Indukcijske peći: principi rada, crteži, kako to učiniti sami. Kako odabrati indukcijsku pećnicu Mini indukcijska pećnica

Indukcijska peć je uređaj za grijanje gdje se indukcijskom metodom tali čelik, bakar i drugi metali (metal se zagrijava strujama pobuđenim neizmjeničnim poljem induktora). Neki ga smatraju jednom od vrsta otpornih grijača, ali razlika postoji način prijenosa energije zagrijani metal. Prvi Električna energija postaje elektromagnetski, pa opet električni, a tek na samom kraju prelazi u toplinu. U obzir dolaze indukcijske peći najsavršeniji od svih plinskih i električnih (čeličana, mini peći), zahvaljujući načinu grijanja. Indukcijom se toplina stvara unutar samog metala, a korištenje toplinske energije je najučinkovitije.

Indukcijske peći podijeljene su u dvije vrste:

  • s jezgrom (kanalom);
  • bez jezgre (krug).

Potonji se smatraju modernijim i korisnijim (grijači s jezgrom, zbog svog dizajna, ograničeni su u snazi). godine započeo je prijelaz s kanalnih na lončane peći početkom 1900-ih. Na ovaj trenutak naširoko se koriste u industriji.

Takve vrste električnih uređaja kao što su prigušne peći za taljenje, peći za topljenje čelika i lučne peći za taljenje čelika vrlo su popularne. Prvi su vrlo učinkoviti i sigurni za korištenje. Na policama se nalazi širok izbor prigušne peći ove vrste. Vrlo važnu ulogu za metalurgiju odigrao je takav izum kao čelična peć. Uz njegovu pomoć postalo je moguće zagrijavati sve materijale.

Međutim, trenutno se taljenje čelika češće provodi pomoću takve grijaće strukture jer koristi toplinski učinak za taljenje, što je praktičnije i praktičnije.
Vlastitim rukama možete napraviti mnoge jednostavne strukture grijanja. Na primjer, vrlo popularan. Ako odlučite izgraditi mini grijaću strukturu vlastitim rukama, morate znati njegov uređaj. Postoji mnogo vrsta indukcijskih peći, ali opisat ćemo samo neke od njih. Ako je potrebno, možete koristiti potrebne dijagrame, crteže i video snimke.

Vidi također: dječja pećnica

Komponente indukcijske peći

Za najjednostavnije dizajne, postoje samo dva glavna dijela: induktor i generator. Međutim, možete dodati nešto svoje, poboljšati jedinicu, koristeći potrebne sheme.
Induktor
Grijaća spirala je najvažnija komponenta. Apsolutno cijeli rad strukture grijanja ovisi o tome. Za domaće peći s malom snagom, dopušteno je koristiti induktor iz gole bakrena cijev promjera 10 mm. Unutarnji promjer induktora mora biti ne manje od 80 mm. a ne više od 150 mm., broj zavoja - 8-10. Mora se uzeti u obzir da se zavoji ne smiju dodirivati, tako da razmak između njih treba biti 5-7 mm. Također, nijedan dio induktora ne smije dodirivati ​​zaslon.
Generator
Druga najvažnija komponenta peći je alternator. Prilikom odabira kruga generatora trebali biste na svaki mogući način izbjegavajte nacrte, dajući čvrsti spektar struje. Kao nešto što NE trebate birati, predstavljamo popularni sklop na tiristorskom ključu.

Uređaj peći za lončiće

Unutra se nalazi lončić za taljenje s čarapom za odvod (“ ovratnik“). Na vanjskim stranama konstrukcije nalazi se induktor u okomitom položaju. Slijedi sloj toplinske izolacije, a na vrhu je pokrov. Jedna od vanjskih strana može imati dovod struje i vode za hlađenje. Ispod je uređaj za signalizaciju istrošenosti lončića.

Lonac za taljenje jedna je od najvažnijih komponenti jedinice, uvelike određuje njegovu radnu pouzdanost. Stoga se postavljaju vrlo strogi zahtjevi za lončić i druge korištene materijale.

Kako napraviti indukcijsku pećnicu

Prvo morate sastaviti generator za induktor. Ovdje će vam trebati krug K174XA11. Transformator treba biti namotan na mini-prsten promjera 2 centimetra. Cijeli namotaj izvodi se žicom promjera 0,4 centimetra i trebao bi biti 30 zavoja. Primarni namot karakterizira prisutnost točno 22 zavoja žice promjera 1 milimetar, a sekundarni treba sadržavati samo 2-3 okreta ista žica, ali već presavijena četiri puta. Induktor mora biti izrađen od 3 mm. žica promjera 11 mm. Trebalo bi biti točno 6 okreta. Za podešavanje rezonancije najbolje je postaviti normalnu ili mini led.

Trenutno, peći rade induktivni princip koji se obično koriste u industriji. Kako bi se indukcijske peći mogle koristiti u domaćim uvjetima, njihov dizajn je značajno promijenjen, samo je princip pretvorbe energije ostao nepromijenjen. Takav uređaj možete napraviti vlastitim rukama od dostupnih materijala. Glavna stvar je razumjeti dizajn i razumjeti kako ova peć radi.

Princip rada indukcijske peći

Rad takve peći temelji se na principu indukcijskog grijanja. Drugim riječima, Termalna energija dobiva se iz električne struje koju stvara elektromagnetsko polje. Zbog ove značajke ovaj se uređaj razlikuje od običnih električnih grijača.

Dizajn induktora je prilično jednostavan. Njegovo središte je grafit ili metal električki vodljivi obradak oko kojeg se namotava žica. Uz pomoć snage generatora, struje različitih frekvencija počinju teći u induktor, stvarajući snažno elektromagnetsko polje oko induktora. Zbog učinka takvog polja na obradak i stvaranja vrtložnih struja u njemu, grafit ili metal počinje se jako zagrijavati i odavati toplinu okolnom zraku.

U svakodnevnom životu induktori su se počeli koristiti relativno nedavno.

Vrste indukcijskih uređaja

Prema svojoj namjeni, takvi uređaji su kućanski i industrijski. Međutim, ova se klasifikacija smatra nepotpunom. Još uvijek postoji nekoliko vrsta peći:

  • Crucible. Najčešći tip agregata koji se koristi u metalurgiji. Ovaj dizajn ne sadrži jezgru. Ovi uređaji se uglavnom koriste za obradu i taljenje bilo kojeg metala. Zadivljujuće su se pokazali iu drugim područjima.
  • Kanal. Njihov dizajn je sličan transformatoru.
  • Vakuum. Koriste se kada je potrebno ukloniti nečistoće s metala.

Kućne pećnice dijele se u dvije grupe:

  • Jedinice koje se koriste za grijanje. To su mala indukcijska kotlovska postrojenja koja se montiraju u autonomne sustave grijanja.
  • Indukcijska kuhala za kuhanje hrane. Glavna razlika od običnog električnog štednjaka je ekonomična potrošnja električne energije.

Je li moguće vlastitim rukama napraviti indukcijsku peć za taljenje metala? Iako je, s jedne strane, složena oprema, s druge strane, zbog relativne jednostavnosti i jasnoće principa rada, postaje moguće napraviti uređaj za indukcijsko grijanje vlastitim rukama. Osim toga, mnogi stručnjaci s potrebnim znanjem i vještinama mogu stvoriti visokokvalitetne jedinice od običnih materijala. Da biste napravili indukcijsku peć vlastitim rukama, trebat će vam krug i dobro poznavanje fizike.

Indukcijske peći "uradi sam" općenito koriste za grijanje prostora. Male strukture lonca najprikladnije su za topljenje metala malog volumena, kao što je proizvodnja bižuterije ili nakita. Indukcijske ploče za kuhanje smatraju se izvrsnim rješenjem za seoske kuće. A u gradskom stanu koriste se kao dodatni grijač ako postoji kvar u sustavu centralnog grijanja.

Za dovršetak rada bit će potreban dijagram takvog jednostavnog indukcijskog grijača. Možete raditi bez njega, ali je nepoželjno, jer takav grijač je složena električna oprema. Njegov dizajn i unutarnji sadržaji su unaprijed razvijeni. Shema kombinira sve ideje majstora u jednu cjelinu. Ako trebate dizajnirati štednjak, a ne jednostavan grijač, uopće nećete moći bez kruga.

Dizajn indukcijske peći "uradi sam" prilično je jednostavan: grijaći element, zajedničko kućište, induktor. Ako je jedinica potrebna za obradu materijala, komora za taljenje treba biti dodatno projektirana. Srce indukcijske peći je izradak koji provodi struju i može se zagrijati na visoke temperature. Nichrome spiralne ili grafitne četke izvrstan su posao s ovim zadatkom. Birajući između njih, trebali biste se usredotočiti na zadatke s kojima se grijač suočava. Za peć za taljenje, najbolja opcija bila bi uporaba grafitnih četkica, za grijaći uređaj, nichrome spirala. Korištenje nikroma omogućuje spajanje jedinice na konvencionalnu električnu mrežu.

Kako napraviti indukcijsku pećnicu vlastitim rukama

Za stvaranje učinkovite jedinice potrebno je uzeti u obzir sljedeće parametre:

  • frekvencija i snaga generatora;
  • brzina gubitka topline;
  • iznos gubitaka vrtložnih struja.

Prvo morate pravilno odabrati sve potrebne detalje kruga kako biste dobili dovoljne uvjete za topljenje u radionici. Ako se jedinica sastavlja ručno, frekvencija generatora treba biti 27,12 MHz. Zavojnica treba biti izrađena od žice ili tanke bakrene cijevi, a ne smije imati više od 10 zavoja.

Snaga elektroničkih svjetiljki mora biti velika. Shema predviđa ugradnju neonske svjetiljke koja će se koristiti kao pokazatelj spremnosti uređaja. Krug također predviđa korištenje prigušnica i keramičkih kondenzatora. Priključak na kućnu utičnicu vrši se preko ispravljača.

Indukcijska peć "uradi sam" izgleda ovako: mali stalak na nogama, na koji je pričvršćen generator sa svim potrebnim detaljima kruga. I već je induktor spojen na generator.

Prednosti i nedostaci indukcijskih peći

Indukcijske jedinice mogu imati različitu snagu i to ovisi o značajkama dizajna. Vrlo je teško sastaviti uređaj industrijske frekvencije vlastitim rukama, a čak ni to nije potrebno. Bolje ih je kupiti.

Indukcijske peći može imati i prednosti i nedostatke:

Sigurnost

Kada radite s pećnicom, trebali biste biti oprezni od dobivanja toplinskih opeklina. Osim toga, ovaj uređaj ima visoku požar. Ni pod kojim okolnostima se ove jedinice ne smiju pomicati tijekom rada. Morate biti vrlo oprezni kada se takve peći postavljaju u stanu.

Promjenjivo elektromagnetsko polje počinje zagrijavati prostoriju koja ga okružuje, a ova značajka izravno ovisi o snazi ​​i frekvenciji zračenja uređaja. Snažne industrijske peći mogu utjecati na predmete u džepovima odjeće, obližnje metalne dijelove i ljudsko tkivo.

Zaključak

Indukcijska peć se može napraviti samostalno, ali to nije uvijek preporučljivo. Bolje je ne preuzimati takav posao ako nema apsolutno nikakvog znanja iz područja električne opreme i fizike. Prije nego počnete projektirati čak i najjednostavniji uređaj, potrebno ga je razviti, dizajnirati i dijagramirati. Ako nema iskustva u proizvodnji električnih uređaja, najbolje je kupiti takvu tvorničku jedinicu.

© Prilikom korištenja materijala sa stranice (citati, slike), potrebno je navesti izvor.

Indukcijsku peć izumio je davne 1887. godine S. Farranti. Prvo industrijsko postrojenje pustila je u rad 1890. Benedicks Bultfabrik. Dugo vremena su indukcijske peći bile egzotika u industriji, ali ne zbog visoke cijene električne energije, tada nije bila skuplja nego sada. Još uvijek je bilo puno nerazumljivosti u procesima koji su se odvijali u indukcijskim pećima, a elementna baza elektronike nije dopuštala stvaranje učinkovitih upravljačkih krugova za njih.

U sferi indukcijskih peći danas se doslovno pred našim očima dogodila revolucija, zahvaljujući pojavi, prije svega, mikrokontrolera čija računalna snaga premašuje snagu osobnih računala prije deset godina. Drugo, zahvaljujući ... mobilnim komunikacijama. Njegov razvoj zahtijevao je pojavu u prodaji jeftinih tranzistora sposobnih isporučiti nekoliko kW snage na visokim frekvencijama. One su pak nastale na temelju poluvodičkih heterostruktura za čije je istraživanje ruski fizičar Zhores Alferov dobio Nobelovu nagradu.

U konačnici, indukcijske peći ne samo da su se potpuno promijenile u industriji, već su i široko ušle u svakodnevni život. Zanimanje za temu dovelo je do puno domaćih proizvoda, koji bi, u načelu, mogli biti korisni. Ali većina autora dizajna i ideja (postoji mnogo više opisa u izvorima nego izvedivih proizvoda) ima lošu predodžbu o osnovama fizike indukcijskog grijanja i potencijalnoj opasnosti od nepismenih dizajna. Cilj ovog članka je razjasniti neke od najzbunjujućih točaka. Materijal je izgrađen na razmatranju specifičnih struktura:

  1. Industrijska kanalna peć za topljenje metala, te mogućnost izrade sami.
  2. Peći za lončiće indukcijskog tipa, najjednostavnije za izvođenje i najpopularnije među domaćim ljudima.
  3. Indukcijski toplovodni kotlovi, brza zamjena kotlova s ​​grijačima.
  4. Kućni indukcijski uređaji za kuhanje koji se natječu s plinske peći a po nizu parametara superiorniji od mikrovalova.

Bilješka: svi uređaji koji se razmatraju temelje se na magnetskoj indukciji koju stvara induktor (induktor), pa se stoga nazivaju indukcijom. U njima se mogu taliti/grijati samo elektrovodljivi materijali, metali itd. Postoje i elektroindukcijske kapacitivne peći koje se temelje na električnoj indukciji u dielektriku između ploča kondenzatora, a služe za "nježno" taljenje i elektrotoplinsku obradu plastike. Ali oni su mnogo rjeđi od induktorskih, njihovo razmatranje zahtijeva posebnu raspravu, pa ostavimo to za sada.

Princip rada

Princip rada indukcijske peći ilustriran je na sl. desno. U biti, to je električni transformator s kratkospojenim sekundarnim namotom:

  • Generator izmjeničnog napona G stvara izmjeničnu struju I1 u induktoru L (grijač svitak).
  • Kondenzator C zajedno s L tvori oscilatorni krug podešen na radnu frekvenciju, što u većini slučajeva povećava tehničke parametre instalacije.
  • Ako je generator G samooscilirajući, tada se C često isključuje iz strujnog kruga, koristeći umjesto toga vlastiti kapacitet induktora. Za dolje opisane visokofrekventne induktore, to je nekoliko desetaka pikofarada, što upravo odgovara radnom frekvencijskom rasponu.
  • Induktor, u skladu s Maxwellovim jednadžbama, stvara u okolnom prostoru izmjenično magnetsko polje jakosti H. Magnetsko polje induktora može biti zatvoreno kroz zasebnu feromagnetsku jezgru ili postojati u slobodnom prostoru.
  • Magnetsko polje, prodirući u obradak (ili naboj za taljenje) W koji se nalazi u induktoru, stvara u njemu magnetski tok F.
  • F, ako je W električki vodljiv, inducira u njemu sekundarnu struju I2, tada iste Maxwellove jednadžbe.
  • Ako je F dovoljno masivan i čvrst, tada se I2 zatvara unutar W, stvarajući vrtložnu struju ili Foucaultovu struju.
  • Vrtložne struje, prema Joule-Lenzovom zakonu, odaju energiju koju primaju kroz induktor i magnetsko polje iz generatora, zagrijavajući radni komad (naboj).

Sa stajališta fizike, elektromagnetska interakcija je prilično jaka i ima prilično visoko djelovanje na velike udaljenosti. Stoga, unatoč višestupanjskoj pretvorbi energije, indukcijska peć može pokazati učinkovitost do 100% u zraku ili vakuumu.

Bilješka: u neidealnom dielektričnom mediju permitivnosti >1 pada potencijalno ostvariva učinkovitost indukcijskih peći, a u mediju magnetske permeabilnosti >1 postići visoka efikasnost lakše.

kanalna peć

Kanalna indukcijska peć za taljenje je prva korištena u industriji. Strukturno je sličan transformatoru, vidi sl. desno:

  1. Primarni namot, napajan strujom industrijske (50/60 Hz) ili povećane (400 Hz) frekvencije, izrađen je od bakrene cijevi hlađene iznutra tekućim nosačem topline;
  2. Sekundarna kratkospojeni namot- topiti;
  3. Prstenasti lončić izrađen od dielektrika otpornog na toplinu u koji se stavlja talina;
  4. Otipkavanje ploča od magnetske jezgre transformatorskog čelika.

Kanalne peći koriste se za pretaljivanje duraluminija, specijalnih legura obojenih metala i proizvodnju visokokvalitetnog lijevanog željeza. Industrijske kanalske peći zahtijevaju sijanje taline, inače "sekundar" neće imati kratki spoj i neće biti grijanja. Ili će se između mrvica naboja pojaviti lučno pražnjenje, a cijela će talina jednostavno eksplodirati. Stoga se prije pokretanja peći u lončić ulije malo taline, a pretopljeni dio se ne izlije u potpunosti. Metalurzi kažu da kanalna peć ima preostali kapacitet.

Može se napraviti kanalna peć snage do 2-3 kW transformator za zavarivanje industrijska frekvencija. U takvoj se peći može rastopiti do 300-400 g cinka, bronce, mjedi ili bakra. Duraluminij je moguće taliti, samo se odljevak nakon hlađenja mora pustiti da odleži od nekoliko sati do 2 tjedna, ovisno o sastavu legure, kako bi dobio na čvrstoći, žilavosti i elastičnosti.

Bilješka: duraluminij je općenito izumljen slučajno. Razvojni programeri, ljuti što je nemoguće legirati aluminij, bacili su još jedan "ne" uzorak u laboratorij i krenuli u bijeg od tuge. Otrijeznio se, vratio - ali ništa nije promijenilo boju. Provjereno - i dobio je snagu gotovo čeličnu, ostajući lagan kao aluminij.

"Primar" transformatora je ostavljen kao standardni, već je dizajniran za rad u načinu kratkog spoja sekundara s lukom za zavarivanje. "Sekundar" se uklanja (tada se može vratiti i transformator se može koristiti za namjeravanu svrhu), a umjesto njega se stavlja prstenasti lončić. Ali pokušaj pretvaranja zavarivačkog RF pretvarača u kanalsku peć je opasan! Njegova feritna jezgra će se pregrijati i razbiti u komade zbog činjenice da je dielektrična konstanta ferita >> 1, vidi gore.

Problem preostalog kapaciteta u peći male snage nestaje: žica od istog metala, savijena u prsten i s upletenim krajevima, stavlja se u punjenje za sijanje. Promjer žice – od 1 mm/kW snage peći.

Ali postoji problem s prstenastim loncem: jedini prikladan materijal za mali lončić je elektroporculan. Kod kuće ga je nemoguće sami obraditi, ali gdje mogu nabaviti kupljeni odgovarajući? Ostali vatrostalni materijali nisu prikladni zbog velikih dielektričnih gubitaka u njima ili zbog poroznosti i niske mehaničke čvrstoće. Stoga, iako kanalna peć daje najkvalitetniju talinu, ne zahtijeva elektroniku, a njegova učinkovitost već prelazi 90% pri snazi ​​od 1 kW, ne koriste ih domaći ljudi.

Pod uobičajenim loncem

Preostali kapacitet iritirao je metalurge - skupe legure su se rastalile. Stoga, čim su se 20-ih godina prošlog stoljeća pojavile dovoljno snažne radio cijevi, odmah se rodila ideja: baciti magnetski krug na (nećemo ponavljati profesionalne idiome grubih ljudi) i staviti obični lončić izravno u induktor, vidi sl.

Ne možete to učiniti na industrijskoj frekvenciji, niskofrekventno magnetsko polje bez magnetskog kruga koji ga koncentrira će se širiti (ovo je takozvano zalutalo polje) i predati svoju energiju bilo gdje, ali ne u talinu. Moguće je kompenzirati raspršeno polje povećanjem frekvencije na visoku: ako je promjer induktora razmjeran valnoj duljini radne frekvencije, a cijeli sustav je u elektromagnetskoj rezonanciji, tada do 75% ili više svoje električne energije magnetsko polje bit će koncentriran unutar "bezdušnog" svitka. Učinkovitost će biti odgovarajuća.

Međutim, već se u laboratorijima pokazalo da su autori ideje previdjeli očitu okolnost: talina u induktoru, iako dijamagnetska, ali elektrovodljiva, zbog vlastitog magnetskog polja od vrtložnih struja, mijenja induktivitet grijaće zavojnice. . Početna frekvencija je morala biti postavljena ispod hladnog punjenja i mijenjana kako se topi. Štoviše, u većim granicama, veći je obradak: ako za 200 g čelika možete dobiti s rasponom od 2-30 MHz, tada će za prazninu sa željezničkim spremnikom početna frekvencija biti oko 30-40 Hz , a radna frekvencija će biti do nekoliko kHz.

Teško je napraviti odgovarajuću automatizaciju na svjetiljkama, "povući" frekvenciju iza praznine - potreban je visokokvalificirani operater. Osim toga, na niskim frekvencijama polje lutanja se najjače očituje. Talina, koja je u takvoj peći također jezgra zavojnice, donekle skuplja magnetsko polje u blizini, ali svejedno, da bi se postigla prihvatljiva učinkovitost, bilo je potrebno okružiti cijelu peć snažnim feromagnetskim zaslonom .

Usprkos tome, zbog svojih izvanrednih prednosti i jedinstvenih kvaliteta (vidi dolje), indukcijske peći s lončićima naširoko se koriste kako u industriji tako i kod majstora koji rade sami. Stoga ćemo se detaljnije osvrnuti na to kako to ispravno učiniti vlastitim rukama.

Malo teorije

Prilikom projektiranja domaće "indukcije", morate se čvrsto sjetiti: minimalna potrošnja energije ne odgovara maksimalnoj učinkovitosti, i obrnuto. Peć će uzimati minimalnu snagu iz mreže kada radi na glavnoj rezonantnoj frekvenciji, poz. 1 na sl. U ovom slučaju, prazan/naboj (i na nižim, predrezonantnim frekvencijama) radi kao jedna kratkospojena zavojnica, a u talini se opaža samo jedna konvektivna ćelija.

U glavnom režimu rezonancije u peći od 2-3 kW, može se rastopiti do 0,5 kg čelika, ali će punjenje / gredica trebati do sat vremena ili više da se zagrije. Sukladno tome, ukupna potrošnja električne energije iz mreže bit će velika, a ukupna učinkovitost niska. Na predrezonantnim frekvencijama - još niže.

Zbog toga indukcijske peći za taljenje metala najčešće rade na 2., 3. i ostalim višim harmonicima (poz. 2. na slici) Povećava se snaga potrebna za zagrijavanje/taljenje; za istu funtu čelika na 2. bit će potrebno 7-8 kW, na 3. 10-12 kW. Ali zagrijavanje se događa vrlo brzo, za nekoliko minuta ili djelića minuta. Stoga je učinkovitost visoka: štednjak nema vremena "jesti" puno, jer se talina već može sipati.

Peći na harmonici imaju najvažniju, čak jedinstvenu prednost: nekoliko konvektivnih ćelija pojavljuje se u talini, trenutno i temeljito je miješajući. Stoga je moguće provoditi taljenje u tzv. brzo punjenje, dobivanje legura koje je u osnovi nemoguće taliti u bilo kojoj drugoj peći za taljenje.

Ako se, međutim, frekvencija "podigne" 5-6 ili više puta više od glavne, tada učinkovitost nešto (malo) pada, ali se pojavljuje još jedno izvanredno svojstvo harmonijske indukcije: površinsko zagrijavanje zbog skin efekta, koji istiskuje EMF na površinu obratka, poz. 3 na sl. Za taljenje se ovaj način rijetko koristi, ali za zagrijavanje proizvoda za površinsko naugljičenje i stvrdnjavanje, to je dobra stvar. Moderna tehnologija bez takve metode toplinske obrade bilo bi jednostavno nemoguće.

O levitaciji u induktoru

A sada idemo na trik: namotajte prva 1-3 zavoja induktora, zatim savijte cijev/sabirnicu za 180 stupnjeva, a ostatak namota namotajte u suprotnom smjeru (poz. 4 na slici). Spojite ga na generator, umetnite lončić u induktor u naboju, dajte struju. Pričekajmo topljenje, izvadimo lončić. Talina u induktoru će se skupiti u kuglu, koja će ostati visjeti dok ne isključimo generator. Onda će pasti.

Učinak elektromagnetske levitacije taline koristi se za pročišćavanje metala zonskim taljenjem, za dobivanje metalnih kuglica i mikrosfera visoke preciznosti itd. Ali za ispravan rezultat, taljenje se mora provesti u visokom vakuumu, pa se ovdje levitacija u induktoru spominje samo informativno.

Zašto induktor kod kuće?

Kao što vidite, čak je i indukcijska peć male snage za kućno ožičenje i ograničenja potrošnje prilično moćna. Zašto se to isplati učiniti?

Prvo, za pročišćavanje i odvajanje plemenitih, obojenih i rijetkih metala. Uzmimo, na primjer, stari sovjetski radio konektor s pozlaćenim kontaktima; tada se nije štedjelo na zlatu/srebru za oblaganje. Kontakte stavimo u uski visoki lončić, stavimo ih u induktor, rastalimo na glavnoj rezonanciji (stručno rečeno, na nultom modu). Nakon topljenja postupno smanjujemo frekvenciju i snagu, dopuštajući da se svježi proizvod skrutne 15 minuta - pola sata.

Nakon hlađenja razbijemo lončić i što vidimo? Mjedena bitva s jasno vidljivim zlatnim vrhom koji je potrebno samo odrezati. Bez žive, cijanida i drugih smrtonosnih reagensa. To se ne može postići zagrijavanjem taline izvana na bilo koji način, konvekcija u njoj neće raditi.

Pa zlato je zlato, a sada crno staro željezo ne leži na cesti. Ali ovdje je potrebna jednolika, odnosno precizno dozirana po površini/volumenu/temperatura zagrijavanja metalni dijelovi za visokokvalitetno stvrdnjavanje uvijek će ga imati majstor ili samostalni poduzetnik. I ovdje će ponovno pomoći induktorska peć, a potrošnja električne energije bit će prihvatljiva za obiteljski proračun: nakon svega, glavni udio energije za grijanje otpada na latentnu toplinu fuzije metala. A promjenom snage, frekvencije i položaja dijela u induktoru, možete zagrijati točno pravo mjesto točno onako kako treba, pogledajte sl. iznad.

Konačno, izradom posebno oblikovanog induktora (pogledajte sliku lijevo), možete otpustiti stvrdnuti dio u pravo mjesto, na lomljenju pougljičenja s otvrdnjavanjem na kraju/krajevima. Zatim, gdje je potrebno, savijamo, pljunemo, a ostatak ostaje čvrst, viskozan, elastičan. Na kraju ga možete ponovno zagrijati, gdje je pušten, i ponovno stvrdnuti.

Palimo peć: što trebate znati

Elektromagnetsko polje (EMF) djeluje na ljudsko tijelo, barem ga ugrijati u cijelosti, kao meso u mikrovalnoj. Stoga, kada radite s indukcijskom peći kao dizajner, predradnik ili operater, morate jasno razumjeti bit sljedećih pojmova:

PES - gustoća toka energije elektromagnetsko polje. Određuje ukupni fiziološki učinak EMF-a na tijelo, bez obzira na frekvenciju zračenja, jer. EMF PES istog intenziteta raste s frekvencijom zračenja. Po sanitarni standardi u različitim zemljama, dopuštena vrijednost PES-a je od 1 do 30 mW po 1 sq. m. tjelesne površine pri stalnoj (preko 1 sat dnevno) izloženosti i tri do pet puta više pri jednom kratkotrajnom, do 20 minuta.

Bilješka: Sjedinjene Države se izdvajaju, imaju dopušteni PES od 1000 mW (!) po četvornom kilometru. m. tijelo. Naime, Amerikanci njegove vanjske manifestacije smatraju početkom fiziološkog utjecaja, kada se osoba već razboli, a dugoročne posljedice izloženosti EMF-u potpuno zanemaruju.

PES s udaljenošću od točkastog izvora zračenja pada na kvadrat udaljenosti. Jednoslojna zaštita s pocinčanom ili fino pocinčanom mrežom smanjuje PES 30-50 puta. U blizini zavojnice duž svoje osi, PES će biti 2-3 puta veći nego sa strane.

Objasnimo na primjeru. Postoji induktor za 2 kW i 30 MHz s učinkovitošću od 75%. Stoga će iz njega izaći 0,5 kW ili 500 W. Na udaljenosti od 1 m od njega (površina sfere polumjera 1 m je 12,57 m²) po 1 m². m. imat će 500 / 12,57 \u003d 39,77 W, a oko 15 W po osobi, to je puno. Induktor mora biti postavljen okomito, prije uključivanja peći, staviti na njega uzemljenu zaštitnu kapu, pratiti proces iz daljine i odmah isključiti peć nakon završetka. Na frekvenciji od 1 MHz, PES će pasti za faktor 900, a oklopljeni induktor može raditi bez posebnih mjera opreza.

SHF - ultra-visoke frekvencije. U radioelektronici mikrovalovi se razmatraju s tzv. Q-pojas, ali prema fiziologiji mikrovalne pećnice počinje na oko 120 MHz. Razlog je električno indukcijsko zagrijavanje stanične plazme i pojave rezonancije u organskim molekulama. Mikrovalna pećnica ima specifično usmjereno biološko djelovanje s dugoročnim posljedicama. Dovoljno je dobiti 10-30 mW tijekom pola sata da se naruši zdravlje i/ili reproduktivna sposobnost. Individualna osjetljivost na mikrovalove vrlo je varijabilna; radeći s njim, morate redovito prolaziti poseban liječnički pregled.

Vrlo je teško zaustaviti mikrovalno zračenje, kako kažu profesionalci, ono se "sifonira" kroz najmanju pukotinu na ekranu ili pri najmanjem kršenju kvalitete tla. Učinkovita borba protiv mikrovalnog zračenja opreme moguća je samo na razini dizajna od strane visokokvalificiranih stručnjaka.

Najvažniji dio indukcijske peći je grijaća zavojnica, induktor. Za domaće peći, induktor izrađen od gole bakrene cijevi promjera 10 mm ili gole bakrene sabirnice s presjekom od najmanje 10 četvornih metara ići će na snagu do 3 kW. mm. Unutarnji promjer induktora je 80-150 mm, broj zavoja je 8-10. Zavoji se ne smiju dodirivati, udaljenost između njih je 5-7 mm. Također, niti jedan dio induktora ne smije dodirivati ​​zaslon; minimalni razmak je 50 mm. Stoga, kako bi se vodi zavojnice doveli do generatora, potrebno je predvidjeti prozor u zaslonu koji ne ometa njegovo uklanjanje / postavljanje.

Induktori industrijskih peći hlade se vodom ili antifrizom, ali pri snazi ​​do 3 kW, gore opisani induktor ne zahtijeva prisilno hlađenje kada radi do 20-30 minuta. Međutim, u isto vrijeme, on sam postaje jako vruć, a kamenac na bakru oštro smanjuje učinkovitost peći, sve do gubitka njegove učinkovitosti. Nemoguće je sami napraviti induktor s tekućim hlađenjem, pa će se s vremena na vrijeme morati mijenjati. Primijeniti prisilno hlađenje zrakom to je nemoguće: plastično ili metalno kućište ventilatora u blizini zavojnice će "privući" EMF na sebe, pregrijati se, a učinkovitost peći će pasti.

Bilješka: za usporedbu, induktor za peć za taljenje za 150 kg čelika savijen je iz bakrene cijevi vanjskog promjera 40 mm i unutarnjeg promjera 30 mm. Broj zavoja je 7, promjer zavojnice iznutra je 400 mm, visina je također 400 mm. Za njegovu izgradnju u nultom načinu rada potrebno je 15-20 kW u prisutnosti zatvorenog rashladnog kruga s destiliranom vodom.

Generator

Drugi glavni dio peći je alternator. Ne vrijedi pokušavati napraviti indukcijsku peć bez poznavanja osnova radioelektronike barem na razini radioamatera srednjeg kvalificiranja. Upravljajte - također, jer ako štednjak nije pod kontrolom računala, možete ga postaviti na način rada samo opipom kruga.

Pri odabiru generatorskog kruga treba na svaki mogući način izbjegavati rješenja koja daju čvrsti spektar struje. Kao anti-primjer, predstavljamo prilično uobičajeni krug temeljen na tiristorskom prekidaču, vidi sl. iznad. Izračun koji je dostupan stručnjaku prema oscilogramu koji mu je priložio autor pokazuje da PES na frekvencijama iznad 120 MHz iz induktora napajanog na ovaj način prelazi 1 W/kv. m. na udaljenosti od 2,5 m od instalacije. Ubitačna jednostavnost, nećete ništa reći.

Kao nostalgičnu zanimljivost, također dajemo dijagram drevnog generatora svjetiljke, vidi sl. desno. Napravili su ih sovjetski radio-amateri 50-ih godina, sl. desno. Postavljanje na način - zračnim kondenzatorom promjenjivog kapaciteta C, s razmakom između ploča od najmanje 3 mm. Radi samo u nultom modu. Indikator podešavanja je neonska žarulja L. Značajka kruga je vrlo mekan, "cijevni" spektar zračenja, tako da ovaj generator možete koristiti bez posebnih mjera opreza. Ali – jao! - sada nećete pronaći svjetiljke za to, a sa snagom u induktoru od oko 500 W, potrošnja energije iz mreže je veća od 2 kW.

Bilješka: frekvencija od 27,12 MHz navedena u dijagramu nije optimalna, odabrana je iz razloga elektromagnetske kompatibilnosti. U SSSR-u je to bila besplatna ("smeće") frekvencija, za koju nije bilo potrebno dopuštenje, sve dok uređaj nikome nije smetao. Općenito, C može obnoviti generator u prilično širokom rasponu.

Na sljedećoj sl. lijevo - najjednostavniji generator sa samopobudom. L2 - induktor; L1 - povratna zavojnica, 2 zavoja emajlirane žice promjera 1,2-1,5 mm; L3 - prazno ili punjenje. Kapacitivnost induktora koristi se kao kapacitivnost petlje, tako da ovaj krug ne zahtijeva podešavanje, automatski ulazi u nulti način rada. Spektar je mekan, ali ako je faza L1 netočna, tranzistor će odmah izgorjeti, jer. u aktivnom je načinu rada s istosmjernim kratkim spojem u kolektorskom krugu.

Također, tranzistor može izgorjeti jednostavno zbog promjene vanjske temperature ili samozagrijavanja kristala - nisu predviđene mjere za stabilizaciju njegovog načina rada. Općenito, ako negdje imate stari KT825 ili slično, tada možete započeti eksperimente s indukcijskim grijanjem iz ove sheme. Tranzistor mora biti instaliran na radijatoru s površinom od najmanje 400 četvornih metara. vidjeti s protokom zraka iz računala ili sličnog ventilatora. Podešavanje kapaciteta u induktoru, do 0,3 kW - promjenom napona napajanja u rasponu od 6-24 V. Njegov izvor mora osigurati struju od najmanje 25 A. Rasipanje snage otpornika baznog razdjelnika napona je na najmanje 5 W.

Sljedeća shema. riža. s desne strane - multivibrator s induktivnim opterećenjem na snažnim tranzistorima s efektom polja (450 V Uk, najmanje 25 A Ik). Kroz korištenje kapacitivnosti u krugu oscilatorni krug daje prilično mekan spektar, ali izvan moda, stoga je prikladan za zagrijavanje dijelova do 1 kg za kaljenje / kaljenje. Glavni nedostatak sklopovi - visoka cijena komponenti, moćnih terenskih uređaja i brzih (granična frekvencija od najmanje 200 kHz) visokonaponskih dioda u njihovim osnovnim krugovima. Bipolarni tranzistori snage u ovom krugu ne rade, pregrijavaju se i izgaraju. Radijator je ovdje isti kao u prethodnom slučaju, ali protok zraka više nije potreban.

Sljedeća shema već tvrdi da je univerzalna, sa snagom do 1 kW. Ovo je push-pull generator s neovisnom pobudom i premoštenim induktorom. Omogućuje vam rad na načinu rada 2-3 ili u načinu površinskog grijanja; frekvencija se regulira promjenljivim otpornikom R2, a frekvencijska područja se preklapaju kondenzatorima C1 i C2, od 10 kHz do 10 MHz. Za prvi raspon (10-30 kHz), kapacitet kondenzatora C4-C7 treba povećati na 6,8 uF.

Transformator između kaskada je na feritnom prstenu s površinom poprečnog presjeka magnetskog kruga od 2 kv. vidi Namoti - od emajlirane žice 0,8-1,2 mm. Hladnjak tranzistora - 400 sq. vidi za četiri s protokom zraka. Struja u induktoru je gotovo sinusna pa je spektar zračenja mekan i nisu potrebne dodatne mjere zaštite na svim radnim frekvencijama uz uvjet da radi do 30 minuta dnevno nakon 2 dana 3.

Video: domaći indukcijski grijač na poslu

Indukcijski kotlovi

Indukcijski kotlovi nedvojbeno će zamijeniti kotlove s grijačima svugdje gdje je električna energija jeftinija od ostalih vrsta goriva. Ali njihove neosporne prednosti dovele su i do mase domaćih proizvoda od kojih se stručnjaku ponekad doslovno diže kosa na glavi.

Recimo ovaj dizajn: propilenska cijev s tekuća voda okružuje induktor, a napaja ga visokofrekventni inverter za zavarivanje od 15-25 A. Opcija je napraviti šuplju krafnu (torus) od plastike otporne na toplinu, kroz nju propustiti vodu kroz mlaznice i omotati je guma za grijanje, formirajući induktor smotan u prsten.

EMF će svoju energiju prenijeti na izvor vode; ima dobru električnu vodljivost i nenormalno visoku (80) dielektričnu konstantu. Sjetite se kako se kapljice vlage preostale na posuđu izbacuju u mikrovalnoj pećnici.

Ali, prvo, za punopravno grijanje stana ili zimi potrebno je najmanje 20 kW topline, uz pažljivu izolaciju izvana. 25 A na 220 V daje samo 5,5 kW (a koliko košta ta struja po našim tarifama?) Pri 100% učinkovitosti. U redu, recimo da smo u Finskoj, gdje je struja jeftinija od plina. Ali ograničenje potrošnje za stanovanje je i dalje 10 kW, a morate platiti za poprsje po povećanoj stopi. I ožičenje stana 20 kW neće izdržati, morate izvući zasebnu hranilicu iz trafostanice. Koliko bi koštao takav posao? Ako su električari još daleko od nadjačavanja okruga i oni će to dopustiti.

Zatim, sam izmjenjivač topline. Mora biti ili masivni metal, tada će raditi samo indukcijsko zagrijavanje metala, ili izrađen od plastike s malim dielektričnim gubicima (propilen, usput, nije jedan od njih, prikladna je samo skupa fluoroplastika), tada će voda izravno apsorbiraju EMF energiju. Ali u svakom slučaju, ispada da induktor zagrijava cijeli volumen izmjenjivača topline, a samo njegova unutarnja površina daje toplinu vodi.

Kao rezultat toga, po cijenu puno rada s rizikom po zdravlje, dobivamo kotao s učinkom pećinske vatre.

Indukcijski kotao za grijanje industrijska proizvodnja uređen je na potpuno drugačiji način: jednostavno, ali nemoguće kod kuće, vidi sl. desno:

  • Masivni bakreni induktor spojen je izravno na mrežu.
  • Njegov EMF također se zagrijava pomoću masivnog metalnog labirinta-izmjenjivača topline izrađenog od feromagnetskog metala.
  • Labirint istovremeno izolira induktor od vode.

Takav kotao košta nekoliko puta više od konvencionalnog s grijaćim elementom i prikladan je za ugradnju samo na plastične cijevi, ali zauzvrat daje puno prednosti:

  1. Nikada ne pregori - u njemu nema vruće električne zavojnice.
  2. Masivni labirint pouzdano štiti induktor: PES u neposrednoj blizini indukcijskog kotla od 30 kW jednak je nuli.
  3. Učinkovitost - više od 99,5%
  4. Apsolutno je sigurno: vlastita vremenska konstanta zavojnice s velikim induktivitetom je veća od 0,5 s, što je 10-30 puta duže od vremena okidanja RCD-a ili stroja. Također se ubrzava "povratkom" od prijelazne pojave tijekom proboja induktiviteta na kućištu.
  5. Sam kvar zbog "hrastovitosti" strukture je vrlo malo vjerojatan.
  6. Ne zahtijeva zasebno uzemljenje.
  7. Ravnodušan na udar groma; ona ne može spaliti masivni svitak.
  8. Velika površina labirinta osigurava učinkovitu izmjenu topline s minimalnim temperaturnim gradijentom, što gotovo eliminira stvaranje kamenca.
  9. Velika izdržljivost i jednostavnost korištenja: indukcijski kotao, zajedno s hidromagnetskim sustavom (HMS) i filterom za korito, radi bez održavanja najmanje 30 godina.

O domaćim kotlovima za opskrbu toplom vodom

Ovdje na sl. prikazana je shema indukcijskog grijača male snage za sustave tople vode sa spremnikom. Temelji se na bilo kojem energetskom transformatoru od 0,5-1,5 kW s primarnim namotom od 220 V. Dvostruki transformatori iz starih cijevnih televizora u boji - "lijesovi" na dvošipnoj magnetskoj jezgri tipa PL vrlo su pogodni.

Sekundarni namot se uklanja iz takvog, primarni se namotava na jednu šipku, povećavajući broj njegovih zavoja da radi u načinu rada blizu kratkog spoja (kratkog spoja) u sekundaru. Sam sekundarni namot je voda u koljenu u obliku slova U iz cijevi koja pokriva drugu šipku. plastična cijev ili metal - na industrijskoj frekvenciji nije bitno, ali metal mora biti izoliran od ostatka sustava dielektričnim umetcima, kao što je prikazano na slici, tako da se sekundarna struja zatvara samo kroz vodu.

U svakom slučaju, takav grijač vode je opasan: moguće curenje je u blizini namota pod mrežnim naponom. Ako tako riskiramo, tada je u magnetskom krugu potrebno izbušiti rupu za vijak za uzemljenje, i to prije svega čvrsto, u zemlju, uzemljiti transformator i spremnik čeličnom sabirnicom od najmanje 1,5 četvornih metara. . vidjeti (ne kv. mm!).

Zatim se transformator (trebao bi nalaziti izravno ispod spremnika), s dvostruko izoliranom mrežnom žicom spojenom na njega, elektrodom za uzemljenje i zavojnicom za grijanje vode, ulijeva u jednu "lutku" silikonsko brtvilo poput motora pumpe filtera za akvarij. Konačno, vrlo je poželjno cijelu jedinicu spojiti na mrežu putem elektroničkog RCD-a velike brzine.

Video: "indukcijski" kotao na bazi kućanskih pločica

Induktor u kuhinji

Indukcijske ploče za kuhanje u kuhinji postale su poznate, pogledajte sl. Prema principu rada, ovo je isti indukcijski štednjak, samo dno bilo koje metalne posude za kuhanje djeluje kao kratkospojeni sekundarni namot, vidi sl. s desne strane, a ne samo od feromagnetskog materijala, kako često pišu ljudi koji ne znaju. Samo aluminijsko posuđe izlazi iz upotrebe; liječnici su dokazali da je slobodni aluminij kancerogen, a bakar i kositar već odavno nisu u upotrebi zbog toksičnosti.

Indukcijska kuhala za kućanstvo proizvod su doba visoke tehnologije, iako se ideja o njihovom nastanku rodila u isto vrijeme kad i indukcijske peći za taljenje. Prvo, za izolaciju induktora od kuhanja, bio je potreban jak, otporan, higijenski dielektrik bez EMF-a. Odgovarajući staklokeramički kompoziti relativno su novi u proizvodnji, a gornja ploča štednjaka čini značajan dio njegove cijene.

Zatim, svi lonci za kuhanje su različiti, a njihov sadržaj ih mijenja. električni parametri, a načini kuhanja su također različiti. Pažljivo uvijanje ručica na željeni način ovdje i stručnjak neće učiniti, potreban vam je mikrokontroler visokih performansi. Konačno, struja u induktoru mora biti, prema sanitarnim zahtjevima, čista sinusoida, a njezina veličina i frekvencija moraju varirati na složen način prema stupnju spremnosti jela. To jest, generator mora biti s digitalnim izlazom za generiranje struje, kojim upravlja isti mikrokontroler.

Nema smisla sami izraditi kuhinjsko indukcijsko kuhalo: trebat će vam više novca samo za elektroničke komponente po maloprodajnim cijenama nego za gotovu dobru pločicu. I dalje je teško upravljati tim uređajima: tko ga ima zna koliko ima tipki ili senzora s natpisima: "Gulaš", "Pečenje" itd. Autor ovog članka vidio je pločicu s riječima "Navy Borscht" i "Pretanière Soup" navedene zasebno.

Međutim, indukcijska kuhala imaju puno prednosti u odnosu na druge:

  • Gotovo nula, za razliku od mikrovalnih pećnica, PES-a, čak i sami sjedite na ovoj pločici.
  • Mogućnost programiranja za pripremu najsloženijih jela.
  • Topljenje čokolade, topljenje riblje i ptičje masti, pravljenje karamele bez i najmanjeg znaka zagorenosti.
  • Visoka ekonomičnost kao rezultat brzog zagrijavanja i gotovo potpune koncentracije topline u posuđu.

Do posljednje točke: pogledajte sl. desno su grafikoni zagrijavanja kuhanja na indukcijskom štednjaku i plinskom plameniku. Oni koji su upoznati s integracijom odmah će shvatiti da je induktor 15-20% ekonomičniji i ne može se usporediti s "palačinkom" od lijevanog željeza. Trošak novca za energiju pri kuhanju većine jela za indukcijski štednjak usporediv je s plinskim štednjakom, a još manji za pirjanje i kuhanje gustih juha. Induktor je još uvijek inferioran plinu samo tijekom pečenja, kada je potrebno ravnomjerno zagrijavanje sa svih strana.

Indukcijske peći služe za taljenje metala, a razlikuju se po tome što se zagrijavaju pomoću električne struje. Pobuda struje događa se u induktoru, odnosno u nepromjenjivom polju.

U takvim konstrukcijama energija se pretvara nekoliko puta (u ovom nizu):

  • u elektromagnetsko
  • električni;
  • toplinski.

Takve peći omogućuju korištenje topline s maksimalnom učinkovitošću, što ne čudi, jer su najnapredniji od svih postojećih modela koji rade na struju.

Bilješka! Indukcijski dizajni su dvije vrste - sa ili bez jezgre. U prvom slučaju, metal se postavlja u cjevasti žlijeb, koji se nalazi oko induktora. Jezgra se nalazi u samom induktoru. Druga se opcija naziva lončić, jer je u njemu metal s lončićem već unutar indikatora. Naravno, ni o kakvoj jezgri u ovom slučaju ne može biti govora.

U današnjem članku ćemo govoriti o tome kako napravitiDIY indukcijska pećnica.

Među brojnim prednostima su sljedeće:

  • ekološka čistoća i sigurnost;
  • povećana homogenost taline zbog aktivnog kretanja metala;
  • brzina - pećnica se može koristiti gotovo odmah nakon uključivanja;
  • zona i fokusirana orijentacija energije;
  • visoka brzina taljenja;
  • nedostatak otpada od legirajućih tvari;
  • mogućnost podešavanja temperature;
  • brojne tehničke mogućnosti.

Ali postoje i nedostaci.

  1. Troska se zagrijava metalom, zbog čega ima nisku temperaturu.
  2. Ako je troska hladna, tada je vrlo teško ukloniti fosfor i sumpor iz metala.
  3. Između zavojnice i metala koji se topi, magnetsko polje se raspršuje, pa će biti potrebno smanjenje debljine obloge. To će uskoro dovesti do činjenice da sama obloga neće uspjeti.

Video - Indukcijska peć

Industrijska primjena

Obje mogućnosti dizajna koriste se u topljenju željeza, aluminija, čelika, magnezija, bakra i plemenitih metala. Korisni volumen takvih struktura može se kretati od nekoliko kilograma do nekoliko stotina tona.

Peći za industrijsku uporabu podijeljene su u nekoliko vrsta.

  1. Srednjefrekventni dizajni obično se koriste u strojarstvu i metalurgiji. Uz njihovu pomoć, čelik se topi, a pri korištenju grafitnih lonaca tope se i obojeni metali.
  2. Dizajni industrijske frekvencije koriste se u topljenju željeza.
  3. Otporne strukture namijenjene su za topljenje aluminija, aluminijskih legura, cinka.

Bilješka! Upravo je indukcijska tehnologija bila osnova popularnijih uređaja - mikrovalnih pećnica.

domaću upotrebu

Iz očitih razloga, indukcijska peć za taljenje rijetko se koristi u kući. Ali tehnologija opisana u članku nalazi se u gotovo svima moderne kuće i stanovima. To su gore spomenute mikrovalne pećnice, indukcijska kuhala i električne pećnice.

Razmotrimo, na primjer, ploče. Oni zagrijavaju posuđe zahvaljujući induktivnim vrtložnim strujama, zbog čega se zagrijavanje događa gotovo trenutno. Karakteristično je da je nemoguće upaliti plamenik na kojem nema posuđa.

Učinkovitost indukcijskih kuhala doseže 90%. Za usporedbu: za električne štednjake to je oko 55-65%, a za plinske štednjake - ne više od 30-50%. No, pošteno radi, vrijedi napomenuti da rad opisanih peći zahtijeva posebna jela.

Domaća indukcijska pećnica

Ne tako davno, domaći radio amateri jasno su pokazali da možete sami napraviti indukcijsku peć. Danas ih ima mnogo razne sheme i tehnologije proizvodnje, ali dali smo samo najpopularnije od njih, što znači najučinkovitije i najlakše za izvođenje.

Indukcijska peć iz generatora visoke frekvencije

Ispod je električni krug za izradu domaćeg uređaja iz visokofrekventnog (27,22 megaherca) generatora.

Osim generatora, sklop će zahtijevati četiri žarulje visoka snaga, visoki napon a teška svjetiljka za indikator spremnosti za rad.

Bilješka! Glavna razlika između peći, napravljene prema ovoj shemi, je ručka kondenzatora - u ovom slučaju, ona se nalazi izvana.

Osim toga, metal u zavojnici (induktor) rastopit će se u uređaju najmanje snage.

Prilikom izrade morate imati na umu nekoliko stvari važne točke, što utječe na brzinu metalne ploče. To:

  • vlast;
  • frekvencija;
  • vrtložni gubici;
  • intenzitet prijenosa topline;
  • gubitak histereze.

Uređaj će se napajati iz standardne mreže od 220 V, ali s predinstaliranim ispravljačem. Ako je peć namijenjena za grijanje prostora, preporuča se koristiti nichrome spiralu, a ako je za taljenje, onda grafitne četke. Upoznajmo se sa svakom od struktura detaljnije.

Video - Dizajn pretvarača za zavarivanje

Suština dizajna je sljedeća: ugrađuje se par grafitnih četkica, a između njih se sipa granit u prahu, nakon čega se spaja transformator za smanjenje. Karakteristično je da se prilikom taljenja ne možete bojati strujnog udara, jer nema potrebe za korištenjem 220 V.

Tehnologija montaže

Korak 1. Baza je sastavljena - kutija od šamotne opeke dimenzija 10x10x18 cm, postavljena na vatrostalnu pločicu.

Korak 2. Boks je završen azbestnim kartonom. Nakon vlaženja vodom, materijal se omekšava, što vam omogućuje da mu date bilo koji oblik. Po želji se konstrukcija može omotati čeličnom žicom.

Bilješka! Dimenzije kutije mogu varirati ovisno o snazi ​​transformatora.

Korak 3. Najbolja opcija za grafitnu peć je transformator iz Stroj za zavarivanje sa snagom od 0,63 kW. Ako je transformator označen na 380 V, tada se može premotati, iako mnogi iskusni električari kažu da možete ostaviti sve kako jest.

Korak 4. Transformator je omotan tankim aluminijem - tako da se struktura neće jako zagrijati tijekom rada.

Korak 5. Ugrađene su grafitne četke, na dnu kutije postavljena je glinena podloga - tako da se rastaljeni metal neće širiti.

Glavna prednost takve peći je visoka temperatura, koja je pogodna čak i za taljenje platine ili paladija. Ali među minusima je brzo zagrijavanje transformatora, mali volumen (ne može se taliti više od 10 g odjednom). Iz tog razloga će biti potreban drugačiji dizajn za topljenje velikih količina.

Dakle, za taljenje velikih količina metala potrebna je peć s nichrome žicom. Princip rada dizajna je prilično jednostavan: struja dovodi se do nikromske spirale koja zagrijava i topi metal. Na webu postoji mnogo različitih formula za izračunavanje duljine žice, ali sve su, u načelu, iste.

Korak 1. Za spiralu se koristi nichrome ø0,3 mm, duljine oko 11 m.

Korak 2. Žica mora biti namotana. Da biste to učinili, potrebna vam je ravna bakrena cijev ø5 mm - na njoj je namotana spirala.

Korak 3. Mala keramička cijev ø1,6 cm i duljine 15 cm koristi se kao lončić.Jedan kraj cijevi je začepljen azbestnom niti - tako rastaljeni metal neće istjecati.

Korak 4. Nakon provjere izvedbe i spirala je položena oko cijevi. Istodobno, ista azbestna nit postavljena je između zavoja - spriječit će kratki spoj i ograničiti pristup kisika.

Korak 5. Gotova zavojnica stavlja se u uložak iz svjetiljke velike snage. Takvi ulošci su obično keramički i imaju potrebnu veličinu.

Prednosti takvog dizajna:

  • visoka produktivnost (do 30 g po vožnji);
  • brzo zagrijavanje (oko pet minuta) i dugo hlađenje;
  • jednostavnost upotrebe - prikladno je sipati metal u kalupe;
  • brza zamjena spirale u slučaju izgaranja.

No, naravno, postoje nedostaci:

  • nichrome izgara, pogotovo ako je spirala slabo izolirana;
  • nesigurnost - uređaj je spojen na mrežu od 220 V.

Bilješka! Ne možete dodati metal u štednjak ako je prethodni dio već otopljen tamo. Inače će se sav materijal raspršiti po sobi, štoviše, može ozlijediti oči.

Kao zaključak

Kao što vidite, još uvijek možete sami napraviti indukcijsku peć. Ali da budem iskren, opisani dizajn (kao i sve što je dostupno na Internetu) nije baš peć, već laboratorijski pretvarač Kukhtetsky. Jednostavno je nemoguće sastaviti punopravnu indukcijsku strukturu kod kuće.

Sada se peći s indukcijskim sustavom naširoko koriste u procesu taljenja metala. Struja proizvedena u polju induktora doprinosi zagrijavanju tvari, a ova značajka takvih uređaja nije samo glavna, već i najvažnija. Obrada dovodi do činjenice da tvar prolazi kroz nekoliko transformacija. Prvi stupanj transformacije je elektromagnetski stupanj, nakon njega električni stupanj, a potom toplinski stupanj. Temperatura koju emitira peć se primjenjuje gotovo bez traga, tako da je ovo rješenje najbolje od svih ostalih. Mnogi bi mogli biti zainteresirani za napravljenu peć. Zatim ćemo govoriti o mogućnostima implementacije takvog rješenja.

Vrste peći za taljenje metala

Ova vrsta opreme može se podijeliti u glavne kategorije. Prvo, srčani kanal djeluje kao baza, a metal se postavlja u takve peći prstenasto oko induktora. Druga kategorija nema takav element. Ova vrsta se naziva lončić, a metal se nalazi unutar samog induktora. U ovom slučaju, tehnički je nemoguće koristiti zatvorenu jezgru.

Osnovni principi

Peć za taljenje u ovom slučaju radi na temelju fenomena magnetske indukcije. I ima nekoliko komponenti. Induktor je najvažnija komponenta ovog uređaja. To je zavojnica, vodiči u kojima nisu konvencionalne žice i bakrene cijevi. Ovaj zahtjev postavljen je projektom peći za taljenje. Struja koja prolazi u induktoru stvara magnetsko polje koje utječe na lončić unutar kojeg se nalazi metal. U ovom slučaju, materijalu je dodijeljena uloga sekundarnog namota transformatora, odnosno kroz njega prolazi struja, zagrijavajući ga. Ovako se vrši taljenje, čak i ako je indukcijska peć izrađena ručno. Kako izgraditi ovu vrstu peći i povećati njenu učinkovitost? to važno pitanje, koji ima odgovor. Korištenje struja povećane frekvencije može značajno povećati stupanj učinkovitosti opreme. Za to je prikladno koristiti posebne izvore napajanja.

Značajke indukcijskih peći

Ova vrsta opreme ima određene karakteristične značajke, što su i prednosti i nedostaci.

Budući da raspodjela metala mora biti ravnomjerna, dobiveni materijal karakterizira dobra homogena masa. Ova vrsta peći radi tako da energiju prenosi kroz zone, a također je predviđena i funkcija fokusiranja energije. Dostupni su parametri kao što su kapacitet, radna frekvencija i način oblaganja, kao i regulacija temperature na kojoj se metal topi, što uvelike olakšava tijek rada. Postojeći tehnološki potencijal peći stvara visoku stopu taljenja, uređaji su ekološki prihvatljivi, potpuno sigurni za ljude i spremni za rad u svakom trenutku.

Najuočljiviji nedostatak takve opreme je teškoća čišćenja. Budući da se zagrijavanje troske događa isključivo zbog topline koju oslobađa metal, ova temperatura nije dovoljna da osigura njegovu potpunu iskoristivost. Visoka temperaturna razlika između metala i troske onemogućuje što jednostavniji proces zbrinjavanja otpada. Kao još jedan nedostatak, uobičajeno je istaknuti razmak, zbog kojeg je uvijek potrebno smanjiti debljinu obloge. Zbog takvih radnji, nakon nekog vremena može se pokazati da je neispravan.

Korištenje indukcijskih peći u industrijskim razmjerima

U industriji su najčešće lončene i kanalne indukcijske peći. U prvom se metali tope u proizvoljnim količinama. Spremnici za metal u takvim varijantama mogu stati do nekoliko tona metala. Naravno, u ovom slučaju ne možete napraviti indukcijske peći za taljenje vlastitim rukama. Kanalne peći namijenjene su taljenju obojenih metala različiti tipovi kao i lijevano željezo.

Ljubitelje radiotehnike i radiotehnologije često zanima ova tema. Sada postaje jasno da je stvaranje indukcijskih peći vlastitim rukama sasvim realno, a mnogi su to uspjeli. Međutim, za stvaranje takve opreme potrebno je provesti akciju strujni krug, koji bi sadržavao propisane radnje same peći. Takva rješenja zahtijevaju uključivanje onih koji su sposobni proizvesti valne oscilacije. Jednostavna indukcijska peć "uradi sam" prema shemi može se izgraditi pomoću četiri elektroničke svjetiljke u kombinaciji s jednom neonskom, signalizirajući da je sustav spreman za rad.

U ovom slučaju, ručka AC kondenzatora nije smještena unutar instrumenta. Zahvaljujući tome, može se stvoriti indukcijska peć "uradi sam". Dijagram uređaja detaljno opisuje mjesto svakog pojedinog elementa. Da li je uređaj dovoljno snažan možete se uvjeriti pomoću odvijača koji bi se trebao užariti u samo nekoliko sekundi.

Osobitosti

Ako vlastitim rukama izradite indukcijsku peć, čije se načelo rada i montaže proučava i provodi prema odgovarajućoj shemi, trebali biste znati da jedan ili više čimbenika navedenih u nastavku mogu utjecati na brzinu taljenja u ovom slučaju :

Frekvencija pulsa;

Histerezni gubici;

Snaga generatora;

Razdoblje oslobađanja topline prema van;

Gubici povezani s pojavom vrtložnih struja.

Ako ćete vlastitim rukama napraviti indukcijsku pećnicu, onda kada koristite svjetiljke, morate zapamtiti da njihova snaga treba biti raspoređena tako da su dovoljna četiri komada. Kada koristite ispravljač, dobivate mrežu od približno 220 V.

Kućna uporaba štednjaka

U svakodnevnom životu takvi se uređaji koriste prilično rijetko, iako se takve tehnologije mogu naći u sustavi grijanja. Mogu se vidjeti u obliku mikrovalnih pećnica iu okruženju novih tehnologija, ovaj razvoj je pronašao široku primjenu. Na primjer, korištenje vrtložnih struja u indukcijskim štednjacima omogućuje vam kuhanje velikog broja jela. Budući da im treba vrlo malo vremena da se zagriju, plamenik se ne može upaliti ako na njemu nema ničega. Međutim, za korištenje tako posebnih i korisnih štednjaka potrebno je posebno posuđe.

Proces sklapanja

Indukcija "uradi sam" sastoji se od induktora, koji je solenoid izrađen od vodom hlađene bakrene cijevi i lončića, koji može biti izrađen od keramičkih materijala, a ponekad i od čelika, grafita i drugih. U takvom uređaju moguće je taliti lijevano željezo, čelik, plemenite metale, aluminij, bakar, magnezij. Indukcijske peći "uradi sam" izrađuju se s kapacitetom lonca od nekoliko kilograma do nekoliko tona. Mogu biti vakuumski, plinski, otvoreni i kompresorski. Peći se napajaju strujama visoke, srednje i niske frekvencije.

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku peć "uradi sam", shema uključuje korištenje takvih osnovnih komponenti: kupka za taljenje i indukcijska jedinica, koja uključuje kamen za ognjište, induktor i magnetsku jezgru. Kanalna peć se razlikuje od lonca po tome što se elektromagnetska energija pretvara u toplinu u kanalu za oslobađanje topline, u kojem uvijek mora postojati elektrovodljivo tijelo. Za početno pokretanje kanalne peći, u nju se ulije rastaljeni metal ili se umetne šablona od materijala koji se može razbiti u peći. Kada je taljenje završeno, metal nije potpuno ispušten, ali ostaje "močvara", dizajnirana da ispuni kanal za oslobađanje topline za buduća pokretanja. Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, tada je za lakšu zamjenu kamena ognjišta za opremu napravljena odvojiva.

Komponente peći

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku mini pećnicu "uradi sam", važno je znati da je njen glavni element grijaća spirala. U slučaju kućne izvedbe, dovoljno je koristiti induktor od gole bakrene cijevi promjera 10 mm. Za induktor se koristi unutarnji promjer od 80-150 mm, a broj zavoja je 8-10. Važno je da se zavoji ne dodiruju, a razmak između njih je 5-7 mm. Dijelovi induktora ne smiju doći u dodir s njegovim zaslonom, minimalni razmak mora biti 50 mm.

Ako ćete indukcijsku peć napraviti sami, trebali biste znati da voda ili antifriz hlade induktore u industrijskim razmjerima. U slučaju male snage i kratkog rada stvorenog uređaja, moguće je bez hlađenja. Ali tijekom rada, induktor postaje jako vruć, a kamenac na bakru ne samo da može drastično smanjiti učinkovitost uređaja, već i dovesti do potpunog gubitka njegovih performansi. Nemoguće je samostalno napraviti induktor s hlađenjem, pa će ga trebati redovito mijenjati. Ne smije se koristiti prisilno hlađenje zrakom, jer će kućište ventilatora postavljenog blizu zavojnice "privući" EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i smanjenja učinkovitosti peći.

Generator

Kada se sastavlja indukcijska peć "uradi sam", krug uključuje upotrebu tako važnog elementa kao što je alternator. Ne pokušavajte napraviti štednjak ako ne poznajete osnove radioelektronike barem na razini prosječnog radioamatera. Izbor oscilatorskog kruga mora biti takav da ne daje tvrd spektar struje.

Korištenje indukcijskih peći

Ova vrsta opreme ima široku upotrebu u područjima kao što su ljevaonice gdje je metal već pročišćen i treba ga oblikovati u određeni oblik. Također možete nabaviti neke legure. U proizvodnji nakita također su postali rašireni. Jednostavno načelo rada i mogućnost sastavljanja indukcijske peći vlastitim rukama omogućuju povećanje isplativosti njegove uporabe. Za ovo područje mogu se koristiti uređaji kapaciteta lonca do 5 kilograma. Za male produkcije ova će opcija biti optimalna.