Това е формата на импулсите на вратата на един от ключовете. Нагряване на метали с високочестотен ток Направи си сам индукционна бобина за нагряване на метал
Индукционно нагряванеИндукционното нагряване е метод за безконтактно нагряване с високочестотни токове (RFH - радиочестотно нагряване, нагряване чрез радиочестотни вълни) на електропроводими материали.
Описание на метода.
Индукционното нагряване е нагряване на материали електрически токове, които са предизвикани от променливи магнитно поле. Следователно, това е нагряването на продукти, изработени от проводими материали (проводници) от магнитното поле на индуктори (източници на променливо магнитно поле). Индукционното нагряване се извършва по следния начин. Електропроводим (метал, графит) заготовка се поставя в т. нар. индуктор, който представлява една или няколко навивки тел (най-често медна). Мощни токове с различни честоти (от десетки Hz до няколко MHz) се индуцират в индуктора с помощта на специален генератор, в резултат на което около индуктора се появява електромагнитно поле. Електромагнитното поле индуцира вихрови токове в детайла. Вихровите токове нагряват детайла под въздействието на топлината на Джаул (виж закона на Джаул-Ленц).
Системата индуктор-заготовка е трансформатор без сърцевина, в който индукторът е първичната намотка. Детайлът е вторичната намотка, късо съединение. Магнитен потокмежду намотките е затворен през въздуха.
При високи честоти вихровите токове се изместват от магнитното поле, което самите те генерират, в тънки повърхностни слоеве на детайла Δ (повърхностен ефект), в резултат на което тяхната плътност се увеличава рязко и детайлът се нагрява. Подлежащите слоеве метал се нагряват поради топлопроводимостта. Не силата на тока е важна, а високата плътност на тока. В слоя на повърхността Δ, плътността на тока намалява с e пъти спрямо плътността на тока на повърхността на детайла, докато 86,4% от топлината се отделя в слоя на повърхността (от общото отделяне на топлина. Дълбочината на слоя на повърхността зависи от честотата на излъчване: колкото по-висока е честотата, толкова по-тънък е кожният слой. Зависи и от относителната магнитна пропускливост μ на материала на детайла.
За желязо, кобалт, никел и магнитни сплави при температури под точката на Кюри μ има стойност от няколкостотин до десетки хиляди. За други материали (стопилки, цветни метали, течни нискотопими евтектики, графит, електролити, електропроводима керамика и др.) μ е приблизително равно на единица.
Например при честота от 2 MHz дълбочината на кожата за медта е около 0,25 mm, за желязото ≈ 0,001 mm.
Индукторът става много горещ по време на работа, тъй като абсорбира собствената си радиация. В допълнение, той абсорбира топлинното излъчване от горещия детайл. Правят индуктори от медни тръби, охладени с вода. Водата се подава чрез засмукване - това гарантира безопасност в случай на изгаряне или друго намаляване на налягането на индуктора.
Приложение:
Изключително чисто безконтактно топене, запояване и заваряване на метал.
Получаване на прототипи на сплави.
Огъване и термична обработка на машинни детайли.
Изработка на бижута.
Обработка на малки части, които могат да бъдат повредени от газов пламък или дъгово нагряване.
Повърхностно втвърдяване.
Закаляване и термична обработка на детайли със сложна форма.
Дезинфекция на медицински инструменти.
Предимства.
Високоскоростно нагряване или топене на всеки електропроводим материал.
Нагряването е възможно в атмосфера на защитен газ, в окислителна (или редуцираща) среда, в непроводима течност или във вакуум.
Отопление през стени защитна камера, изработени от стъкло, цимент, пластмаса, дърво - тези материали абсорбират електромагнитното излъчване много слабо и остават студени по време на работа на инсталацията. Нагрява се само електропроводим материал - метал (включително разтопен), въглерод, проводима керамика, електролити, течни метали и др.
Благодарение на възникващите MHD сили се получава интензивно смесване на течния метал, до задържането му във въздух или защитен газ - така се получават свръхчисти сплави в малки количества (топене при левитация, топене в електромагнитен тигел) .
Тъй като отоплението се извършва през електромагнитно излъчване, няма замърсяване на детайла с продукти от горенето на горелката при нагряване с газов пламък или с материала на електрода при нагряване с дъга. Поставяне на проби в атмосфера на инертен газ и висока скоростнагряването ще премахне образуването на котлен камък.
Лесна употреба поради малкия размер на индуктора.
Индукторът може да бъде направен със специална форма - това ще му позволи да се нагрява равномерно по цялата повърхност на части със сложна конфигурация, без да води до тяхното изкривяване или локално ненагряване.
Лесно е да се извърши локално и селективно отопление.
Тъй като най-интензивното нагряване се получава в тънките горни слоевезаготовките, а подлежащите слоеве се нагряват по-леко поради топлопроводимостта, методът е идеален за повърхностно втвърдяване на части (сърцевината остава вискозна).
Лесна автоматизация на оборудването - цикли на отопление и охлаждане, регулиране и поддръжка на температурата, подаване и изваждане на детайлите.
Индукционни нагреватели:
За инсталации с работна честота до 300 kHz се използват инвертори, базирани на IGBT възли или MOSFET транзистори. Такива инсталации са предназначени за отопление на големи части. За нагряване на малки части се използват високи честоти (до 5 MHz, средни и къси вълни), високочестотни инсталации са изградени върху вакуумни тръби.
Също така, за загряване на малки части се изграждат високочестотни инсталации, използващи MOSFET транзистори за работни честоти до 1,7 MHz. Контролът на транзисторите и защитата им при по-високи честоти представлява определени трудности, така че настройките за по-висока честота все още са доста скъпи.
Индукторът за нагряване на малки части има малки размерии малка индуктивност, което води до намаляване на коефициента на качество на работния колебателен кръг при ниски честоти и намаляване на ефективността, а също така представлява опасност за главния осцилатор (коефициентът на качество на осцилаторния кръг е пропорционален на L/C , осцилаторна верига с нисък качествен фактор е твърде добре „напомпана“ с енергия, форми късо съединениепо протежение на индуктора и деактивира главния осцилатор). За да се увеличи коефициентът на качество на осцилаторната верига, се използват два начина:
- увеличаване на работната честота, което води до по-сложни и скъпи инсталации;
- използване на феромагнитни вложки в индуктора; залепване на индуктора с панели от феромагнитен материал.
Тъй като индукторът работи най-ефективно при високи честоти, индустриално приложениеИндукционното отопление се получава след разработването и започването на производство на мощни генераторни лампи. Преди Първата световна война индукционното нагряване имаше ограничено приложение. След това като генератори се използват високочестотни машинни генератори (работи на V.P. Vologdin) или инсталации с искров разряд.
Генераторната верига по принцип може да бъде всичко (мултивибратор, RC генератор, генератор с независимо възбуждане, различни релаксиращи генератори), работещи върху товар под формата на индукторна намотка и имащи достатъчна мощност. Също така е необходимо честотата на трептене да е достатъчно висока.
Например, за да се "отреже" стоманена тел с диаметър 4 mm за няколко секунди, е необходима мощност на трептене от най-малко 2 kW при честота от най-малко 300 kHz.
Схемата е избрана по следните критерии: надеждност; устойчивост на вибрации; стабилност на мощността, отделена в детайла; лекота на производство; лекота на настройка; минимален брой части за намаляване на разходите; използването на части, които заедно водят до намаляване на теглото и размерите и др.
В продължение на много десетилетия индуктивен триточков генератор (генератор на Хартли, автотрансформаторен генератор) се използва като генератор на високочестотни трептения. обратна връзка, верига, базирана на индуктивен контурен делител на напрежение). Това е самовъзбуждаща се паралелна захранваща верига за анода и честотно-селективна верига, направена на осцилиращ кръг. Използва се успешно и продължава да се използва в лаборатории, бижутерски работилници, индустриални предприятия, както и в любителската практика. Например по време на Втората световна война на такива инсталации е извършено повърхностно втвърдяване на ролките на танка Т-34.
Недостатъци на три точки:
Ниска ефективност (по-малко от 40% при използване на лампа).
Силно отклонение на честотата по време на нагряване на детайли, изработени от магнитни материали, над точката на Кюри (≈700C) (μ промени), което променя дълбочината на кожния слой и непредсказуемо променя режима на термична обработка. При термична обработка на критични части това може да е неприемливо. Също така, мощните HDTV инсталации трябва да работят в тесен диапазон от честоти, разрешени от Rossvyazohrankultura, тъй като при лошо екраниране те всъщност са радиопредаватели и могат да попречат на телевизионното и радиоразпръскването, крайбрежните и спасителните служби.
При смяна на заготовки (например от по-малка на по-голяма), индуктивността на системата индуктор-заготовка се променя, което също води до промяна в честотата и дълбочината на слоя на кожата.
При смяна на еднооборотни индуктори на многооборотни, на по-големи или по-малки, честотата също се променя.
Под ръководството на Бабат, Лозински и други учени са разработени дву- и триверижни генераторни вериги, които имат по-висока ефективност (до 70%) и също така по-добре поддържат работната честота. Принципът на тяхното действие е следният. Поради използването на свързани вериги и отслабването на връзката между тях, промяната в индуктивността на работната верига не води до силна промяна в честотата на веригата за настройка на честотата. Радиопредавателите са проектирани на същия принцип.
Съвременните HDTV генератори са инвертори, базирани на IGBT модули или MOSFET транзистори с висока мощност, обикновено направени по мостова или половин мостова схема. Работят на честоти до 500 kHz. Транзисторните врати се отварят с помощта на система за управление на микроконтролер. Системата за управление, в зависимост от поставената задача, ви позволява автоматично да задържите
А) постоянна честота
б) постоянна мощност, отделена в детайла
в) възможно най-висока ефективност.
Например, когато магнитен материал се нагрее над точката на Кюри, дебелината на кожния слой се увеличава рязко, плътността на тока пада и детайлът започва да се нагрява по-лошо. Също така изчезват магнитни свойстваматериал и процесът на обръщане на намагнитването спира - детайлът започва да се нагрява по-лошо, съпротивлението на натоварване намалява рязко - това може да доведе до „разпръскване“ на генератора и неговата повреда. Системата за управление следи прехода през точката на Кюри и автоматично увеличава честотата, когато товарът рязко намалее (или намали мощността).
Бележки.
Ако е възможно, индукторът трябва да бъде разположен възможно най-близо до детайла. Това не само увеличава плътността електромагнитно полеблизо до обработвания детайл (пропорционално на квадрата на разстоянието), но също така увеличава фактора на мощността Cos(φ).
Увеличаването на честотата рязко намалява фактора на мощността (пропорционален на куба на честотата).
При нагряване на магнитни материали се отделя и допълнителна топлина поради обръщане на намагнитването; нагряването им до точката на Кюри е много по-ефективно.
При изчисляване на индуктор е необходимо да се вземе предвид индуктивността на шините, водещи до индуктора, която може да бъде много по-голяма от индуктивността на самия индуктор (ако индукторът е направен под формата на един оборот с малък диаметър или дори част от завой - дъга).
Има два случая на резонанс в осцилаторните кръгове: резонанс на напрежението и резонанс на тока.
Паралелен колебателен кръг – токов резонанс.
В този случай напрежението на бобината и на кондензатора е същото като това на генератора. При резонанс съпротивлението на веригата между точките на разклоняване става максимално, а токът (I общ) през съпротивлението на натоварване Rн ще бъде минимален (токът вътре във веригата I-1l и I-2s е по-голям от тока на генератора).
В идеалния случай импедансът на веригата е безкраен - веригата не черпи ток от източника. Когато честотата на генератора се промени във всяка посока от резонансната честота, импедансът на веригата намалява и линейният ток (I общ) се увеличава.
Последователен колебателен кръг – резонанс на напрежение.
Основната характеристикана последователна резонансна верига е, че нейният импеданс е минимален при резонанс. (ZL + ZC – минимум). При настройка на честотата над или под резонансната честота, импедансът се увеличава.
Заключение:
В паралелна верига в резонанс токът през клемите на веригата е 0 и напрежението е максимално.
В последователна верига, напротив, напрежението клони към нула и токът е максимален.
Статията е взета от уебсайта http://dic.academic.ru/ и е преработена в по-разбираем за читателя текст от Prominductor LLC.
Здравейте всички. Днес ще разгледаме популярен артикул - индукционен нагревател направо от Китай или по-скоро от магазина Benggood.
Китайците произвеждат такива дъски с различни модификации, за всеки вкус.
Моята проба не е от най-достъпните бюджетни, комплектът включва индуктор, мога да го взема сега медна тръбанеобходимият диаметър е доста труден, така че ако вземете такава платка, по-добре е да отидете с индуктор.
И така, това е популярна драйверна верига ZVS, на базата на която можете да изградите всичко, от прости преобразуватели до индукционни нагреватели.Възнамерявам да тествам подробно тази проба, да разкрия нейния потенциал и да направя всички възможни измервания, така че няма да да се ограничим до една статия.
Комплектът включва платката и самия индуктор, нагревателната верига вече е пред вас.
Обявената мощност е 1 киловат, входното напрежение е от 12 до 36 волта с максимален ток 20 ампера, тук китайците се опровергават, защото дори при максимално напрежение и ток консумацията на енергия ще бъде не повече от 720 вата, но познавайки тази схема, ще кажа, че тя може да се захранва и от по-високи напрежения, до 60 волта и да консумира токове от повече от 20 ампера, така че какво, ако ние говорим заотносно консумацията на енергия, тя може да надвишава 1000 вата, но китайците мълчат за полезната мощност, като се има предвид ефективността на веригата. Реално полезната мощност е около 200-250 вата при захранване от 36V източник.
Печатната платка е двустранна, направена перфектно, но китайците бяха малко мързеливи да почистят останалия поток, производителят допълнително калайдиса захранващите следи, като цяло няма оплаквания, вече можете да видите размерите на дъска на вашите екрани. (По-късно, когато бяха доставени 36 волта, след известно време една от захранващите релси просто изгоря, трябваше да я подсилим с многоядрени Меден проводники калайдисайте всичко допълнително)
Веригата има принудително охлаждане под формата на охладител, разположена е непосредствено над транзисторите и се захранва от отделен понижаващ стабилизатор, базиран на чипа XL2596. Стабилизаторната платка е залепена към охладителя със сополи (горещи).
Има 2 мощни транзистора, това са мощни полеви превключватели IRFP260 (200V 50A), а веригата е двутактов автоосцилатор.
За ограничаване на тока на превключвателите се използват мощни резистори от 470 ома; те изглеждат като двуватови, но размерите са малко по-големи от стандартните двуватови резистори, така че са възможни резистори от 3 или 4 вата.
Резисторите са в същото време ограничители за ценерови диоди, които предотвратяват образуването на повишено напрежение на портата на превключвателите, стабилизирайки се на ниво от 12 волта; вижда се място за линеен стабилизатор от 12 или 15 волта, тъй като ценерови диоди в някои версии са заменени с линеен стабилизатор.
Индуктор с банка от кондензатори образуват паралелна осцилаторна верига; параметрите на тези компоненти определят работната честота на веригата като цяло, тъй като това е резонансен преобразувател.
Батерията се състои от 6 специализирани кондензатора, всеки капацитет е 0,33 µF, общият капацитет е около 2 µF.
Такива кондензатори са предназначени за работа във високочестотни вериги и се използват по-специално в индукционни нагреватели, така че какво е това перфектен вариантза такава схема.
Платката има месингови стойки за монтаж на охладител и индуктор, доста удобно решение.
Дроселите са два, през тях се подава захранване, двата дросела са еднакви, навити на халки от прахообразно желязо. Брой навивки 30, диаметър на проводника 1 mm, индуктивност 74 μH.
Индукторът или веригата е медна тръба с диаметър 5 mm, вътрешният диаметър на индуктора е 42 mm, броят на завоите е почти 8, завоите могат да бъдат разтегнати или компресирани, основното е да не се късо съединение .
Захранването се подава към клемния блок, който се намира на уединено място под охладителя.
Същият клемен блок е наличен и отпред; към него може да се свърже верига. Този клемен блок е удобен при използване на вериги, изработени от медна жица.
Полярността е отбелязана на клемите за захранване, няма да има проблеми при свързването.
Мисля, че всичко е ясно с платката, нека да преминем към тестове. Искам веднага да кажа, че ще заредя напълно индуктора в една от следващите статии, тъй като максималният овърклок изисква водно охлаждане и, за съжаление, нямам подходяща водна помпа.
Така че, първо, нека проверим тока на празен ход от 12-волтов източник.
Както можете да видите, веригата консумира около 2 ампера; Ще кажа, че за тази конкретна верига такава консумация е норма.
От 24 волтов източник консумацията се увеличи до 4 А, което беше очаквано.
И накрая, от източник на 36 волта, веригата консумира почти 5.5A на празен ход.
Работната честота е около 90KHz,
Това е формата на импулсите на вратата на един от ключовете.
Виждаме чиста синусоида на индуктора, обърнете внимание на люлеенето на амплитудата, което е многократно по-високо от захранващото напрежение.
За тестване бяха закупени 3 напълно нови 12 волтови батерии от непрекъсваемо захранване, свързани последователно за получаване на 36 волта.
За няколко секунди можете да загреете тънък метален лист, подобен на остриетата на офис ножове и др.
Сега виждате консумацията на веригата в случай на нагряване на калаената втулка от батерията 18650, напрежението на батерията падна до 26 волта.
Без вентилатор всичко загрява - ключове, дросели, кондензатори и гейт резистори, веригата загрява особено критично дори и без товар, затова е във вид на тръба и ако ще използвате нагревателя за някаква цел , не забравяйте да пуснете водно охлаждане, в противен случай веригата буквално ще се нажежи до червено. Горещо препоръчвам и укрепване на захранващите шини на платката, китайците са ги калайдисали, но загряват ужасно.
Читателите може да имат напълно нормален въпрос: дали такъв индукционен нагревател ще загрява други метали освен желязо? Ще кажа, че загрява, но толкова слабо, че е почти незабележимо. Опитах алуминий, месинг, мед, калай, нагряването едва се усеща, но въпреки това ще бъде възможно да се стопят някои метали с такъв индуктор, ако тигелът е монтиран в желязна тръба, А по-добра тръбав тигела, желязото ще се нагрее и топлината ще бъде предадена на метала, който трябва да се разтопи.
Във всеки случай трябва да запомните, че схемата е аматьорска и не е подходяща за сериозни цели поради липсата на верига за управление на ШИМ, контрол на тока, контрол на температурата, защити и други компоненти, които се съдържат в скъпите професионални нагреватели, но професионалните модели могат да струват няколкостотин хиляди рубли, а нашият шал струва само около 36 вечнозелени долара.
В случай на работа ви съветвам да инсталирате предпазител за захранване от 40 ампера, за да не изгорите ключовете в случай на авария и това е лесно да се направи, ако случайно затворите веригата завърта при високо захранващо напрежение или обърнете полярността на захранването.
Това е всичко за днес, абонирайте се за нашата група, за да не пропуснете актуализации.
Продуктът може да бъде закупен
Видео преглед
Поздрави на потребителите на сайта Радио вериги. Наскоро ми хрумна идея да направя. В интернет бяха намерени няколко схеми за конструиране на устройството. От тях избрах този, който според мен е най-лесен за сглобяване и конфигуриране и най-важното е, че наистина работи.
Схема на устройството
Списък с части
1. Полеви транзистор IRFZ44V 2 бр.
2. Свръх бързи диоди UF4007 или UF4001 2 бр.
3. Резистор 470 Ohm за 1 или 0,5 W 2 бр.
4. Филмови кондензатори
1) 1 uF при 250V 3 бр.
2) 220 nF при 250V 4 броя.
3) 470 nF при 250V
4) 330 nF при 250V
5. Медна жица с диаметър 1,2 мм.
6. Медна тел с диаметър 2 мм.
7. Пръстени от индукторите на компютърното захранване 2 бр.
Сглобяване на устройството
Задвижващата част на нагревателя е направена с помощта на полеви транзистори IRFZ44V. Pinout на транзистора IRFZ44V.
Транзисторите трябва да бъдат поставени на голям радиатор. Ако инсталирате транзистори на един радиатор, тогава транзисторите трябва да бъдат инсталирани гумени уплътненияи пластмасови шайби за да няма късо съединение между транзисторите.
Дроселите са навити на пръстени от компютърни захранвания. Изработен от прахообразно желязо. Тел 1,2 мм 7-15 оборота.
Кондензаторната банка трябва да е 4,7 µF. Препоръчително е да използвате не един кондензатор, а няколко кондензатора. Кондензаторите трябва да бъдат свързани паралелно.
Бобината на нагревателя е направена на тел с диаметър 2 мм, 7-8 оборота.
След сглобяването устройството работи веднага. Устройството се захранва от 12 волта 7,2 A/h батерия. Захранващото напрежение на устройството е 4,8-28 волта. При продължителна работа прегряват: кондензаторна батерия, полеви транзистори и дросели. Консумацията на ток на празен ход е 6-8 ампера.
При въвеждане във веригата метален предметКонсумацията на ток веднага се увеличава до 10-12 A.
Имате ли проблеми с намирането на конкретен видеоклип? Тогава тази страница ще ви помогне да намерите видеоклипа, от който се нуждаете толкова много. Ние лесно ще обработим вашите заявки и ще ви предоставим всички резултати. Няма значение от какво се интересувате или какво търсите, ние можем лесно да намерим необходимото видео, независимо каква е насочеността му.
Ако се интересувате от съвременни новини, тогава сме готови да ви предложим най-актуалните новини във всички посоки в момента. Резултати от футболни мачове, политически събития или световни събития, глобални проблеми. Винаги ще сте наясно с всички събития, ако използвате нашето чудесно търсене. Познаването на предоставяните от нас видеоклипове и тяхното качество зависят не от нас, а от тези, които са ги качили в интернет. Ние просто ви доставяме това, което търсите и изисквате. Във всеки случай, използвайки нашето търсене, ще знаете всички новини в света.
Въпреки това, световна икономикатова също е хубаво интересна тема, което притеснява много хора. от икономическо състояние различни страниДоста зависи. Например внос и износ на всякакви хранителни продукти или оборудване. Същият стандарт на живот зависи пряко от състоянието на държавата, както и заплатите и т.н. Как може да бъде полезна такава информация? Това ще ви помогне не само да се адаптирате към последствията, но може също така да ви предупреди да не пътувате до определена страна. Ако сте запален пътешественик, не забравяйте да използвате нашата търсачка.
В днешно време е много трудно да разбереш политическите интриги и за да разбереш ситуацията, трябва да намериш и сравниш много различна информация. Затова можем лесно да намерим за вас различни речи на депутати от Държавната дума и техните изявления през последните години. Ще можете лесно да разбирате политиката и ситуацията на политическата арена. Политиките на различните държави ще ви станат ясни и лесно можете да се подготвите за предстоящите промени или да се адаптирате към нашите реалности.
Тук обаче можете да намерите не само различни новини от цял свят. Можете също така лесно да намерите филм, който ще бъде приятно да гледате вечер с бутилка бира или пуканки. В нашата база данни за търсене има филми за всеки вкус и цвят, можете да намерите интересна картина за себе си без никакви проблеми. Ние можем лесно да намерим за вас дори най-старите и трудни за намиране произведения, както и добре познати класики - като Междузвездни войни: Империята отвръща на удара.
Ако просто искате да се отпуснете малко и търсите забавни видеоклипове, тогава можем да утолим жаждата ви и тук. Ние ще намерим за вас милион различни забавни видеоклипове от цялата планета. Кратки вицовеТе лесно ще повдигнат настроението ви и ще ви забавляват през целия ден. Възползвам се удобна систематърсене, можете да намерите точно това, което ще ви разсмее.
Както вече разбирате, ние работим неуморно, за да гарантираме, че винаги получавате точно това, от което се нуждаете. Създадохме това прекрасно търсене специално за вас, за да можете да намерите необходимата информация под формата на видео и да го гледате на удобен плейър.
