高周波による金属溶解は広く使用されています。 さまざまな業界: 冶金学、機械工学、宝飾品。 簡易オーブン 誘導式自宅で金属を溶かすため、自分で組み立てることができます。
誘導炉内での金属の加熱と溶解は、高周波渦電流が通過する際の内部加熱と金属の結晶格子の変化によって起こります。 このプロセスは、渦電流が最大値を持つ共振現象に基づいています。
溶融金属に渦電流を流すために、溶融金属を作用領域に配置します。 電磁場インダクタ - コイル。 螺旋、8の字、三つ葉の形にすることもできます。 インダクタの形状は、加熱されるワークピースのサイズと形状によって異なります。
インダクタコイルは電源に接続されています 交流電流。 生産中 溶解炉 50 Hz の工業用周波数電流を使用し、宝石類の少量の金属を溶解するには、より効率的な高周波発生器が使用されます。
種類
渦電流は輪郭に沿って閉じられ、制限されます 磁場インダクタ。 したがって、コイルの内側と外側の両方で導電性要素を加熱することが可能です。
- したがって、誘導炉には次の 2 つのタイプがあります。
- チャネル。金属を溶かすための容器はインダクタの周囲にあるチャネルであり、コアはその中にあります。
- るつぼ、彼らは特別な容器を使用します - るつぼは耐熱材料で作られ、通常は取り外し可能です。
チャンネル炉大きすぎるため、工業用量の金属精錬用に設計されています。 鋳鉄、アルミニウム、その他の非鉄金属の製錬に使用されます。
るつぼ炉それは非常にコンパクトで、宝石商やアマチュア無線家によって使用されており、そのようなストーブは自分の手で組み立てて自宅で使用できます。
デバイス
- 金属を溶解するための自家製炉は、 シンプルなデザイン共通のボディに配置された 3 つの主要なブロックで構成されます。
- 高周波交流発電機;
- インダクター - 銅線または銅管で作られた、手作りのスパイラル巻線。
- 坩堝。
るつぼはインダクタ内に配置され、巻線の端は電流源に接続されます。 電流が巻線を流れると、その周囲に可変ベクトルの電磁場が発生します。 磁場内では渦電流が発生し、そのベクトルに対して垂直に向き、巻線内の閉ループに沿って流れます。 るつぼ内に置かれた金属を通過し、金属を融点まで加熱します。
利点 誘導炉:
- 設備の電源を入れた直後に金属を素早く均一に加熱します。
- 加熱方向 - 設置全体ではなく、金属のみが加熱されます。
- 高い溶解速度と溶解均一性。
- 金属合金成分の蒸発はありません。
- 設置は環境に優しく安全です。
溶接インバータは金属を溶解する誘導炉の発電機として使用できます。 以下の図を使用して自分の手で発電機を組み立てることもできます。
溶接インバータを使用した金属溶解炉
すべてのインバータには内部過負荷保護が装備されているため、この設計はシンプルで安全です。 この場合の炉の組み立て全体は、結局は自分の手でインダクタを作ることになります。
通常、直径8〜10 mmの薄肉の銅管からスパイラルの形で実行されます。 テンプレートに従って曲げられます 必要な直径、ターンを5〜8 mmの距離に配置します。 巻数はインバータの直径と特性に応じて 7 ~ 12 になります。 インダクタの合計抵抗は、インバータに過電流を引き起こさないような値でなければなりません。そうしないと、内部保護によってオフになります。
インダクタはグラファイトまたはテキストライト製のハウジングに固定でき、内部にるつぼを設置できます。 インダクタを耐熱面に置くだけで済みます。 ハウジングは電流を流してはなりません。そうしないと渦電流が流れ、設備の出力が低下します。 同じ理由で、溶融ゾーンに異物を置くことはお勧めできません。
から作業する場合 溶接インバータ本体は接地されている必要があります。 コンセントと配線は、インバータが消費する電流に対応した定格を備えている必要があります。
民家の暖房システムはストーブまたはボイラーの動作に基づいており、その高性能と長い連続耐用年数はブランドと設置自体の両方に依存します。 暖房器具、そしてから 正しい取り付け煙突。
選択するための推奨事項が見つかります 固体燃料ボイラー次の説明では、タイプとルールについて説明します。
トランジスタを備えた誘導炉: 図
集める方法は色々あります 誘導加熱 DIYアトリエ。 金属を溶解するための炉の非常に単純で実績のある図を図に示します。
- 自分で設置を組み立てるには、次の部品と材料が必要です。
- 2 つの電界効果トランジスタ型 IRFZ44V。
- 2 つの UF4007 ダイオード (UF4001 も使用可能)。
- 抵抗 470 オーム、1 W (0.5 W を 2 つ直列に接続できます)。
- 250V用フィルムコンデンサ:容量1μF 3個 4個 - 220nF; 1個 - 470nF; 1個 - 330nF;
- 銅 巻線エナメル絶縁体 Ø1.2 mm;
- エナメル絶縁の銅巻線 Ø2 mm。
- チョークから2つのリングを取り外します コンピュータユニット栄養。
DIY組み立てシーケンス:
- ラジエーターには電界効果トランジスタが搭載されています。 回路は動作中に非常に高温になるため、ラジエーターは十分な大きさでなければなりません。 それらを1つのラジエーターに取り付けることはできますが、その場合は、ゴムとプラスチックで作られたガスケットとワッシャーを使用して、トランジスタを金属から隔離する必要があります。 電界効果トランジスタのピン配列を図に示します。
- チョークを2つ作る必要があります。 それらを作るには 銅線直径 1.2 mm のリングは、コンピュータの電源から取り外したリングに巻き付けられます。 これらのリングは粉末の強磁性鉄でできています。 巻き間の距離を維持しようとして、ワイヤーを7〜15巻き巻く必要があります。
- 上記のコンデンサは、合計容量 4.7 μF のバッテリーに組み込まれています。 コンデンサの接続は並列です。
- インダクタ巻線は直径 2 mm の銅線でできています。 るつぼの直径に適した円筒形の物体の周りに 7 ~ 8 回巻き付け、端を回路に接続するのに十分な長さを残します。
- 図に従って基板上の要素を接続します。 12 V、7.2 A/h のバッテリーが電源として使用されます。 動作モードでの電流消費は約10Aで、この場合のバッテリー容量は、必要に応じて、デバイスの電力を供給できる耐熱材料で作られています。インダクタ巻線の巻き数とその直径を変更することで変更できます。
誘導加熱装置金属溶解用: ビデオ
ランプ付き誘導炉
電子管を使用して、金属を溶解するためのより強力な誘導炉を自分の手で組み立てることができます。 デバイス図を図に示します。
高周波電流の発生には4本のビームランプを並列接続して使用します。 インダクタとして直径10mmの銅管を使用しています。 この装置には、電力を調整するための同調コンデンサが装備されています。 発行周波数は27.12MHzです。
回路を組み立てるには次のものが必要です。
- 4 電子管 - 四極管、6L6、6P3 または G807 を使用できます。
- 100...1000 µH で 4 つのチョーク。
- 0.01μFのコンデンサ4個。
- ネオンインジケーターランプ。
- トリマーコンデンサー。
自分でデバイスを組み立てる:
- から 銅管インダクタをスパイラル状に曲げて作成します。 ターンの直径は8〜15 cm、ターン間の距離は少なくとも5 mmです。 端は回路にはんだ付けできるように錫メッキされています。 インダクタの直径は、内部に配置されるるつぼの直径より 10 mm 大きくする必要があります。
- インダクタはハウジング内に配置されます。 耐熱性の非導電性材料または金属で作ることができ、回路要素から熱的および電気的絶縁を提供します。
- ランプのカスケードは、コンデンサとチョークを備えた回路に従って組み立てられます。 カスケードは並列に接続されます。
- ネオン表示ランプを接続します - 回路が動作の準備ができていることを示します。 ランプを設置本体に持ち出します。
- 回路には可変容量の同調コンデンサが含まれており、そのハンドルもハウジングに接続されています。
冷燻法を使用して調理された珍味を愛するすべての人は、自分の手でスモークハウスをすばやく簡単に作る方法を学び、冷燻用の煙発生器を作成するための写真とビデオの手順を理解することをお勧めします。
回路冷却
工業用製錬工場には、水または不凍液を使用した強制冷却システムが装備されています。 家庭で水冷を実行するには、金属溶解設備自体の費用に匹敵する追加費用が必要になります。
ファンが十分に離れた位置にある場合は、ファンを使用した空冷も可能です。 そうしないと、ファンの金属巻線やその他の要素が渦電流を閉じるための追加回路として機能し、設置効率が低下します。
電子回路やランプ回路の要素も積極的に加熱される可能性があります。 それらを冷却するために、ヒートシンクが提供されます。作業時の安全上の注意事項
- 作業中の主な危険は、設備の加熱要素や溶融金属による火傷の危険性です。
- 真空管回路には高電圧要素が含まれているため、次のような場所に配置する必要があります。 クローズドケース、要素への誤った接触を排除します。
- 電磁場は、デバイス本体の外側にある物体に影響を与える可能性があります。 したがって、仕事の前に、何もせずに服を着た方が良いです。 金属元素、電話、デジタルカメラなどの複雑なデバイスをサービスエリアから削除します。
家庭で金属を溶解する炉は、金属要素を錫メッキしたり成形したりするときに、金属要素を素早く加熱するためにも使用できます。 提示された設備の動作特性は、インダクタと出力信号のパラメータを変更することで、特定のタスクに合わせて調整できます。 発電機セット- これが最大の効率を達成する方法です。
自家製IHヒーター4kW。
このトリックを想像してみてください。 男は鉄の釘を拾い上げ、それを銅のループ、つまりインダクターに挿入します。 爪はすぐに白熱します。
銅ループ (インダクタ) が通過します。 電気 大きな力(数百アンペア)および高周波(数十〜数百kHz)。 その結果、 メタルブランクインダクタの内部または隣に立つと、やはり強度と周波数の高いフーコー電流が誘導されます。 表皮効果の影響下にあるワークピース内の高周波電流は、薄い表面層に強制的に流れ込み、その結果、その密度が急激に増加します。 大電流が流れるワーク層は急速に加熱され始めます。 温度は数千度に達することもあり、自宅で金属を溶かしたり、独自の珍しい合金を発明したり作成したりすることができます。 金属部品の溶接およびはんだ付け。 ドライバー、ドリル、ナイフなどを硬化し、鍛冶場や修理工場での設置に使用します。
誘導加熱を使用すると、導電性材料 (あらゆる金属、グラファイト、導電性セラミックス) を非接触で加熱できます。 直接空気中、水層を通して、ガラス、木、プラスチックの壁を通して、 真空室または保護ガスのあるチャンバー内で。 同時に、ワークピースはガス流中で酸化せず、ストーブなどの汚れた表面に触れないため、完全にきれいな状態を保ちます。
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Sergei Vladimirovich Kukhtetsky のインバーターを基礎として開発されました。化学研究所で。 インバータ回路、その 詳細な説明アセンブリに関する推奨事項は次の場所で公開されています。
www.icct.ruこのスキームは現代的なものを使用しています 電子部品、強力で信頼性の高いインバーターを自宅で組み立てることができます。 小さな価格約数千ルーブル(工業用類似品の価格は数万ルーブルに達します)。フォーラムについて induction.listbb.ruフォーラムメンバーのデルバ、フェニックス、ジャブ、フリュガン、オスタップ、-CE-と共同で、 回路の動作、共振を自動的に維持するために追加の PLL フェーズ ロック ループ ボードが設置され、過電流に対する高速保護が設置されました (過剰な電力供給の場合と、過熱または過熱によるパワー MOSFET の故障の結果の両方)制御モジュールの故障)。 MOSFET の過熱や制御モジュールの故障 (パワー ブリッジでの貫通電流の発生につながる) の可能性を減らすために、いくつかの詳細が追加されました。
インバータの消費電力は使用するインダクタに応じて異なります: 1...4 kW。
インダクタの電流周波数: 300 kHz。
インダクタの電流強度: ~400A。
2 巻インダクタを備えたネットワークから消費される最大電流は 20A、消費電圧は 220V です。
IH ヒーターには、供給電圧を超えると回路がオフになる保護機能が装備されています。 短絡インダクタに水を充填するとき。
フォーラムの図と改善に関するディスカッションを参照してください。
induction.listbb.ru と
ビデオ - 低炭素鋼 (ナット) を空気中で溶かす:
ビデオ - 高炭素鋼の溶解 (ShKh-15 鋼製ベアリングのボール):
ビデオ - 保護ガス (アルゴン) 中での低炭素鋼の溶解:
ビデオ - 水の層を通して鋼球を加熱します。 水の層を通して鉄片を加熱する可能性は興味深いものです。水は電磁場に対する障害ではありません。
強力な高周波電磁場が鉄のブランクをインダクタから押し出します。 一方で、これは問題を引き起こします。小さなワークピースを加熱するのは難しく、ワークピースはインダクターから運び去られ、何らかの方法で固定する必要があります(いわゆる電磁爆発効果)。
一方、金属を浮遊状態で溶解することも可能です - (浮遊溶解、電磁るつぼでの溶解):
誘導加熱用インバーター改造。
真空または保護ガス中で高周波電流を用いて液体金属サンプルを非接触で加熱する方法は、導電性材料の小さなサンプルを使用する実験に最適です。
産業用高周波インバータは実験に必要な特性を備えていません( ハイパワー小さなサンプルを加熱するのに必要な高周波)のため、自家製インバーターが作られました。 その基礎となったのは、ロシア科学アカデミー化学・化学技術研究所のセルゲイ・クフテツキーによって開発されたインバーターであり、次のように動作します。
サンプルを加熱するためのインダクターは、コンデンサの補償バンクを備えた発振回路コイルであり、独立して動作する高周波発生器からポンプで駆動されます。
発電機はフルブリッジ回路に従って作られており、その周波数は手動で発振回路の固有周波数に自動的に調整され、動作中に変更することはできません。 提案するインバータにはパワートランジスタの貫通電流保護回路や加熱電力制御回路がありません(図1)。
図1。 誘導加熱用の簡易インバーターのブロック図。
この単純なインバータを動作させたところ、次のような問題が明らかになりました。 サンプルの加熱の結果、およびインダクター内でのサンプルの移動の結果として、発振回路の一部であるインダクタンスに変化が発生し、その固有周波数が変化します。 インバータの動作周波数は発電機によって設定されており、運転中に周波数が変化しないため、発振回路と発電機の周波数の不一致により加熱能力の急激な低下や、インダクタ内のワークの振動が発生します。同様に、パワートランジスタが容量モードで非最適な動作モードに入り、故障の原因となります。
これらの問題を解決するため、インバータにPLLフェーズロックループ回路、パワートランジスタの過電流高速保護回路、PCから制御するスイッチング電源レギュレータを搭載しました。 保護回路と電源制御回路は別個のモジュールとして設計されており、他のタスクに使用できます。
PLL 回路は、可変周波数発振器、電流センサー、電圧センサー、調整可能な遅延線、およびパワー ブリッジ用の制御パルス整形器で構成されます。 電流センサーと電圧センサーは発振回路の対応する値を測定し、その後それらの位相が比較されます。 ゼロ位相シフトは、独自の周波数での発振回路とマスター発振器の同期動作を意味します。 位相シフトが発生した場合、マスターオシレータは自動的に周波数を調整し、発振回路の固有周波数に合わせます(図2)。 電気図改良したインバータの構成を図5に示します。
PLL トラッキング範囲の設定手順:
発振回路の固有周波数は、例えば次のようにして求める必要がある。
1) 発振回路のバスバーからマッチングトランスを取り外します。
2) インダクタをコンデンサバンクに接続するバスにオシロスコープを接続します。
3) オシロスコープをスタンバイ モード (シングル測定トリガ モード) に設定します。
4) リューズ電池を発振回路のバスバーに軽く触れます。 回路自体の振動である「バウンス」が画面に表示されます。 必要に応じて実行してください この手順オシロスコープ画面に安定した画像を表示するために数回繰り返します。
固有振動の周期は、オシロスコープのグリッドを使用して測定され、次の式を使用します。 f = 1/周期、発振回路の固有周波数が計算されます。
PLL の動作範囲は次のように設定されます。
1) オシロスコープは CD4046 PLL 発振器チップの出力に接続されます。
2) CD4046 ジェネレータの最低動作周波数を設定します。 これを行うには、1 ボルト電源のプラスを CD4046 マイクロ回路のピン 9 に接続し、電源のマイナスを共通バスに接続します。
3) cd4046 マイクロ回路のピン 12 のポテンショメータを、発振回路の固有周波数 (信頼性の高い PLL ピックアップのために実験的に選択) より 30 kHz 低い値に回転させて、最小周波数を設定します。
4) CD4046 ジェネレータの最大動作周波数を設定します。 これを行うには、4.5 ボルト電源のプラスを CD4046 マイクロ回路のピン 9 に接続し、電源のマイナスを共通バスに接続します。
5) CD4046 マイクロ回路の脚 11 にあるポテンショメータを回転させて、周波数をその周波数より 30 kHz 高く設定します。
実行された操作の結果、インバータは自動的に共振の検出を開始し、動作中に共振を維持します。
図2. PLLを備えた誘導加熱インバーターのブロック図。
保護モジュールは、シャントに取り付けられた電流センサー、調整可能な応答しきい値を備えた過電流検出回路、および電源シャットダウン回路で構成されます。 電力はシャントを介してインバータに供給されます。 電流がシャントを超えた瞬間に過剰な電圧降下が検出され、トリガーがフリップフロップしてパワートランジスタにターンオフ信号が供給されます(図3)。 保護モジュールの電気回路図を図 6 に示します。
図3. 高速保護モジュールのブロック図。
ビデオ - 高速保護モジュールのアクティブ化:
スイッチングパワーレギュレータは降圧PWMコンバータの回路に従って作られています。 電力調整は、制御 PWM 信号のデューティ サイクルを変更することによって実行されます。 制御信号は、STM32F767 マイクロコントローラー (USB プログラマーを内蔵した既製のデバッグ ボード) によって生成されます。 電力制御パラメータは、PC に含まれる USB インターフェイスを介してコンピュータから設定されます。このソリューションを使用すると、データ収集と実験セットアップの制御を同期できます (ブロック図を図 4 に示します)。
図4. スイッチングパワーレギュレータのブロック図。
マイクロコントローラー プログラムは、マニュアル (ペダル、エンコーダー ノブ) と リモコン電力調整器(PCを使用)、スムーズな起動と停止、電流または電圧による出力電力の安定化、デバイスの動作の表示。 パルスパワーレギュレータの電気回路を図7に示します。
図5。 フェーズロックループによるサンプルの誘導加熱用のインバーター回路。
図6. 誘導加熱設備を保護するための汎用高速電流ブレーカーの電気回路。
図7。 汎用パルスパワーレギュレーターの電気回路。
人間のユニークさは、仕事や生活活動のいずれかの分野での作業を大幅に促進する装置やメカニズムを常に発明しているという事実にあります。
この目的のために、彼らは原則として、 最新の開発科学の分野で。
誘導加熱も例外ではありませんでした。 で 最近帰納法の原理は多くの分野で広く使用されており、その理由は次のとおりです。
- 冶金学では、金属を溶かすために誘導加熱が使用されます。
- 一部の産業では、誘導原理に基づいて動作する特別な急速加熱炉が使用されます。
- 家庭内では、誘導ヒーターは、調理、給湯、民家の暖房などに使用できます。 (機能について 誘導加熱読み込むことができます)。
今日、多種多様な誘導設備があります 工業用タイプ。 しかし、これは、そのようなデバイスの設計が非常に複雑であることを意味するものではありません。
簡単な誘導加熱装置を作ることはかなり可能です。 家庭のニーズ自分の手で。 この記事では、IHヒーターについて詳しく説明します。 さまざまな方法で自分で作ること。
種類
DIY 誘導加熱ユニットは通常、次の 2 つの主なタイプに分類されます。
- (VINと略称)、主に給湯と家庭の暖房に使用されます。
- ヒーター、その設計は使用を提供します さまざまな種類電子部品やコンポーネント。
渦誘導ヒーター (VIN) は、次の構造コンポーネントで構成されます。
- 通常の電気を高周波電流に変換する装置。
- インダクタは、磁場を生成する変圧器の一種です。
- 熱交換器または 発熱体、インダクタの内部にあります。
VIN の動作原理は次の段階で構成されます。
専門家のメモ:なぜなら 誘導コイル最も考えられる 重要な要素このタイプのヒーターの場合、その製造には非常に慎重に取り組む必要があります。銅線はきちんと巻く必要があります。 プラスチックパイプ。 ターン数は少なくとも 100 でなければなりません。
説明からわかるように、VINの設計はそれほど複雑ではないため、ボルテックスヒーターを自分の手で簡単に作成できます。
作り方
最初のオプション。
電子回路ヒータ。 (クリックして拡大) 非常にシンプルでありながら強力な誘導ヒーターは、以下に基づいて設計できます。 プリント回路基板、その図を図に示します。
このスキームの特徴は次の重要な点です。
- この設計は本質的にマルチバイブレータであり、高出力トランジスタを使用して構成されています。
- 回路の重要な要素は抵抗であり、これによりトランジスタの過熱が防止され、一般にインダクタ全体の効率的な機能に影響を及ぼします。
- インダクタ自体は一種のスパイラルのように見え、6 ~ 8 回巻いた銅線で構成されています。
- 電圧レギュレータの設計についてあまり考えないようにするために、すでに組み込まれていることができます。 既製バージョンコンピューターの電源から。
専門家の助言:インダクタは強い熱を発生するため、損傷を避けるために、トランジスタを特別なラジエーターに取り付けることをお勧めします。
2 番目のオプション。
誘導ヒーターを構築するこの方法は、電子変圧器の使用に基づいています。
その本質は次のとおりです。
- 2本のパイプは、断面がドーナツの形に似た形で溶接によって互いに接続されます(この構成は導体と発熱体として同時に機能します)。
- 銅線は本体に直接巻き付けられます。
- 冷却剤を高品質に移動させるために、2本のパイプが本体に溶接されており、そのうちの1本を通って水がヒーターに入り、もう1本を通って加熱システムに供給されます。
それで私たちはすべてを示しました 可能な方法電子部品を使ったIHヒーターの組み立て。 私たちのヒントや推奨事項が皆様にとって有益であることを願っています。
ビデオをご覧ください。 上級ユーザー自分の手で誘導ヒーターを作るためのオプションの1つを説明します。
水を加熱するための現代的で最も経済的な装置は、誘導給湯器です。 アナログとは異なり、完全に環境に優しく、空気が乾燥したり燃え尽きたりせず、責任があります。 現代の要件安全。 として使用できます 瞬間湯沸かし器、部屋を暖房するためのボイラーとして機能します。 デバイスは通常店舗で購入されますが、代替品を提供します - セルフプロデュース。 後者の場合、デバイスにはそのような魅力的な機能がない可能性があります。 外観、しかし費用ははるかに安くなります。
IH給湯器のメリットとデメリット
このデバイスは非常にシンプルな設計で、使用と設置を許可する特別な文書は必要ありません。 誘導給湯器は、高度な効率とユーザーにとって最適な信頼性を備えています。 加熱ボイラーとして使用する場合は、配管内を水が対流(加熱すると実質的に蒸気になります)で流れるため、ポンプを設置する必要もありません。
この装置には、他のタイプの給湯器とは異なる多くの利点もあります。 つまり、誘導ヒーターは次のようになります。
誘導ヒーターでは、水が流れるパイプによって水が熱くなり、コイルによって生成される誘導電流によってパイプが加熱されます。
- 類似品よりもはるかに安価であるため、このようなデバイスは問題なく独立して組み立てることができます。
- 完全に静かです(動作中にコイルが振動しますが、この振動は人間には気づきません)。
- 動作中に振動するため、壁に汚れや水垢が付着せず、掃除の必要がありません。
- 動作原理により、発熱体を簡単に密閉することができます。冷却剤は発熱体の内部にあり、エネルギーは電磁場を介してヒーターに伝達され、接触は必要ありません。 したがって、すぐに劣化したり漏れたりする可能性のあるゴム製シール、シール、その他の要素は必要ありません。
- 熱発生器は水を加熱するため、壊れるものは何もありません。 普通のパイプ発熱体とは異なり、劣化したり燃え尽きたりすることがありません。
IH ヒーターのメンテナンスは、ボイラーやボイラーよりもはるかに安価であることを忘れないでください。 ガスボイラー。 このデバイスには、故障することがほとんどない最小限の部品が含まれています。
にもかかわらず 大量の IH 給湯器には利点もありますが、多くの欠点もあります。
- 所有者にとってまず最も苦痛となるのは電気代です。 このデバイスは経済的とは言えないため、使用するにはかなりの金額を支払う必要があります。
- 第二に、デバイスは非常に高温になり、それ自体だけでなく周囲の空間も加熱するため、動作中は発熱体の本体に触れない方がよいです。
- 第三に、このデバイスは非常に優れた機能を備えています。 高効率熱も伝わりやすいので、使用する際には 温度センサーを必ず取り付けてください。そうしないとシステムが爆発する可能性があります。.
DIY IH給湯器:図
このデバイスは、一次巻線と二次巻線の 2 つの巻線を備えた変圧器です。 最初の回路は電気エネルギーを渦電流に変換し、それによって誘導加熱を提供する指向性誘導場を生成します。 二次回路では、変換されたエネルギーが冷却剤 (この場合は水) に伝達されます。
巻線が作られる材料の種類を考慮することが重要です。 それで、 家庭用モデル銅線が最もよく使用されます。 この材料はボイラー内の水を加熱するのに適しています。
変圧器に加えて、このデバイスには発電機とポンプ (オプション) が含まれています。
シンプルな誘導給湯器の図。 ご覧のとおり、このデバイスのデザインは非常にシンプルで、要素の数は少数です。
発熱部品および部品
デバイスには次のものが含まれます。
- 電流の周波数を高める交流発電機。
- 電気を磁気エネルギーに変換するインダクターは銅線のコイルです。
- 発熱体、ほとんどの場合、その役割は金属パイプによって果たされます。
この設計のおかげで、エネルギー伝達は実質的に損失なく実行されます。 効率は98%に達します。
動作原理
誘導給湯器は発電機、コイル、コアで構成されており、後者は電磁エネルギーによって加熱されます。
このデバイスは電気エネルギーを電磁エネルギーに変換します。 後者は次にコア(パイプ)に作用し、加熱されて水に移動します。 熱エネルギー。 これらのエネルギーはすべて、コイルとコアで構成されるインダクターによって変換されます。 標準周波数 50 Hz では高加熱を達成することが難しいため、発電機は電流の周波数を上げるために使用されます。
工場出荷時のモデルでは、現在の周波数は 1 kHz に達します。
DIYの瞬間誘導給湯器
設置を開始する前に、必要な部品を用意しておく必要があります。 それで、 最良の選択肢高周波溶接インバーター、滑らかに変化する電流範囲が搭載されます。。 このようなデバイスのコストは最も低くなります。 もっと 高価なオプション給湯器のインダクタの交流電源となる三相変圧器になります。 この場合、コイルの巻き数は50~90回、材質は直径3ミリ以上の銅線を使用してください。
コアとして、金属またはポリマーのパイプをワイヤー(発熱体として使用)と一緒に使用できます。 後者の場合、高温に容易に耐えるために、壁の厚さは 3 mm 以上である必要があります。
給湯器を組み立てるには、ワイヤーカッター、ドライバー、はんだごて、 溶接機金属パイプを使用する場合。
IH給湯器の設置
パイプに銅線を約90回巻き付けます。
デバイスの組み立てには多くのオプションがあります。 次のスキームに従ってデバイスを組み立ててみることをお勧めします。
- 準備する 職場、材料と道具。
- 小さなセクションを録音する ポリマーパイプ(その事を忘れるな 最小の厚さ壁は 3 mm である必要があります)。
- コアの端を切り取って、タップ用に 10 cm のワイヤを残します。
- 下部コンセントにコーナーを取り付けます。 将来的には、暖房からの戻りをここに接続する必要があります(ヒーターがボイラーとして使用される場合)。
- 切ったワイヤーをパイプの周りにしっかりと置きます。 少なくとも90回転する必要があります。
- 熱水が流出する上部パイプにティーを取り付けます。
- 機器の保護回路を設置してください。 ポリマーまたは金属から作ることができます。
- 銅線を給湯器の端子に接続し、コアに水を満たします。
- インダクタの機能を確認してください。
推奨事項。 すべてのピンに取り付ける方が良いです ボールバルブ故障時の給湯器の取り外しが簡単で便利です。 ただし、パイプを金属片で埋める必要はありません。これでは望ましい効果が得られません。 溶接機のコントロールパネルにアクセスできるように、ハウジングに窓を残すことを忘れないでください。
暖房用IH給湯器
誘導ボイラーが冷却水ヒーターとして機能する加熱回路。
このような装置は、瞬間湯沸かし器としてだけでなく、加熱ボイラーとしても証明されています。 確かに、この場合、溶接機は発電機としては適さなくなります。 2つの巻線を持つ変圧器を使用する必要があります。 後者は、一次巻線で発生する渦電流を二次回路で生成される電磁場に変換します。
暖房システムでは、冷却剤は水だけでなく、油や不凍液も使用できます。 つまり、電流を流すことができるあらゆる液体です。
誘導給湯ボイラーには、温水用と冷水用の 2 本のパイプを装備する必要があります。 それは下から来ます 冷水、ラインの入口セクションに取り付ける必要があり、その上部に供給するパイプを配置する必要があります。 お湯暖房システムに。 その結果、水はポンプを使わずに対流の影響で自然に循環します。
セキュリティについて知っておくべきこと
私たちはソースを扱っていることを忘れないでください 危険の増加- 電気の 加熱装置したがって、組み立てて使用するときは、いくつかのルールに従う必要があります。
必ず別途ご使用ください 電線誘導ボイラーを接続し、安全グループも装備します。
- ボイラー内に水が自然循環する場合は、温度センサーを必ず取り付けて、過熱した場合に自動的に電源が切れるようにしてください。
- 自家製給湯器をコンセントに接続しないでください。ケーブルの断面積を大きくして別の線を引くことをお勧めします。
- 全て オープンエリア感電や火傷から人を守るために、ワイヤーは絶縁されている必要があります。
- パイプが水で満たされていない場合は、インダクタを決してオンにしないでください。 配管が溶けてショートしたり、発火する恐れがあります。
- 装置は床から 80 cm の高さに取り付ける必要がありますが、天井から約 30 cm 残してください。また、電磁場は人の健康に悪影響を与えるため、住宅地域には設置しないでください。
- インダクタを接地することを忘れないでください。
- 事故が発生した場合に給湯器の電源が遮断されるように、必ず自動ブレーカーを介して機器を接続してください。
- 配管システムに取り付ける必要があります 安全弁これにより、システム内の圧力が自動的に下がります。
結論
誘導給湯器には、 高効率、暖房システムのボイラーとして機能することもできます。 自己集合ロシアの法律では、設置および使用は一切規制されていません。 ただし、使用する前に、メリットとデメリットを比較検討する価値があります。 効率が高いにもかかわらず、デバイスは消費電力が高くなります。 たくさんのエネルギーは安全ではないと考えられており(特に自家製)、人間の健康に悪影響を及ぼします。 したがって、インダクタを民家またはカントリーハウスに設置することをお勧めします。
この装置は、人や動物への曝露を評価するためのデモンストレーションのみを目的として組み立てられています。 環境今までそれは不可能でした。
装置は次のもので構成されています, 誘導加熱に使用される高周波電圧変換器。
マスター オシレーターは何でもよく、ジェネレーターの周波数は 20 ~ 100 kHz から選択でき、シングル サイクルとプッシュプルの両方の電圧コンバーターを使用できます。 このデバイスは非常に気まぐれであることをすぐに警告したいと思います。回路のすべての「秘密」を解明するには十分な時間でしたが、セットアップにはかなり時間がかかりました。
発電機はもっと強力なはずだ
, 実際にやってみるとわかるように、発電機が弱いと回路がまったく機能しない可能性があります。 UC3845 の PWM コントローラをマスター オシレータとして使用できます。 マイクロ回路の動作周波数(最大1 MHz)が私たちの目的に非常に適しているため、このマイクロ回路では、適切な電力と周波数を備えた優れたシングルサイクルを組み立てることができます。回路には 2 つの変圧器があります。 最初の変圧器は、さらに「構築」するために必要です 強力なトランジスタ。 この変圧器は内径 15mm (10 ~ 40mm) のリングに巻かれています。 一次巻線には 16 巻が含まれています。 0.5mmワイヤーを2本同時に巻きます。 二次巻線は 2 つあり、完全に同一で、それぞれ 0.4 ~ 0.7 mm のワイヤが 25 回巻かれています。 同時に 2 つの巻線を巻く必要があります (類似性を最大限に高めるため)。 これを行うには、0.5mmのワイヤーを取り、2本のワイヤーを一度に巻きます。
最初の変圧器を巻いた後、2番目の変圧器に進みます。 この変圧器は、150 ワットの電子変圧器からのフェライト リングに巻かれています。 リングの合計直径は35mmです。 一次巻線は、各ストランドが 0.5 cm の 3 つのワイヤのストランドですぐに巻かれます。 二次巻線(バス) は 0.5 mm ワイヤのストランド 10 本が巻かれており、巻き数は 2 回のみです。
トランスには 1 つの独立した巻線もあり、LED が (100 オームのリミッターを介して) 接続されています。 この LED は次の場合に通知します。 正常な運行回路を確認すると、2 番目の変圧器で電圧が発生していることがわかります。
インダクタは、直径 3.5 mm の単芯アルミニウム (銅が望ましい) ワイヤを 5 回巻いたもので構成されています。 単三電池にワイヤーを巻き付けて、 内径インダクタ10-12mm。
インダクタは、1.5 μF の容量を持つコンデンサを介して巻線に接続されています。 このようなコンデンサが手元にない場合は、合計静電容量が 1.3 ~ 1.6 µF になる、いくつかのコンデンサのブロックを使用できます。 コンデンサは63~630ボルトの電圧で使用できます。
私の場合のトランジスタは国産のKT819ですが、例えばKT805などでも問題なく交換可能です。 トランジスタは過熱が非常に激しいため、必ずヒートシンクが必要です。
基本的な抵抗器の電力は 0.25 ワットですが、0.125 に設定することもできます。
電源には、電圧が 9 ~ 14 ボルトの任意の安定化電源 (私の場合、容量 7 A の無停電電源装置のバッテリー) を使用できます。
このヒーターは文字通りすべての金属を加熱できますが、主に鉄を溶かすために設計されています。
設定
何をするか 、 回路が機能しない場合, または、それは機能しますが、そうではありません、当然のことですか?
1) 回路がまったく動作しない場合は、トランジスタのベース巻線の端子を交換します。 まず、一方のトランジスタの巻線の始まりと終わりを入れ替えます。それでも問題が解決しない場合は、元の位置に戻して、もう一方のトランジスタの巻線でも同じことを試します。
2) もし回路は動作しますが、消費電力が非常に低い場合は、発電機に注目する必要があります。おそらく発電機が弱すぎる可能性があります。
3) 発電機は動作しているが、2 番目の変圧器で発電が行われていない場合は、ベース巻線の位相調整が正しくない、またはトランジスタが損傷しているという 2 つの理由が考えられます。
4) 回路が正常に動作する場合でも、 金属製の物体が加熱しない場合、おそらく発電機はより低い周波数またはより高い周波数で動作します。
装置を起動する前に、取り付けが間違っているため、取り付けを注意深く確認してください
, デバイスの動作に重大な問題があります。ジェネレーターについて一言。
いくつかの駆動回路がテストされています
, でもいつものように古い奴が助けてくれた 良い計画シングルチャネル PWM コントローラ UC3845 上。 コンバータは 45 ~ 50 kHz の周波数で動作し、50 ワット以上の電力を供給します。 IRF3205 トランジスタは、電流が 40 アンペアを超える電界効果トランジスタと置き換えることができます。このトランジスタはヒートシンク上に設置する必要があります。放射性元素のリスト
指定 | タイプ | 宗派 | 量 | 注記 | 店 | 私のメモ帳 | |
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コンバータ | |||||||
VT1、VT2 | バイポーラトランジスタ | KT819 | 2 | メモ帳へ | |||
コンデンサ | 0.47μF | 2 | 映画 | メモ帳へ | |||
コンデンサ | 1.3~1.6μF | 1 | 映画 | メモ帳へ | |||
R1、R2 | 抵抗器 | 10~15オーム | 2 | メモ帳へ | |||
発生器 | |||||||
PWMコントローラー | UC3845 | 1 | メモ帳へ | ||||
T1 | トランジスタ | IRF3207 | 1 | メモ帳へ | |||
VD1 | 整流ダイオード | UF4007 | 1 | メモ帳へ | |||
R1 | 抵抗器 | 5.1キロオーム | 1 | メモ帳へ | |||
R2 | 抵抗器 | 6.8キロオーム | 1 | メモ帳へ | |||
R3 | 抵抗器 | 10オーム | 1 | メモ帳へ | |||
R4 | 抵抗器 |