занимается производством и установкой печей с момента демонстрации моделей частей магазина. Печь Carrier 58STA. Газовая печь Carrier 58MVCF. Печь Carrier 58CVX.Печь Carrier 58STX.

Печь Carrier 58MXAF. Печь Carrier 58MSA. Печь Carrier 58DLX. Печь Carrier 58CMR. Печь Carrier 58CLA. Печь Carrier 58UVBF. Печь Carrier 58MTBF. Печь Carrier 58MVBF. Печь Carrier 58MXBF. Перевозчик 58MCB furance. Отображение Вернуться к началу. Категории Все категории. Все марки. Coleman Evcon. Комфортное свечение.

Квадрат Д. Термальная зона. Плита США. Как диагностировать типичные проблемы печи Carrier Вот некоторые проблемы печи, с которыми вы можете столкнуться, и что с ними делать.Печи-носители часто имеют выключатель, который выглядит как обычный выключатель света, расположенный на печи или рядом с ней, который отключает подачу электроэнергии в печь.

Убедитесь, что этот выключатель включен. Проверьте контрольную лампу, если в вашей печи она используется для зажигания газа. Это удивительный индукционный нагреватель, и теперь вы можете построить свой собственный для развлечения или в качестве мощного инструмента. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий и медь. Вы можете использовать это для пайки, плавления и ковки металлов.

Вы также можете использовать это для литья. Учебник охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых критических компонентов. Учебник большой. Я рассмотрю основные шаги здесь, чтобы дать вам представление о том, что входит в подобный проект и как его спроектировать, чтобы вы не взорвали ни МОП-транзисторы, ни IGBT. При желании вы можете перейти по ссылке выше. Это руководство предполагает, что вы хорошо разбираетесь в электронике и индукционных нагревателях. Давай начнем. Кстати, я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр.

Посмотрите, как я сравниваю его со стандартным брендом, используя жидкий азот для теста. Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке. Основными компонентами являются инвертор, драйвер, трансформатор связи и цепь резервуара RLC. Я немного покажу вам схемы.

Начнем с инвертора. Это электрическое устройство, изменяющее направление постоянного тока на переменный. Для мощного агрегата он должен быть прочным.Выше вы можете увидеть экранирование, которое используется для защиты привода затвора MOSFET от любых паразитных ЭДС. Паразитная ЭДС вызывает шум, который приводит к высокочастотному переключению. Это приводит к перегреву и выходу из строя МОП-транзистора. Сильноточные трассы на печатной плате находятся внизу.

Используется множество слоев меди, позволяющих выдерживать ток более 50 А. Вы не хотите, чтобы они перегревались. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с каждой стороны. Это необходимо для отвода тепла, выделяемого МОП-транзисторами.Первоначально я использовал охлаждение с помощью вентилятора, но для того, чтобы справиться с этой мощностью, у меня есть небольшие насосы для прудов, которые перемещают обычную воду через алюминиевые радиаторы.

Пока вода чистая, проводимости быть не должно. У меня также есть тонкие слюдяные прокладки под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через раковины. Это схема инвертора.

Araignee a grigny

Схема действительно не такая уж и сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер перемещает высокое и низкое напряжение 15 В для создания переменного сигнала в трансформаторе управления затвором GDT.Этот трансформатор изолировал микросхемы от mofset. Диод на затворе МОП-транзистора ограничивает выбросы, а резистор затвора минимизирует колебания. Конденсатор C1 удаляет любую составляющую постоянного тока. В идеале вам нужно максимально быстрое время подъема и опускания ворот, уменьшая нагрев. Резистор замедляет это, что кажется неправильным.

Однако, если сигнал не ослаблен, вы получите выбросы и колебания, которые разрушат МОП-транзистор. Электрический A2Z. Однофазные асинхронные двигатели традиционно используются в жилых помещениях, таких как потолочные вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и холодильники.

Эти двигатели состоят из двигателей с расщепленной фазой, экранированных полюсов и конденсаторных двигателей. Двигатель переменного тока переменного тока - это электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое движение за счет использования электромагнетизма и изменения частоты и напряжения, производимых коммунальной компанией или контроллером двигателя. Электродвигатели переменного тока лежат в основе мирового потребления электроэнергии, потому что они делают так много и с минимальным вмешательством человека.

Двигатель переменного тока, безусловно, самый простой и дешевый двигатель, используемый в промышленности.Электродвигатель переменного тока состоит из очень небольшого числа деталей, но пока они не выходят за рамки своих рабочих характеристик, они могут работать годами с минимальным техобслуживанием.

Группа серверов Grobbulus

Основными частями двигателя переменного тока являются ротор и статор, как показано на рисунке 1. Ротор - это вращающаяся часть двигателя переменного тока, которая поддерживается набором подшипников, обеспечивающих безупречное вращение, размещенное внутри конца. колокольчики. Подшипники запрессованы в набор концевых раструбов, заполненных смазкой для обеспечения плавного движения.Статор - это неподвижная или неподвижная часть двигателя, к которой прикреплены концевые раструбы, а обмотки намотаны вокруг многослойных листов железа, которые создают электромагнитное вращающееся поле, когда катушка находится под напряжением.

Моторы

- это очень универсальные электромеханические компоненты, поскольку они могут иметь размер, конфигурацию и конструкцию, подходящую для любой ситуации или для выполнения любых задач.

Большая часть двигателей, используемых в промышленности, - это однофазные и трехфазные двигатели, как показано на рисунке 2.Однофазный асинхронный двигатель - это электродвигатель, который работает от одной формы волны переменного тока. Однофазные асинхронные двигатели используются в жилых помещениях для электроприборов переменного тока в одиночных или многоквартирных домах.

Существует три типа однофазных асинхронных двигателей: двигатели с экранированными полюсами, двигатели с разделением фаз и конденсаторные двигатели. Двигатели с экранированными полюсами, как показано на рисунке 3, представляют собой однофазные асинхронные двигатели, которые используются для работы с небольшими охлаждающими вентиляторами внутри холодильников компьютеров.

Самая большая нагрузка. Двигатель с экранированными полюсами может повернуть очень легкий компонент, способный вращаться с низкой плотностью вращения. Обычно, когда двигатели с экранированными полюсами выходят из строя, их выбрасывают в мусорную корзину и покупают новый. Полюса статора снабжены дополнительной обмоткой в ​​каждом углу, называемой экранирующей обмоткой, как показано на рис. Эти обмотки не имеют электрического соединения для запуска, но используют индуцированный ток для создания вращающегося магнитного поля.

Полюсная конструкция двигателя с экранированными полюсами позволяет создавать вращающееся магнитное поле, задерживая нарастание магнитного потока.Медный проводник изолирует заштрихованную часть полюса, образуя полный виток вокруг него.

В заштрихованной части магнитный поток увеличивается, но задерживается током, индуцированным в медном экране. Магнитный поток в незатененной части увеличивается с током обмотки, формирующим вращающееся поле. Асинхронный двигатель с расщепленной фазой - это однофазный асинхронный двигатель, который имеет две обмотки, называемые рабочей обмоткой, вторичной пусковой обмоткой и центробежным переключателем, как показано на рисунке 6.

Эти двигатели с короткозамкнутым ротором являются ступенью выше двигателей с экранированными полюсами, потому что они могут немного больше работать с более тяжелой нагрузкой, приложенной к валу ротора.Центробежный переключатель - это нормально замкнутое управляющее устройство, подключенное к пусковой обмотке. Несмотря на то, что он считается надежным двигателем, этот центробежный переключатель является подвижной частью, которая иногда не включается снова, когда двигатель перестает вращаться.

Однофазные конденсаторные двигатели - это следующий шаг в семействе однофазных асинхронных двигателей. Конденсаторные двигатели содержат такую ​​же пусковую и рабочую обмотку, что и двигатель с расщепленной фазой, за исключением конденсатора, который дает двигателю больший крутящий момент при запуске или во время работы.Конденсатор предназначен для возврата напряжения в систему при отсутствии напряжения и синусоидального сигнала ЦАП в однофазной системе.

В однофазной системе переменного тока существует только одна форма волны напряжения, и в течение одного цикла из-за нездоровых 60 гц, необходимых для создания напряжения, напряжение не создается в двух точках.

Работа конденсатора состоит в том, чтобы заполнить эту пустоту, чтобы двигатель всегда находился под напряжением, что означает, что во время работы двигателя создается большой крутящий момент.Есть три типа конденсаторных двигателей: конденсаторный пуск, конденсаторный двигатель и конденсаторный пуск и пуск.

Асинхронные двигатели с конденсаторным пуском, как показано на рисунке 7, представляют собой однофазный асинхронный двигатель, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой и центробежным переключателем двигателя. Эта конфигурация дает двигателю стартовую мощность, но приложение не требует большой мощности во время работы. Часто я сталкивался с людьми на 4hv, прося простой дизайн индукционного нагревателя, с которым они могли бы играть дома без больших денежных вложений.

Оригинальная схема возвратного драйвера Mazzili была изменена для работы с индукционным нагревателем. Конденсаторы расположены на большом расстоянии, чтобы обеспечить хорошее конвекционное охлаждение.

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT (протестировано)

Катушки индуктивности наматываются вручную на два порошковых железных сердечника от блоков питания ПК. Выходная мощность схемы удивила даже меня, поскольку я с легкостью плавил небольшие стальные, латунные и алюминиевые детали. Пропускная способность, по-видимому, в основном ограничивалась источником питания, который должен был обеспечивать менее 30 В из-за номинальных значений MOSFET при большом токе.

Мне нужно подключить royer к трансформатору или я могу подключить его к источнику питания постоянного тока ??? Извините за мой плохой английский…. Печатная плата главного управления индукционной печи


У меня вопрос: нужно ли мне ставить трансформатор обратно в Ройер по схеме, которую вы опубликовали. Спасибо и извините за мой плохой английский. У меня вопрос, а почему вы используете постоянный ток?

Объясните, пожалуйста, как я хочу это построить. Это блестящая трасса.Он использует два повышающих преобразователя оригинальным образом, так что они действуют как источники тока для согласования с параллельным резонансным контуром в течение половины цикла. Также большой конденсатор действует как демпфер для двух переключаемых катушек индуктивности поочередно и, таким образом, гармоники в питании сводятся к минимуму.

Энергия, накачиваемая в параллельный резонансный контур LC, зависит от того, сколько энергии должен удерживать каждый повышающий преобразователь на каждой стороне контура LC! Любой полевой транзистор с жестким переключением - это источник напряжения, который не подходит для согласования с параллельными LC-цепями, но он заряжает индуктор магнитным зарядом, когда Mosfet включен, а когда он выключен, заряженный индуктор становится источником тока, идеально подходящим для параллельного LC. цепь, в то время как другой МОП-транзистор включен, чтобы замкнуть цепь.

Затем функция повторяется для другого полупериода, используя другую сторону. Одна из самых гениальных схем, которые я встречал. Сейчас я работаю над аналогичной схемой, чтобы она соответствовала последовательной цепи LC, но она будет не такой аккуратной, как эта.

Мои поздравления. Что ж, сэр, что касается индукционных нагревателей, есть несколько подсказок, которые нужно сообщить, но можно придерживаться этой конкретной схемы.

Если размер индукционной катушки примерно такой же, как размер обрабатываемой детали, то передача энергии лучше.Следует быть осторожным при выборе номинальной мощности стабилитронов, поскольку увеличение напряжения питания сверх некоторого значения может привести к их сгоранию.

Как отклонить приглашение на конференцию

В этой схеме энергия не идет напрямую от источника питания к индукционной резонансной катушке, а сначала накапливается в двух основных индукторах высокой мощности, действующих в качестве нагрузки стока для МОП-транзисторов.

Предположим, что один МОП-транзистор включен из-за сопротивления Ом, подтягивающего затвор. Допустимое увеличение тока зависит от продолжительности, значения индуктивности и напряжения питания.


Проектирование, изготовление и управление - IJERT

Современное состояние индукционной печи: проектирование, изготовление и управление

Современное состояние индукционной печи: проектирование, изготовление и управление

Патил Шайла Г

Кафедра электроники и телекоммуникационной техники, Колледж DIEMS, Аурангабад, Индия

П. М. Сони

Кафедра электроники и телекоммуникационной техники, Колледж DIEMS, Аурангабад, Индия

Вайдья Харшал Д.

Кафедра электротехники и электроники англ.

M.I.T Aurangabad, Махараштра, Индия

Abstract В результате энергетического кризиса произошли большие инновации в области отопления, и электрические системы перешли от низкого напряжения к высокому напряжению или от многоуровневой к многофазной системе. Индукционные печи, используемые для плавки металлов, могут быть полностью скрытыми и оптимизированными в электромагнитном отношении. Тем не менее, когда рассматривается все устройство в целом, возникает новая проблема. Вибрации и акустический шум имеют первостепенное значение, поскольку частота работы и номинальная мощность устройств быстро растут.Чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавления является преимуществом, когда индукционная печь по сравнению с другими процессами плавления. Он использует высокочастотное электричество для нагрева материалов, которые по своей природе являются электропроводными. Поскольку это бесконтактный процесс нагрева, он не загрязняет нагреваемый материал. Это также очень эффективно, поскольку тепло фактически вырабатывается внутри детали. Это приводит к отличию от других методов нагрева, где тепло вырабатывается пламенем или нагревательным элементом, который затем подводится к обрабатываемой детали.Следовательно, индукционный нагрев предлагает несколько уникальных применений в промышленности. В этой рукописи представлен анализ печи методом конечных элементов и сравнение с результатами экспериментальной печи для проектирования индукционной печи. Электропитание может быть в диапазоне от 10 кВт до 42 МВт, с размером расплава от 20 кг до 65 тонн металла соответственно.

Ключевые слова Индукционная печь, Резонансные резервуары, Схема согласования импеданса, рабочая катушка, регулятор мощности.

  1. ВВЕДЕНИЕ

    В настоящее время наблюдается огромный прогресс в области отопления из-за энергетического кризиса [1] - [3], и электрические системы улучшаются от низкого напряжения к высокому напряжению или от многоуровневой к многофазной системе [4] - [9].Благодаря преобразователям в наши дни электрические системы просты в управлении [10] - [20]. Бесконтактный нагрев - главный атрибут индукционного нагрева. Он охватывает высокочастотный источник питания через проводящую часть. Этот высокий переменный ток может проходить через катушку, называемую рабочей катушкой [21] - [22]. Внутри катушки формируется быстро меняющееся поле. Заготовка нагревается, помещая ее внутри рабочего змеевика. Переменное магнитное поле индуцирует ток через заготовку.Такое расположение заготовки внутри рабочей катушки напоминает электрический трансформатор. Рабочая катушка считается первичной стороной, на которую подается энергия. Считается, что деталь имеет вторичную сторону с коротким замыканием на одном витке, что приводит к протеканию большого тока через деталь. Этот ток можно назвать вихревым. Кроме того, явление скин-эффекта также присутствует по причине использования высокой частоты в индукционном нагреве и заставляет переменный ток течь в тонком корпусе

    .

    слой по направлению к поверхности заготовки.Эффективное сопротивление металла пропусканию большого тока усиливается скин-эффектом, который приводит к увеличению эффекта нагрева, вызываемого током, индуцированным в заготовке.

    Для черных металлов, таких как железо и некоторые разновидности стали, раскрыт механизм, охватывающий вихревые токи. Это называется потерей гистерезиса, которая максимальна для материалов, имеющих большую площадь под кривой B-H [1] - [3], [21] - [22]. Магнитное поле, сформированное внутри рабочей катушки, вызывает быстрое намагничивание и размагничивание кристаллов железа, вызывая значительное сопротивление и нагрев внутри материала.Таким образом, черные металлы с большей легкостью способствуют индукционному нагреву, чем цветные металлы [1] - [3].

    Существенный элемент, который следует обсудить в отношении сталей, - это их поведение, которое теряет свой магнетизм при нагревании выше температуры 700 ° C (температура Кюри) в результате гистерезисных потерь. Избыточный нагрев материала происходит только из-за наведенных вихревых токов, что является проблемой для систем индукционного нагрева. Немагнитные и хорошие электрические проводники, такие как медь и алюминий, тоже создают проблему эффективного нагрева.В этом исследовании лучший способ действия для этих материалов - увеличить частоту, чтобы преувеличить потери, вызванные скин-эффектом [21] - [22]. Три основных требования для проектирования и изготовления индукционной печи - это высокочастотный источник электропитания, рабочая катушка для создания переменного магнитного поля и электропроводящая деталь для нагрева.

    Системы индукционного нагрева - довольно сложные системы, требующие определенных схем согласования импеданса между высокочастотным источником и рабочей катушкой для надежной передачи энергии.Но в этой схеме есть сложности. Для отвода отработанного тепла через обрабатываемую деталь необходимы системы водяного охлаждения. В конечном счете, некоторые полупроводниковые технологии часто используются для регулирования интенсивности нагрева и момента цикла нагрева для получения стабильных результатов. Возможны различные противоречивые обстоятельства для перехода из-за высокочастотного переменного источника питания. Полупроводниковая технология защищает систему от повреждений. Тем не менее, основное понятие работы любого индукционного нагревателя остается таким же, как показано ранее

    .
  2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ

    Индукционная печь - это электрическая печь, в которой режим подачи тепла - индукционный нагрев

    металл.Этот метод является экологически чистым, энергоэффективным и хорошо управляемым, поэтому он является одним из предпочтительных методов обогрева. Из-за отсутствия дуги или возгорания температура материала не выше, чем требуется для его плавления, что предотвращает потерю ценных легирующих элементов.

    Рис. 1. Индукционная катушка

    В этой рукописи частота ввода в эксплуатацию варьируется от частоты сети (50 или 60 Гц) до 400 кГц или выше. Эта рабочая частота в первую очередь зависит от материала плавления, мощности (объема) печи и требуемой скорости плавления.При индукционном нагреве объем печи и частота подачи обратно пропорциональны.

    Рис. 2. Поперечное сечение печи 1-Расплав 2-Змеевик с водяным охлаждением 3- Тигель 4- Хомуты

    Индукционные печи двух типов: тигельная индукционная печь и индукционная печь без сердечника. Попадание гранулированного огнеупора между змеевиком и полым внутренним формирователем приводит к образованию тигля, который расплавляется с первым нагревом, оставляя спеченную футеровку.

    Силовой тигель обеспечивает необходимое напряжение и частоту основного источника питания для электрического плавления.Частоты, используемые при индукционной плавке, варьируются от 50 циклов в секунду (частота сети) до 10 000 циклов в секунду (высокая частота). Увеличение рабочей частоты увеличивает количество энергии, подаваемой в печь заданной мощности, и уменьшает количество индукции турбулентности.

    Когда загружаемый материал плавится, в расплавленном металле возникает перемешивающее действие в результате взаимодействия магнитного поля и электрического тока через индукционную катушку. Это перемешивающее действие заставляет расплавленный металл подниматься вверх.На величину перемешивающего действия влияют применяемые мощность и частота, а также размер и форма змеевика, а также плотность и вязкость расплавленного металла. Перемешивание внутри ванны имеет исключительное значение, поскольку оно способствует смешиванию сплавов, а также поддерживает одинаковую температуру на всем протяжении печи. Может

    быть ненужным перемешиванием, которое может стать причиной скопления газа, износа футеровки, окисления сплавов и т. Д.

    Индукционная печь без сердечника обычно используется в печи, чем в тигельной, особенно когда температура плавления нагреваемых сплавов высока.Индукционная печь без сердечника обычно используется для плавки всех видов сталей и чугунов, а также многих цветных сплавов. Печь идеально подходит для переплавки и легирования благодаря абсолютному контролю температуры и химического состава.

    Стальной корпус с огнеупорной футеровкой можно рассматривать как индукционную печь с каналом, в которой находится расплавленный металл. Стальной кожух и соединительная горловина образуют плавильный компонент печи. Это называется индукционным блоком. Индукционный блок состоит из железного сердечника в форме кольца, вокруг которого намотана первичная индукционная катушка.Этот узел похож на простой трансформатор, в котором контур расплавленного металла является вторичным компонентом. Тепло, выделяемое в контуре, приводит к циркуляции металла в основной колодец печи.

    Здесь мощность источника составляет от 10 кВт до 42 МВт, с размером расплава от 20 кг до 65 тонн металла соответственно. Асинхронный двигатель чаще всего не издает гудение из-за изменяющихся магнитных сил, что позволяет оператору определять условия работы печи и уровень ее мощности.

    Резонансный контур резервуара является важной частью индукционной печи. Рабочая катушка обычно интегрируется в резонансную цепь резервуара, обладающую различными преимуществами, включая синусоидальный ток и форму волны напряжения, минимизацию потерь за счет переключения либо при нулевом напряжении, либо при переключении при нулевом токе, в зависимости от конкретной сборки. Достигнутая синусоидальная форма волны от рабочей катушки характеризует чистый сигнал и, следовательно, меньше радиочастотных помех возникает в соседнем оборудовании.Когда эта система рассматривается с другими системами, этот момент становится очень важным в приложениях с высокой мощностью. Номера резонансной схемы применены так, чтобы разработчик индукционного нагревателя мог выбрать рабочую катушку. Принципиальная схема индукционной печи показана ниже, которая включает в себя параллельный резонансный контур резервуара, цепь согласования импеданса и рабочую катушку LCLR.

    Параллельный резонансный контур резервуара: Здесь конденсатор расположен параллельно рабочей катушке с намерением резонировать на заданной частоте.Это приводит к усилению тока через рабочую катушку. Это очень примечательно, поскольку в приложениях индукционного нагрева используются низкие коэффициенты мощности. В параллельной резонансной цепи резервуара рабочую катушку можно рассматривать как индуктивную нагрузку с подключенным к ней конденсатором «коррекции коэффициента мощности». Рабочая катушка состоит из нескольких витков из толстой меди, но протекают большие токи величиной в сотни или тысячи ампер.

    Потери проводимости в действительности зависят от квадрата тока.Таким образом, происходит уменьшение потерь проводимости, поскольку полный циркулирующий ток не проходит через катушку. Существуют постоянные диэлектрические потери из-за конденсаторного и скин-эффекта, вызывающего резистивные потери в рабочей катушке. Несмотря на отсутствие рабочей катушки, в цепи потреблялся небольшой ток. При имплантации дефектной детали в рабочую катушку происходит демпфирование резонансного контура, что приводит к дополнительным потерям в системе. Таким образом, всякий раз, когда деталь помещается в рабочую катушку, возникает рост тока, потребляемого параллельным резонансным контуром резервуара.

    Цепь согласования импеданса: Эта цепь расположена между высокочастотным источником питания и рабочей катушкой. Через обрабатываемую деталь должен проходить очень высокий ток, в то время как

    , посвященный нагреву твердых изделий с помощью индукционной печи. Это противоречит схеме инвертора, работающей на генерацию высокой частоты. Функционирование инвертора можно считать превосходным, если он работает при высоком напряжении, но при низком токе, тем самым согласовывая импеданс между источником и заготовкой.

    Работа согласующей цепи и рабочей катушки заключается в переключении высокого напряжения / низкого тока с инвертора на низковольтное / сильноточное, что необходимо для эффективного нагрева обрабатываемой детали. Рабочая катушка (Lw) и ее конденсатор (Cw) включены в цепь как параллельный резонансный контур.

    Рис. 3. Параллельный резонансный контур резервуара

    Рис. 4. Схема

    Рис. 5. Схема согласования импеданса

    Рис. 6. L Match Network

    Сопротивление (R) подключается в результате подключения заготовки с потерями к рабочей катушке и магнитной связи между двумя проводниками.Из-за резонанса ток почти такой же величины, но с противоположной фазой, потребляется емкостным конденсатором и рабочей катушкой, тем самым компенсируя друг друга. Сопротивление в цепи резервуара только обеспечивает противодействие. Это сопротивление потерь просто восстанавливается до более низкого значения, подходящего для схемы инвертора, путем согласования импеданса схемы

    .

    Преобразование импеданса можно распознать многими другими способами, такими как использование отвода для работы катушки, использование цепи емкостного делителя в качестве замены конденсатора цепи резервуара и использование ферритового преобразования.Сеть L-match обычно применяется для понижения сопротивления резервуара до 10 Ом, подходит

    для работы с инвертором.

    Для выполнения операции переключения полевых МОП-транзисторов напряжение поддерживается на уровне нескольких сотен вольт, а ток снижается до среднего уровня. Благодаря сети L-Match необходимая мощность подается на обрабатываемую деталь от инвертора. Повышенное индуктивное сопротивление к высокочастотным гармоникам обеспечивает безопасную работу инвертора.

    Рабочая катушка LCLR: В этой цепи параллельный резонансный контур состоит из рабочей катушки, которая находится между конденсатором и резистором.Сеть L-Match расположена между контуром бака и инвертором. Некоторыми желательными свойствами рабочей катушки LCLR являются включение схемы L-соответствия в конструкцию рабочей катушки LCLR, что помогает в удалении трансформатора для согласования инвертора с рабочей катушкой, что приводит к экономии затрат и упрощению конструкции. Это обеспечивает синусоидальный ток нагрузки, чтобы получить преимущества от ZCS или ZVS для уменьшения потерь при переключении.

    Рис. 7. Рабочая катушка LCLR

  3. ДЕМОНСТРАЦИЯ ПРОТОТИП

    Схема, показанная ниже, демонстрирует инвертор, управляющий рабочей катушкой LCLR.

    Рис. 8. Полумостовой индукционный нагреватель с рабочей катушкой LCLR.

    В этой демонстрации использовался полумостовой инвертор, в том числе два полевых МОП-транзистора MTW14N50 и сглаженный источник постоянного тока, подаваемый на инвертор. Для поддержания потребности инвертора в переменном токе через шины подключается конденсатор. Блокирующий конденсатор постоянного тока применяется для предотвращения выхода постоянного тока из полумостового инвертора, приводящего к протеканию тока через рабочую катушку, и не участвует в согласовании импеданса.

    В приложениях большой мощности может быть спроектирован полный мостовой инвертор, в основном H-мостовой инвертор, включающий четыре или более переключающих устройства.В этом случае напряжение привода необходимо уравновесить относительно земли, чтобы согласовать индуктивности, которые обычно делятся между двумя ветвями моста поровну. Хотя можно эффективно реализовать несколько отдельных инверторов, но для удовлетворения высоких требований по току они должны быть подключены параллельно. Однако эти отдельные инверторы не подключаются напрямую параллельно к выходным клеммам инвертора с Н-мостом.

    Импеданс между любыми двумя выходами инвертора равен удвоенному значению соответствующей индуктивности, заслуга этого

    Схема

    .Если моменты переключения не могут обеспечить идеальную синхронизацию, этот индуктивный импеданс ограничивает ток, протекающий между параллельно включенными инверторами.

    Методы управления мощностью: для определения скорости, с которой тепловая энергия передается на заготовку, часто желательно управление мощностью, обрабатываемой индукционным нагревателем. Некоторые методы, применяемые для управления потоком мощности:

    1. Изменение напряжения промежуточного контура:

      Мощность, обрабатываемая инвертором, может регулироваться путем увеличения или уменьшения мощности, подаваемой на инвертор, путем подачи переменного напряжения постоянного тока.Изменение напряжения промежуточного контура позволяет полностью контролировать мощность от 0% до 100%. Однако точная мощность в киловаттах зависит не только от напряжения постоянного тока, подаваемого на инвертор, но и от импеданса нагрузки, которую рабочая катушка передает инвертору через согласующую сеть.

      Рис. 9. Индукционный нагреватель LCLR с несколькими распределенными инверторами

    2. Изменение продолжительности включения устройств в инверторе:

      Мощность можно регулировать путем изменения продолжительности включения переключателей.Когда устройства включены, на рабочую катушку подается питание. Коммутация больших токов между активными устройствами и их свободными диодами является ключевой проблемой этого метода. По этой причине регулирование продолжительности включения не часто используется в инверторах с индукционным нагревом большой мощности.

    3. Изменение рабочей частоты инвертора:

      Инвертор обычно расстраивается на стороне высокого напряжения контуров резервуара на собственную резонансную частоту для уменьшения мощности.Это вызывает доминирующее индуктивное сопротивление на входе согласующей цепи с увеличением частоты. Следовательно, ток, потребляемый от инвертора согласующей цепью, запаздывает по фазе, уменьшая амплитуду. Оба эти фактора участвуют в снижении реальной мощности на выходе.

    4. Изменение значения индуктивности в согласующей сети:

      Согласующая сеть обычно преобразует полное сопротивление нагрузки от рабочей катушки в подходящее сопротивление нагрузки, которое может управляться инвертором.Фактически, сопротивление рабочей катушки уменьшается по мере уменьшения значения индуктивности, что в конечном итоге снижает мощность, подаваемую от инвертора.

    5. Согласующий трансформатор полного сопротивления:

      Силовые трансформаторы

      RF с лентами могут быть использованы в цепи для грубого изменения импеданса рабочей катушки. Гальваническая развязка и выполнение преобразования импеданса для установки пропускной способности также обеспечивается ферритовым силовым трансформатором. Трансформатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы иметь минимальную межобмоточную емкость и высокую изоляцию при высокой индуктивности рассеяния.

    6. Управление фазовым сдвигом инвертора H-моста:

    Существует альтернативный метод управления мощностью, когда рабочая катушка приводится в действие полномостовым (Н-мостовым) инвертором с питанием от напряжения. Существует возможность управления мощностью, если возможно независимое переключение обеих ветвей моста, регулируя фазовый сдвиг между двумя ветвями моста. Когда обе ветви моста переключаются точно по фазе, на выходе предлагается одинаковое напряжение. Это означает, что в рабочей катушке нет напряжения и тока.Напротив, когда обе ветви моста переключаются в противофазе, через рабочую катушку протекает максимальный ток и достигается максимальный нагрев. По сравнению с приводом другой ветви моста, мощность от 0% до 100% может быть достигнута путем изменения фазового сдвига привода на половину моста между 0 и 180 градусами.

    Этот метод оказывается чрезвычайно эффективным, поскольку управление мощностью может быть достигнуто на стороне управления меньшей мощностью. Поскольку инвертор не отстроен от резонансной частоты рабочей катушки, инвертор всегда отмечает хороший коэффициент мощности; следовательно, реактивный ток, протекающий через безынерционные диоды, уменьшается.

  4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе обсуждается применение индукционных печей для плавки металлов. Чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавления является преимуществом индукционной печи по сравнению с другими процессами плавки. Поскольку индукционные печи - это процесс бесконтактного нагрева, они никогда не загрязняют нагреваемый материал. За счет фактического тепловыделения внутри детали достигается очень высокий КПД. Конечно-элементное моделирование печи также демонстрируется в сравнении с результатами экспериментальной печи.

ССЫЛКИ

[1] Лоран Дежегер, Томас Пьер, Мюриэль Карин, Филипп Ле Массон и Микаль Куртуа, Проектирование и разработка индукционной печи для определения характеристик расплавленных металлов при высоких температурах, Высокие температуры - высокие давления, Vol. 47 (1), стр. 2349, 2018. [2] Дж. У. Эванс и С. Д. Лимпани, Улучшенная математическая модель течения расплава в индукционных печах и сравнение с экспериментальными данными, Metallurgical Transactions B, Volume 14, Issue 2, pp 306308, июнь 1983.[3] И.В. Позняк, А.Ю. Печенков, А. Шатунов, Индукционная печь с холодным тиглем как инструмент для исследования высокотемпературных расплавов, конф. Материалы 9-го Российско-Корейского международного симпозиума по электроэнергетике, КОРУС, стр. 372-376, 26 июня - 2 июля 2005 г. [4] М. С. Б. Ранджана, П. С. Ванкхэйд, Н. Д. Гондхалекар, Модифицированный многоуровневый инвертор с каскадным H-мостом для солнечных батарей, Conf. Proc., Международная конференция по экологически чистым вычислениям, коммуникациям и электротехнике IEEE-ICGCCEE14, стр.17, Коимбатур (Индия), 6-8 марта 2014 г. [5] М. С. Б. Ранджана, Н. С. Редди и Р. К. П. Кумар, Новый однофазный усовершенствованный многоуровневый инвертор с регулируемой амплитудой уровней напряжения, Conf. Proc., Международная конференция по схемам, питанию и вычислительным технологиям, IEEE-ICCPCT14, стр. 950957, Nagarcoil (Индия), 20-21 марта 2014 г. [6] С. Бикаш, С. Анвеша, С. Б. Махаджан, П. Сандживикумар, С. Аамер, Бесщеточный контроль скорости электродвигателя постоянного тока и коррекция коэффициента мощности с использованием несимметричного первичного индуктивного преобразователя, Достижения в системах питания и управлении энергопотреблением, Springer, Сингапур, т.436, с. 431438, 2018. [7] М. С. Б. Ранджана, Н. С. Редди, Р. К. П. Кумар, Новые неизолированные повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный ток для фотоэлектрических приложений, Conf. Proc., Международная конференция по схемам, питанию и вычислительным технологиям, IEEE-ICCPCT14, стр. 970977, Nagarcoil (Индия), 20-21 марта 2014 г. [8] Питер Дорланд, Якобус Д. ван Вик и Оскар Х. Стилау О влиянии конструкции змеевика и электромагнитной конфигурации на эффективность индукционной плавильной печи 4, ИЮЛЬ / АВГУСТ 2000 г. [9] М.С. Бхаскар, П. Сандживикумар, Ф. Блаабьерг, Р. Кулкарни, С. Сешагири, А. Хаджизаде Новые топологии преобразователей LY для высокого коэффициента передачи - новая порода семейства XY Conf. Proc., IET 4th IET Intl. Конф. О чистой энергии и технологиях, IET-CEAT16, стр. 1-8, Куала-Лумпур (Малайзия), 14-15 ноября 2016 г. [10] П. Сандживикумар, М. С. Бхаскар, П. Дхонд, Ф. Блаабьерг, М. Пехт, Неизолированные конфигурации гибридных триадных преобразователей с шестью выходами для высокопроизводительных приложений возобновляемой энергии, Достижения в энергосистемах и управлении энергопотреблением, Springer, США. Сингапур, т.436, с. 1 12, 2018. [11] К. П. Дракс, М. С. Б. Ранджана и К. М. Пандав, Каскадный асимметричный многоуровневый инвертор с минимальным количеством переключателей для солнечных батарей, Conf. Proc., Энергетические и энергетические системы: к устойчивой энергетике, IEEE-PESTSE14, стр. 16, Бангалор (Индия), 13-15 марта 2014 г. [12] С. Падманабан, М. С. Бхаскар, Ф. Блаабьерг, Л. Э. Норум, С. Сешагири и А. Гаджизаде, Девятифазный шестиступенчатый инвертор для пятиуровневого вывода на основе метода ШИМ с двойной несущей, Conf. Proc., IET 4th IET Intl.Конф. О чистой энергии и технологиях, IET-CEAT16, стр. 1-7, Куала-Лумпур (Малайзия), 14-15 ноября 2016 г. [13] Дирк ван Ризен и Кей Хамейер: Сопряженное электромагнитное, структурно-динамическое и акустическое моделирование индукционной печи 4, АПРЕЛЬ 2006 г. [14] М. С. Б. Ранджана, П. К. Мароти и Б. С. Ревати, Новый однофазный многоуровневый инвертор с одним фотоэлектрическим источником и меньшим количеством переключателей, Conf. Proc., 2-я Международная конференция по устройствам, схемам и системам IEEE-ICDCS14, стр. 16, Коимбатур (Индия), 6-8 марта.2014 г. [15] А. В. Олувафеми, Э. Озсой, С. Падманабан, М. С. Бхаскар, В. К. Рамачандарамурти и В. Федак, Модифицированная схема преобразователя cuk с высоким выходным усилением для возобновляемых источников # x2014; Комплексное исследование, конф. Proc., Конференция IEEE по преобразованию энергии, IEEE-ENCON17, стр. 117-122, Куала-Лумпур (Малайзия), 30-31 окт. 2017 г. [16] К. Муранда, Э. Озой, С. Падманабан, М. С. Бхаскар, В. Федак, В.

К. Рамачандарамурти, Модифицированный повышающий преобразователь постоянного тока SEPIC с конфигурацией с высоким выходным усилением для возобновляемых источников энергии, Конф.Proc., Конференция IEEE по преобразованию энергии, IEEE-CENCON17, стр. 317-322, Куала-Лумпур (Малайзия), 30-31 окт. 2017.

[17] С. Б. Махаджан, П. Сандживикумар, О. Оджо, М. Ривера, Р. Кулкарни: Неизолированный и инвертирующий многоуровневый повышающий преобразователь Nx для фотоэлектрических цепей постоянного тока, Conf. Proc., IEEE Intl. Конф. on Automatica IEEE-ICA-ACCA16, стр. 1-8, Курико (Чили), 19-21 октября 2016 г. [18] Т. Бауэр и Г. Хеннебергер. Трехмерный расчет и оптимизация акустического поля индукционной печи, вызванного электромагнитными силами. [19] С.К. Падманабан, М. С. Бхаскар, П. К. Мароти, Ф. Блаабьерг, П. Сиано и В. Олещук, Конфигурация шестиступенчатого инвертора для многоуровневого девятифазного симметричного преобразователя с открытой обмоткой, конф. Proc., IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems, IEEE-ICPEICES16, pp. 16, Delhi (India), 4-6 июля 2016 г. [20] М. С. Бхаскар, П. Сандживикумар, Ф. Блаабьерг, О. Оджо, С. Сешагири и

R. Kulkarni, Инвертирующий неизолированный многоуровневый повышающий преобразователь Nx и 2Nx для возобновляемых источников энергии, Conf.Proc., IET Intl. Конф. по чистой энергии и технологиям, IET-CEAT16, Куала-Лумпур (Малайзия), стр. 1 (8) - 1 (8), 14-15 ноября 2016 г.

[21] П.Г. Симпсон Индукционный нагрев МакГроу-Хилла: конструкция змеевика и системы [22] Джон Дэвикс, Руководство по индукционному нагреву Питера Симпсона, McGraw-

Холм

[PDF] Цепь запуска индукционной печи с анализом качества электроэнергии

1 Международная конференция по электротехнике, электронике и методам оптимизации (ICEEOT) Запуск цепи индукции...

Международная конференция по электротехнике, электронике и методам оптимизации (ICEEOT) - 2016

Цепь запуска индукционной печи с анализом качества электроэнергии Ронал С. Пармар1

Свапнил В. Арья2

Департамент электротехники Бирла Вишвакарма Махавидялая В.В. Нагар, Гуджарат, Индия [адрес электронной почты защищен]

Департамент электротехники Бирла Вишвакарма Махавидялая В.В. Нагар, Гуджарат, Индия [адрес электронной почты защищен]

Аннотация - В этой статье содержится моделирование шестиимпульсной индукционной печи с выходной частотой 500 Гц и выходным напряжением 500 В.Сравнение инвертора на базе тиристора и инвертора на базе IGBT, показанное в статье, и моделирование инвертора на основе IGBT показано, поскольку он имеет более высокий КПД и более быстрое переключение. Для простоты выпрямительная секция построена на диодной основе. Модель индукционной печи была реализована в программе MATLAB и проанализирована форма выходного сигнала.

II. ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ A. Принципиальная блок-схема

Ключевые слова: инвертор источника тока; Инвертор источника напряжения; Переключение нулевого тока; Переключение при нулевом напряжении;

И.ВВЕДЕНИЕ Индукционные печи используются для нагрева металлов по принципу электромагнитной индукции. Индукционный нагрев широко используется в металлургической промышленности для плавления или нагрева тонких слябов на установках непрерывной разливки из-за более высокой эффективности нагрева, высокой производительности и чистой рабочей среды. Индукционные печи обладают очень высокой потребляемой мощностью и нелинейными характеристиками [2]. Обычно типичная индукционная печь проектируется с топологией, состоящей из преобразователя переменного тока в постоянный (выпрямитель), фильтра промежуточного контура, преобразователя постоянного тока в переменный (инвертор) и индукционной катушки.Для индукционной катушки были разработаны источники питания нескольких диапазонов от 1 кВт до 10 МВт с рабочими частотами от 10 Гц до 60 МГц, что зависит от размера и качества нагреваемого материала, рабочей температуры нагрузки, обработки детали и распределение физической нагрузки внутри змеевика печи [6]. Если инвертор работает на резонансной частоте, это позволит передавать максимальную мощность на индукционную катушку [3]. Чтобы передать максимальную мощность на нагрузку, необходимо настроить частоту инвертора на собственную резонансную частоту.В этой статье представлены моделирование и результаты индукционной печи. Номинальное выходное напряжение и частота указанной индукционной печи составляет 500 В и 500 Гц соответственно. Входное напряжение и номинальная частота 415 В и 50 Гц.

978-1-4673-9939-5 / 16 / $ 31.00 © 2016 IEEE

Рис. 1. Схема имитационной модели трехфазной силовой цепи индукционной печи [1]

На рис. , моделирование силовой схемы индукционной печи. Основные части этой схемы следующие: i.Трехфазный полный выпрямитель невесты ii. Фильтр звена постоянного тока iii. Однофазный полный инвертор невесты iv. Резонансная схема для индукционной катушки v. Схема драйвера затвора инвертора B. Выпрямитель Эта схема преобразует переменное напряжение в постоянное. До сих пор большинство исследований проводилось в области дифференциальной топологии с точки зрения выбора полупроводниковых переключателей для выпрямителя. Если нагрузка переменная и напряжение источника также изменяется, в это время можно использовать топологию с выпрямителем в качестве тиристора или любым другим управляемым переключателем.Тогда как диод - лучший вариант, если используется постоянная нагрузка [5]. Обычно для приложений с низким энергопотреблением используются неуправляемые выпрямители. Когда мы преобразуем мощность переменного тока в постоянный, выходное значение напряжения составляет 130% от входного напряжения. C. Фильтр звена постоянного тока Дизайн фильтра для полного моста важен, потому что на выходе выпрямителя присутствуют нежелательные пульсации. Во многих приложениях

рябь должна находиться в заданном пределе. Обычно в промышленности допустима пульсация 3% [4].

Коэффициент усиления выходного напряжения

Возможно

Невозможно

Чтобы уменьшить пульсации на выходе выпрямителя, мы добавляем фильтр.Фильтры подразделяются на три типа:

Коэффициент мощности

Хороший

Плохой

Контроль

Легкий

Комплексный

Эффективность

Хороший

Плохой

Стоимость

Низкий (по сравнению с тиристорным)

Дорогой

Размер

Маленький (драйвер затвора требуется только в инверторе)

Большой (драйвер затвора требуется с обеих сторон)

a.

Фильтр емкостный

РФ

.√

∗ ∗

∗ /

(1)

Для определения правильного значения емкости конденсатора для ограничения пульсации в форме волны используется уравнение (1). Емкостной фильтр используется для приложений с низким энергопотреблением, потому что при зарядке конденсатора в это время он действует как короткое замыкание, поэтому простой конденсаторный фильтр не подходит для приложений с высокой мощностью [4]. б.

Индуктивный фильтр

РФ

. √

∗ ∗

∗ /

(2)

Для определения правильного значения индуктивности для ограничения пульсации в форме волны используется уравнение n (2).Индуктивный фильтр пропускает большой ток без серьезного изменения выходного напряжения. По этой причине он подходит для приложений большой мощности [4]. c.

Емкостной индуктивный фильтр

Ниже приведены некоторые характерные особенности этого фильтра: i.

Используется для улучшения фильтрующего действия выпрямленного напряжения и тока.

ii.

Функция конденсатора заключается в сглаживании колебаний напряжения, в то время как индуктор используется для сглаживания колебаний тока.

iii.

Из-за равномерного протекания тока емкостно-индуктивный фильтр широко используется в приложениях с высокой мощностью.

iv.

При использовании по отдельности конденсатора и катушки индуктивности требуется большая емкость, чтобы добиться того же результата с помощью емкостного индуктивного фильтра, при совместном использовании конденсатора и катушки индуктивности требуется очень небольшое значение [4].

Из таблицы I видно, что инвертор на базе IGBT лучше, чем инвертор на базе тиристора. Поэтому в нашем моделировании мы использовали инвертор на базе IGBT.E. Резонансная цепь для индукционной катушки Индукционная печь имеет чисто индуктивную нагрузку. Коэффициент мощности нагрузки очень низкий из-за индукции и низкой общей производительности печи. Поэтому для повышения коэффициента мощности и эффективности мы добавляем конденсатор последовательно или параллельно катушке индуктивности. Это помогает создать состояние резонанса между катушкой индуктивности и конденсатором. [7, 11] Резонансные схемы подразделяются на три типа следующим образом: i. Последовательный резонанс

Рис. 2. Последовательный резонанс

ii.

Параллельный резонанс

iii.

Гибридный резонанс

Рис. 3. Параллельный резонанс

D. Инвертор Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. Здесь инвертор используется для изменения частоты с помощью IGBT или MOSFET [3,6,7]. Обычно в индукционных печах используются инверторы двух типов. На базе IGBT или тиристора. Сравнение обеих топологий показано в Таблице I ниже [2,3]. Таблица I. Сравнение IGBT и тиристорного инвертора Инвертор на базе IGBT

Тиристорный инвертор

Выпрямитель - диодный, трехфазный, полный или неуправляемый выпрямитель

Выпрямитель - тиристорный или управляемый выпрямитель

Инвертор

Инвертор

на базе IGBT

Инвертор тиристорный

Пусковая цепь

Не требуется

Требуется

Выпрямитель

Рис.4. Гибридный резонанс (LCL / CCL) Таблица II. Сравнение всех резонансных цепей

Коммутационные потери Простота для защиты и обслуживания ZVS и ZCS Протекание тока через инвертор Более высокий рабочий

Последовательный резонанс

Параллельный резонанс

Гибридный резонанс

Умеренный

Высокий

Низкий

Очень простой

Easy

Сложный

Оба

ZCS Часть тока нагрузки Менее возможна

Оба

Полностью возможна

Может быть получена

Легкая Больше напряжения Средняя Высокая

Средняя Больше тока Плохая Низкая

из конфигурации Тяжелая 80 -90% Умеренный

Высокий

Самый низкий

Умеренный

Хороший Простой Минимум при резонансе Част.

Плохая Средняя

Лучшая Комплексная

Минимальная при резонансе

-

Низкая

Средняя

частота Вес Выходная мощность КПД Стоимость устройства Номинальная мощность полупроводникового переключателя Коэффициент мощности при полной нагрузке Конструктивное сопротивление Потери при переключении под нагрузкой Фактор качества Резонансная частота Ток при резонансе

Higher XL / R 1 2 √ V / R

R / XL 1 2π

1 LC

RL

-

V / (L / CR)

-

В таблице II, можно увидеть сравнение всех трех типов резонанса.В этом гибридный резонанс намного лучше по сравнению с последовательным и параллельным резонансами. Но для маломощных приложений параллельный резонанс намного лучше, чем гибридный [7, 11]. F. Схема драйвера затвора инвертора Схема драйвера затвора предназначена для управления (т.е. для включения и выключения) любого полупроводникового переключателя. Здесь переключатель IGBT должен быть получен драйвером затвора, поэтому управляющие импульсы получаются от Arduino UNO, поскольку для этой цели использовалась микросхема ATmega328P, а затем управляемые импульсы от Arduino подаются на схему драйвера затвора (в основном, Оптопара IC), то драйвер затвора подает оптически изолированные управляющие импульсы на затвор IGBT.Базовая блок-схема схемы драйвера затвора показана ниже на рисунке 6.

Индукционная катушка

285 мкГн

Рабочая частота

500 Гц

Инвертор

IGBT

Выпрямитель

Диод

B. Предлагаемый метод управления Выходная мощность, получаемая от катушки индукционной печи, непостоянна. Для приложений, требующих постоянного тока, мы выбираем CSI, тогда как, если металл нагрузки является переменным (из-за чего изменяется индуктивность катушки, которая изменяет ток), больше подходит VSI [5,7].Для стробирования правильного выходного напряжения мы рекомендовали два решения, как показано ниже: i. Однофазный переключатель преобразуется в переключатели IGBT ii. Для срабатывания этих переключателей используется метод SPWM. C. Однолинейная диаграмма для моделирования

Рис. 6. SLD для моделирования

D. Результаты моделирования MATLAB i. Напряжение звена постоянного тока

Рис. 5. Схема драйвера затвора для IGBT

На рис. 5 резистор 1 кОм используется для ограничения тока импульса затвора, а резистор 0,5 кОм используется для разряда изолированного конденсатора затвора.Если конденсатор не разряжен, то после отключения импульсов затвора IGBT непрерывно запускается до тех пор, пока изолированный затвор IGBT не будет полностью разряжен.

Рис. 7. Выходное напряжение промежуточного контура

На рис. 7 видно, что на выходе выпрямителя почти 586 В, это 130% от входного напряжения. Постоянное напряжение достигается с помощью ЖК-фильтра ii.

Выходное напряжение

III. МОДЕЛИРОВАНИЕ A. Расчетные значения для предлагаемой модели MATLAB Таблица III. Входные расчетные значения для предлагаемой модели MATLAB Мощность

10 кВт

Напряжение

415 В

Ток печи

10A

Рис.8. Выходное напряжение инвертора (МИ - 0,9)

Рис.13. Показывает измерение общих гармонических искажений (THD) на форме волны напряжения питания. Гармонические искажения уменьшаются за счет добавления пассивного фильтра на стороне источника. E. PROTEUS Моделирование схемы драйвера GATE Рис. 9. Выходное напряжение инвертора (MI - 0,3)

iii.

Выходной ток

Рис. 10. Ток через индукционную катушку (MI -0,9)

Рис. 11. Ток через индукционную катушку (MI -0,3)

На рис. 8, 9, 10 и 11 это может быть Видно, что если происходит уменьшение индекса модуляции, то среднее значение напряжения и тока уменьшается.iv.

Напряжение питания

Рис. 14. Схема Proteus Simulation схемы драйвера GATE

На Рис. 14 показана схема управления индукционной печью. Эта схема генерирует импульс затвора для инверторных IGBT. F. Выходные данные Proteus Simulation

Рис. 12. Входное напряжение индукционной печи

На Рис. 12 видно, что форма входного напряжения искажена из-за переключения в преобразователе. Это также вызвано нелинейным характером нагрузки. v.

Рис.15. Выход схемы управления из Arduino

Измерение гармонических искажений при исходном напряжении На рисунке 15 показан выходной сигнал схемы управления, то есть импульс затвора для инвертора на полномостовых БТИЗ. IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рис. 13. Измерение гармонических искажений напряжения питания

В этой статье показано моделирование индукционной печи с параллельной резонансной нагрузкой. Было замечено, что добавление фильтра конденсатор-индуктор на выходе выпрямителя позволяет контролировать пульсации и обеспечивать постоянное напряжение и плавный ток для инвертора.Кроме того, в инверторе, использующем IGBT с технологией SPWM, управление выходным напряжением индукционной печи

возможно путем изменения индекса модуляции. Предлагается добавить пассивный фильтр для уменьшения TDH в напряжении источника. V. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ Мы очень признательны г-ну Б. Г. Шаху (Pioneer Furnace Ltd.) за их руководство и постоянный надзор, а также за предоставление необходимой информации относительно проекта. VI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1]

[2]

Александр К. Морейра: «Электрическое моделирование и анализ качества электроэнергии трехфазной индукционной печи», IEEE ICHQP 2014, стр.415-419. BR Pulley: «Последние разработки в области статических высокочастотных источников энергии для индукционного нагревателя», Industrial Industrial Electronics и

[3]

[4] [5] [6]

[7]

[8]

Контрольно-измерительные приборы , IEEE Transaction, Vol.17, No. 4 1970, pp. 297-312. Рикардо Фуэнтес, Патрисия Лагос, Джодж Эстрада: «Саморезонансная индукционная печь с технологией IGBT», IEEE ICIEA 2009, стр. 1371-1374 Судип Пьякурьял, Мохаммад Мартин: «Дизайн фильтра для преобразователя переменного тока в постоянный», IRJES, Vol.2, №6, 2013 г., стр. 42-49. Араш Киюмарси: «Замкнутый контур управления мощностью индукционной печи», IEEE ICEM 2008, стр. 1-6. Санджай Р. Джоши, Виралкумар Соланки: «Моделирование индукционной печи и сравнение с реальной индукционной печью», IJRTE, том 2, № 4, 2013 г., стр. 105-109 Сибилла Дикерхофф: «Дизайн LCL-резонансного инвертора на основе IGBT Для высокочастотного индукционного нагрева », Конференция по промышленному применению, IEEE 1999, том 3, стр. 2039-2045. М. М. Макрани, Р. Д. Патель: «Моделирование инвертора с H-образным мостом, используемого для индукционной плавильной печи», IJERT, Vol.2, No3 2014, стр: 40-44.

Замечательно звездная печатная плата индукционной печи в продаже

Спецификация изготовления печатных плат 1 Описание Спецификация печатной платы 2 Материал FR-4 / HTG150-180 FR-4 / CEM-1 / CEM-3 / Алюминий 3 слоя 1-20 4 Толщина платы 0,2 мм - 4,0 мм 5 Допуск по толщине платы +/- 10% 6 Толщина меди 17,5-175 мкм (0,5 унции-5 унций) 7 Мин. Ширина следа 0,15 мм 8 Мин. Ширина промежутка 0,15 мм 9 мин. Диаметр сверления 0,2 мм 10 Толщина меди PTH 0,4 -2 мил (10-50 мкм) 11 Допуск травления & amp; плюс 1 мил (& amp; plusmn; 25 мкм) 12 Угол V-образного среза 25 & amp; deg;, 30 & amp; deg;, 45 & amp; deg;, 60 & amp; deg; 13 Жемчуг Сила линии & amp; ge; 6 фунтов / дюйм (& amp; ge; 107 г / мм) 14 Контроль и допуск импеданса 50 & amp; Omega; & amp; plusmn; 10% 15 Twist & amp; Wrap & amp; le; 0.5% 16 Паяльная маска Зеленый, Красный, Синий, Белый, Черный, Желтый 17 Поверхность / Покрытие HASL / Бессвинцовый HASL / OSP / Позолота / Иммерсионное золото / ENIG 18 Сертификат ROSH. ISO9001, сертификат UL 19 Файл Protel 99se / P-CAD / Autocad / Cam350 20 Внутренняя упаковка Вакуумная упаковка, полиэтиленовый пакет 21 Внешняя упаковка Стандартная картонная упаковка Подробные условия для сборки печатных плат 1 Количество прототипов и сборка печатных плат небольшого объема, от 1 платы до 250, предназначен для специализированных, но мы можем обработать заказы до 1000 2 Тип сборки SMT и сквозное отверстие 3 Тип пайки Водорастворимая паяльная паста, без свинца и без свинца 4 компонента Пассивные до размера 0201 Несущие элементы для бессвинцовых чипов BGA и VFBGA / CSP Двойной -Станка SMT с мелким шагом до 08 мил Ремонт BGA и удаление и замена деталей Reball-Обслуживание в тот же день 5 Размер неизолированной платы Наименьший: 0.25x0,25 дюйма Наибольший: 20x20 дюймов 6 форматов файлов Спецификация материалов Файлы Gerber Pick-N-Place File (XYRS) 7 Тип обслуживания Под ключ, частичная под ключ или консигнация 8 Компонентная упаковка Катушки с обрезной лентой Свободные детали 9 оборот Обслуживание в тот же день до 15-дневного обслуживания 10 Тестирование Тест с летающим зондом XRAY Inspection AOI Test PCB or PCB Assembly files requests 1. Gerber-файлы голой печатной платы 2. Спецификация (ведомость материалов) для сборки Чтобы сократить время выполнения заказа, пожалуйста, любезно сообщите нам, есть ли допустимая замена компонентов.3. Руководство по тестированию & amp; При необходимости проверьте приспособления. 4. Программирование файлов и файлов. Инструмент для программирования при необходимости 5. Схема при необходимости

Печатная плата индукционной плиты Конструкция печатных плат с использованием бессвинцовой HASL Наш основной продукт Сильные стороны № Упаковка & amp; Доставка заказа на печатную плату: предоставьте файл Gerber и производственные спецификации. 5. Защита вашего торгового зала, идей дизайна и всей вашей личной информации.

Изготовитель печатной платы Монтажная плата печатной платы индукционной плиты / Электронная плата контроля температуры Минимальный шаг IC 0.2 мм Максимальный размер печатной платы 1200 x 500 мм Минимальная толщина печатной платы 0,25 мм Минимальный размер микросхемы: 0201 (0,2x0,1) / 0603 (0,6 x 0,3 мм) Максимальный размер BGA: 74x74 мм Шаг шарика BGA: 1,00 мм (минимум), 3,00 мм (максимум) Диаметр шарика BGA: 0,40 мм (минимум), 1,00 мм (максимум) Шаг выводов QFP: 0,38 мм (минимум), 2,54 мм (максимум). монтажная (SMT) сборка DIP-сборка Смешанная технология (поверхностный монтаж и сквозное отверстие) Одностороннее или двустороннее размещение Кабельная сборка Тип компонентов: Пассивные компоненты: всего лишь корпус 0402. в качестве .Шаг 5 мм. Закупки деталей: «Под ключ» (мы поставляем детали) Отправляем (вы поставляете детали) Тип припоя: бессвинцовая / ROHS-совместимая печатная плата Изделие Производительность Емкость Количество слоев 1--30 л Базовый материал FR4, High-TG FR4, CEM3, алюминий, высокочастотный (Rogers, Taconic, Aron, PTFE, F4B) Толщина материала (мм) 0,40, 0,60, 0,80, 1,00, 1,20, 1,50, 1,60, 2,0, 2,4, 3,2 Макс.размер платы (мм) 1200x400 мм ; plusmn; 0,15 мм Толщина платы 0,4 мм - 3,2 мм Допуск по толщине & amp; plusmn; 8% Минимальная линия / интервал 0.1 мм Мин. Кольцевое кольцо 0,1 мм Шаг SMD 0,3 мм Минимальный размер отверстия (механический) 0,2 мм Мин. Размер отверстия (лазерное отверстие) 0,1 мм Допустимый размер отверстия (+/-) PTH: & amp; plusmn; 0,075 мм; NPTH: & amp; plusmn ; Допуск отверстия 0,05 мм; покрытие 0,075 мм HASL / LF HAL 2,5 мкм иммерсионное золото Никель 3-7 мкм Au: 1-5u ''; Поверхность HAL, ENIG, гальваническое золото, иммерсионное золото, медь OSP Вес 0,5-6 унций Цвет Паяльная маска Зеленый, синий, черный, белый, желтый, красный, матовый зеленый, матовый черный, матовый синий Шелкография Белый, черный, синий , Желтый OEM-сервис 1.Дизайн печатной платы, клонирование и копирование P CB, обслуживание ODM. 2. Схема и компоновка 3. Быстрые прототипы печатных плат и печатных плат и массовое производство 4. Услуги по закупке электронных компонентов 5. Услуги по сборке печатных плат Заводская информация Партнеры NRSky. Контактная информация по доставке Cherry (менеджер по продажам) Skype: live: 86d82d7a7f578ead Телефон: 86-755-21022835 Tel: 86-18872731747 (Whats app)

Индукционный нагрев III. с IGBT

Индукционный нагрев III. с IGBT

Принцип индукционного нагрева прост.Катушка генерирует высокочастотное магнитное поле, а металлический предмет в середине катушка индуцирует вихревые токи, которые нагревают ее. Параллельно катушке подключается резонансная емкость для компенсации ее индуктивный характер. Резонансный контур (катушка-конденсатор) должен работать на его резонансной частоте. Ток возбуждения намного меньше чем ток, протекающий через катушку. Схема работает как «двойной полумост» с четырьмя IGBT STGW30NC60W, управляемыми с помощью схема IR2153.Двойной полумост способен выдавать ту же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора проще. Большой двойной диод STTh300L06TV1 (2x 120A) работает как антипараллельные диоды. Будет достаточно диодов гораздо меньшего размера (30А). Если вы используете IGBT со встроенным диоды (например, STGW30NC60WD), вам не придется их использовать. Рабочая частота настраивается в резонанс с помощью потенциометра. Резонанс обозначается значком максимальная яркость светодиода. Конечно, вы можете создать более сложный драйвер. Лучше всего использовать автоматическую настройку, что, конечно, есть в профессиональных обогревателях, но схема потеряет привлекательную простоту.Частоту можно регулировать в диапазоне примерно От 110 до 210 кГц. Схема управления требует дополнительного напряжения 14-15В от небольшого адаптера (может быть как коммутируемым, так и обычным). Выход подключен в рабочий контур через согласование дросселя L1 и разделительного трансформатора. Оба они находятся в воздушном исполнении. Дроссель имеет 4 витка на диаметре 23 см, разделительный трансформатор. состоит из 12 витков двухжильного кабеля диаметром 14 см (см. фото ниже). Выходная мощность сейчас около 1600 Вт и все еще есть. есть возможности для улучшения.
Рабочая катушка изготовлена ​​из проволоки диаметром 3,3 мм. Лучше будет медная труба, которая может быть подключена к водяному охлаждению. Катушка имеет 6 витков диаметром 24 мм и высотой 23 мм. Катушка после продолжительной работы нагревается. Резонансный конденсатор выполнен из 23 шт. Малогабаритных конденсаторов общей емкостью 2u3. В конструкции можно использовать конденсаторы 100 нФ (полипропилен ~ 275В МКП и класс X2). Они не предназначены для таких целей, но могут быть использованы. Резонансная частота 160 кГц.Рекомендуется использовать фильтр EMI. Вариак можно заменить на мягкий пуск. Рекомендую использовать ограничитель тока, подключенный последовательно к сети (например, нагреватели, галогенные лампы, около 1 кВт) при первом включении.

Предупреждение! Цепь индукционного нагрева электрически подключена к сети и находится под опасным для жизни напряжением! Используйте потенциометр с пластмассовым стержнем. Высокочастотное электромагнитное поле может нанести вред электронным устройствам и носителям информации.Схема вызывает значительные электромагнитные помехи. Это может вызвать поражение электрическим током, ожоги или возгорание. Все делаете на свой страх и риск. Я не несу ответственности за любой причиненный вам вред.



Принципиальная схема индукционного нагревателя с IGBT


Резонансный контур индукционного нагрева


рабочий индукционный нагреватель


двойполомость 🙂


Двойной полумост


Двойной полумост и электролитический конденсатор


Elyte 2200u / 500V RIFA


Зеленый L1 и белый изолирующий трансформатор


деталь высокочастотного изоляционного трансформатора


Видео - Плавка стального шнека


Видео - Плавка стального шнека 2


Видео - обогрев разных предметов


дом

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *