Схема и принцип на работа на индукционната пещ

Разработени преди повече от век, индукционните пещи влизат в нашето ежедневие. Това стана възможно благодарение на развитието на електрониката. Експлозивният растеж на енергийният контролер адаптирани въз основа на силициеви полупроводници и появата на широк продават транзистори, способни да предоставят висока мощност (няколко киловата) през последните години е придобила характера на лавина. Всичко това дава на човечеството невероятно големи перспективи в развитието на миниатюрни инсталации, сравними по сила с индустриалните устройства на непосредственото минало.

Използване и изграждане на устройство

Използването на индукционни пещи в домакинството позволява да се избегне появата на открити пожари в помещението и е доста ефективен начин за топене и контролирано загряване на метали и сплави. Това се дължи на факта, че металът се нагрява, се нагрява и се топи под въздействието на висока температура не горелка, и чрез преминаване през големи токове, което позволява движение на частиците в структурата на материала.

Възможно е да се появи в ежедневието:

• Компактни канални индукционни пещи, в които е възможно да се стопи метал и да се създадат различни продукти и структури, да се почистват различни скъпоценни сплави от примеси и да се омекотят продуктите, като им се даде допълнителна здравина.
• Котли за вода, чиято ефективност вече далеч надхвърля границите на конвенционалните котли.
• Плочки за готвене, които са не само по-безопасни от газ за изпълнение, но и по-ефективни от някои микровълнови печки в областта на отопление на храната и поддържане на нейната температура.
• Тигелни кюлчета, които са спечелили най-много фенове сред хората, занимаващи се със самопроизводство и ремонт на електрически уреди.

Освен това електрически индукционни пещи, които работят не само с проводящ материал, стават все по-чести. Тяхното устройство е малко по-различно от традиционните индукционни пещи, тъй като се основава на нагряване чрез електрическа индукция на материал, който не води ток (те също се наричат ​​диелектрици) между кондензаторните плочи, т.е. заключенията си с различна полярност. Достижимите температури не са много големи (около 80-150 градуса по Целзий), така че такива инсталации се използват за топене на пластмаса или топлинна обработка.

Характеристики на дизайна и принципа на работа

Индукционната пещ работи въз основа на формирането на вихрови електрически токове в нея. За тази цел се използва бобина от индуктивност, състояща се от намотки от дебела жица, към която се подава източник на променлив ток. Това е променлив ток, който формира постоянно променящо се магнитно поле в зависимост от текущата честота. Той също така провокира прехвърлянето на тези потоци към веществото, поставено вътре в бобината, заедно с голямо количество топлина. Генераторът в този случай може да действа дори и на най-обикновения заваръчен инвертор.

Има два вида индукционни пещи:

1. С магнитна сърцевина, характерна за която е разположението на индуктора вътре в обема на метала, който може да се стопи.
2. Без магнитна верига - когато индукторът е навън.

Дизайнът с наличие на магнитна верига се използва, например, в каналните пещи. Използват магнитна сърцевина, която не е маскирана (най-често стоманена), вътре в която има тигел за топене и индуктор, образуващ веригата на първичната намотка. Като материал за тигела, графита, огнеупорната глина или друг непроводим материал с подходяща устойчивост на топлина може да се използва. Поставя метала, който трябва да се стопи. Това, като правило, всички видове сплави на цветни метали, duralumin и чугун.

Генераторът на такава печка трябва да осигури AC честота в рамките на 400 херца. Възможни варианти, вместо използване на конвенционален електрически генератор и мрежа за изхранване на пещта чрез ток с честота 50 херца, но в този случай температурата на нагряване е по-ниска за повече огнеупорни сплави подобна инсталация не е подходящ.

Тигелните пещи, които нямат магнитна верига в дизайна, са станали много по-разпространени сред ентусиастите. Те използват течения с много по-висока честота, за да постигнат по-голяма плътност на полето. Това се дължи именно на отсъствието на магнитна верига - твърде голяма част от енергията на полето е разпръснато в пространството. За да се противодейства на това, е необходимо фина настройка на пещта:

• Осигурете еднаква честота на цикъла на индукционната инсталация и напрежението от генератора (това е най-лесно да се направи с инвертор).
• Изберете диаметъра на топилния тигел по такъв начин, че да е близо до дължината на вълната на получената радиация от магнитното поле.

По този начин загубите могат да бъдат сведени до минимум до 25% от общата мощност. За да постигнете най-добър резултат, препоръчваме да зададете два пъти, или дори три пъти честотата на източника на променлив ток, отколкото резонансната честота. В този случай разпространението на металите, които съставляват сплавта, ще бъде максимално, а качеството му е много по-добро. Ако увеличите честотата, можете да постигнете ефекта на натискане на високочестотно поле върху повърхността на продукта и по този начин да се втвърди.

Вакуумни топилни пещи

Този тип инсталация е трудно да се нарече домакинство, но ги разгледа поради факта, че вакуумно топене има редица технологични предимства в сравнение с други видове. С дизайна си тя прилича на тигел, с разликата, че самата пещ е във вакуумна камера. Това ви позволява да постигнете по-голяма чистота на процеса на топене на метал, да намалите неговата окисляемост по време на обработката и да ускорите процеса, като постигнете значителни икономии на енергия.

Освен това ограниченото и затвореното пространство помага да се избегне отделянето на вредни пари от топене на метали в околното пространство и да се поддържа чистият процес на преработка. Способността да се контролира състава и процеса на преработка също е едно от предимствата на пещите от този тип.

Кондуктивни индукционни единици

Друг вид промишлени пещи, които имат по-широко приложение от други. Те могат да бъдат използвани не само като топене, но и като дистрибутори на готови материали и миксери от няколко вида суровини. Типичните проекти на такива устройства включват:

• Наличието на баня, в която суровината достига или достига предварително определена температура.
• Каналът, през който разтопената маса преминава през магнитно поле.
• Магнитна верига осигуряваща постоянна циркулация на течен метал.
• Бобини на първичната намотка, която задвижва магнитно поле.

Най-малкото отваряне на веригата, образувана от течния метал, магнитната сърцевина и намотката, води до увеличаване на собственото й съпротивление и моментално освобождаване на цялата маса суровина от канала. За да се противодейства на това явление, в канала се оставя "блато" - малка маса от метал, която се поддържа в течна форма.

Предимства на индукционните пещи с канален тип:

• Ниската цена на инсталациите.
• Икономичен - за да поддържате температурата вътре в банята, която не разсейва топлината, се нуждаете от малко количество електроенергия.
• Ефективността на индуктора по време на работа е много висока.

недостатъци:

• Бавният напредък по канала на разтопен метал усложнява контрола върху качеството и окисляването му.
• Необходимостта от оставяне на определено количество суровини вътре намалява качеството на химичния състав на следващото натоварване и възможността за по-фин контрол.
• Необходимостта да се запази плътността на инсталацията поради заплахата от разкъсване на магнитното поле и образуването на вихрово излъчване. Трудността да се поддържа изолация по време на облицовката на вътрешните стени на инсталацията с някои формулировки.

Основни елементи на веригата на пещта

За да се монтира уредът и да се работи върху него, е необходимо да се намери подходяща верига за индукционната пещ и частите за нея. За да намерите последната, е много полезно да имате един или няколко ненужни захранвания от компютъра, тъй като повечето от детайлите могат да бъдат намерени в тях. Типична схема на обикновена пещ със собствен инвертор ще включва елементи като:

• Транзистори-полеви, можете да използвате IRFZ46N или аналози (IRFZ44V, като текущата сила в подножието на изтичане на 55 ампера е още по-добре). Препоръчително е да изберете полеви работници с максимално възможно напрежение на разрушаване, така че те да продължат много по-дълго.
• Дросели, резистори с съпротивление от 470 ома (можете да използвате един ват или две половин вълни, свързани последователно в серия) и девет кондензатора с малък капацитет (до 1 микрофарад), които могат да бъдат извадени от захранването.
• Радиаторите за охлаждане на транзистори - терените в типа TO-220AV са много горещи по време на работа и могат да експлодират поради липса на отвеждане на топлината от тях.
• Медна тел с диаметър около един милиметър, за да се създадат феритни пръстени и диаметър от 2 милиметра, за да се създаде индуктор.
• Диоди на марки UF4007, 2 броя, но е по-добре да има няколко резервни, в случай че за пръв път съберете нещо нередно - те първо ще летят.
• Капацитетът на батерията е около 8-10 часа. Такива, като правило, се извличат от стари непрекъсваеми захранвания и имат изходно напрежение от 12 волта.
• Като тигел можете да изгорите и да изгорите на огън или с помощта на горелка глинен съд с диаметър, от който се нуждаете.

Инверторът за инсталацията е сглобен съгласно схемата, предложена от SV Kukhtetsky за лабораторни тестове. Тя може лесно да се намери в интернет. Мощността на инвертора, който се захранва от напрежение в диапазона от 12-35 волта, ще бъде 6 киловата, а работната му честота е 40-80 kilohertz, това ще бъде повече от достатъчно за домашни проекти.

Безопасност на работното място

Тъй като работата с индукционна пещ включва близък контакт с разтопен метал и токове с висока честота и мощност, е целесъобразно да се грижи за заземяването на инсталацията и надеждна защита. В този случай дрехите трябва стриктно да отговарят на всички изисквания:

• Да се ​​изработи от плътен, не топилен и не горящ материал.
• Основният защитен костюм трябва да включва престилка и ръкавици без ръкави. Обувките трябва да се носят при работа с гумирана табла, краката и чорапите трябва да са сухи.
• За да предпазите очите е да купите специални очила, това ще ви предпази от случайно получаване на червено-горещо парче метал в очите ви.

Не забравяйте за добрата вентилация на стаята, която ще работи. Разтопеният метал хвърля химически съединения във въздуха, които са напълно безполезни за белите ви дробове.