Asztali és padlón álló indukciós olvasztókemencék. Fém olvasztó indukciós kemence, diagram, típusok tulajdonságai Tégelyes indukciós acélolvasztó elektromos kemencék

Az emberek sok éve foglalkoznak fém olvasztással. Minden anyagnak megvan a maga olvadáspontja, amit csak speciális berendezéssel lehet elérni. Az első fémolvasztó kemencék meglehetősen nagyok voltak, és kizárólag nagy szervezetek üzleteiben helyezték el őket. Ma már a kis műhelyekben is beépíthető egy modern indukciós kemence az ékszergyártás beindításakor. Kicsi, könnyen kezelhető és rendkívül hatékony.

Működési elve

Az indukciós kemence olvasztóegysége sokféle fém és ötvözet melegítésére szolgál. A klasszikus dizájn a következő elemekből áll:

1. Leeresztő szivattyú.
2. Vízhűtéses induktor.
3. Rozsdamentes acél vagy alumínium keret.
4. Kapcsolati terület.
5. Hőálló beton kandalló.
6. Megtámasztás hidraulikus hengerrel és csapágyakkal.

A működési elv Foucault örvényindukciós áramok létrehozásán alapul. Általában a háztartási készülékek működése során az ilyen áramok meghibásodásokat okoznak, de ebben az esetben a töltést a kívánt hőmérsékletre melegítik. Szinte minden elektronika felmelegszik működés közben. Ez a negatív tényező a villamosenergia-felhasználásban teljes kapacitással kerül felhasználásra.

A készülék előnyei

Az indukciós olvasztókemencét viszonylag nemrég kezdték el használni. Híres kandallókemencéket, nagyolvasztókat és egyéb berendezéseket szerelnek fel a termelési telephelyeken. Egy ilyen fém olvasztására szolgáló kemencének a következő előnyei vannak:

Ez utóbbi előny határozza meg az indukciós kemence terjedését az ékszerekben, mivel az idegen szennyeződések kis koncentrációja is negatívan befolyásolhatja az eredményt.

A tervezési jellemzőktől függően a padlón álló és az asztali indukciós kemencék megkülönböztethetők. Függetlenül attól, hogy melyik opciót választották, számos alapvető telepítési szabály létezik:

A készülék működés közben nagyon felforrósodhat. Éppen ezért a közelben ne legyen gyúlékony vagy robbanásveszélyes anyag. Ezen túlmenően a tűzvédelmi óvintézkedések szerint kell tűzvédő pajzsot kell felszerelni.

Csak kétféle kemencét használnak széles körben: a tégelyt és a csatornát. Hasonló előnyeik és hátrányaik vannak, a különbségek csak az alkalmazott munkamódszerben vannak:

A legnépszerűbb az indukciós kemencék tégelyes típusa. Ez nagy teljesítményüknek és könnyű használatuknak köszönhető. Ezenkívül, ha szükséges, saját maga is készíthet hasonló szerkezetet.

A házi készítésű változatok meglehetősen gyakoriak.... Létrehozásukhoz szüksége lesz:

1. Generátor.
2. Olvasztótégely.
3. Induktor.

Egy tapasztalt villanyszerelő szükség esetén saját kezűleg készíthet induktort. Ezt a szerkezeti elemet egy rézhuzal-tekercs képviseli. Az olvasztótégely megvásárolható a boltban, de generátorként lámpaáramkört, tranzisztorukból összeszerelt akkumulátort vagy hegesztő invertert használnak.

Hegesztő inverter használata

Hegesztő invertert generátorként használva létrehozható egy indukciós kemence a fém saját kezű olvasztásához. Ez a lehetőség a legszélesebb körben használt, mivel az alkalmazott erőfeszítések csak az induktor gyártására vonatkoznak:

1. Fő anyagként vékony falú rézcsövet használnak. Az ajánlott átmérő 8-10 cm.
2. A csövet a kívánt minta szerint hajlítják, ami a használt ház jellemzőitől függ.
3. A fordulatok között legfeljebb 8 mm távolságnak kell lennie.
4. Az induktort textolit vagy grafit tokba helyezzük.

Az induktor létrehozása és a házba helyezése után csak a megvásárolt tégely felszerelése marad a helyére.

Egy ilyen séma meglehetősen bonyolult a végrehajtás során, ellenállások, több dióda, különböző kapacitású tranzisztorok, filmkondenzátor, két különböző átmérőjű rézhuzal és fojtógyűrűk használatát foglalja magában. Az összeszerelési irányelvek a következők:

A létrehozott áramkört textolit vagy grafit tokba helyezzük, amelyek dielektrikumok. Rendszer, tranzisztorizált, meglehetősen nehéz végrehajtani. Ezért csak akkor kezdje el az ilyen kemence gyártását, ha rendelkezik bizonyos munkaképességekkel.

Tűzhely lámpákon

Az utóbbi időben egyre ritkábban születik lámpa alapú sütő, ami gondos kezelést igényel. Az alkalmazott áramkör egyszerűbb a tranzisztorok használatához képest. Az összeszerelés több szakaszban is elvégezhető:

A használt lámákat védeni kell a mechanikai igénybevételtől.

Berendezés hűtés

Ha saját kezűleg indukciós kemencét hoz létre, a legtöbb probléma a hűtéssel merül fel. Ez a következő pontoknak köszönhető:

1. Működés közben nem csak az olvadt fém melegszik fel, hanem a berendezés egyes elemei is. Éppen ezért a hosszú távú működéshez hatékony hűtésre van szükség.
2. A légáramlás használatán alapuló módszert alacsony hatásfok jellemzi. Ezenkívül nem ajánlott ventilátorokat telepíteni a sütő közelében. Ennek az az oka, hogy a fémes elemek befolyásolhatják a keletkezett örvényáramokat.

A hűtés általában vízellátással történik. Nemcsak nehéz otthoni vízhűtőkört létrehozni, hanem gazdaságilag is veszteséges. A kályha ipari változatai már beépített áramkörrel rendelkeznek, amelyhez elegendő hideg vizet csatlakoztatni.

Biztonságtechnika

Az indukciós sütő használatakor bizonyos biztonsági óvintézkedéseket be kell tartani. Főbb ajánlások:

A berendezés telepítésekor figyelembe kell venni, hogy a tételt hogyan kell betölteni és az olvadt fémet eltávolítani. Az indukciós sütő beépítéséhez ajánlott külön előkészített helyiséget elkülöníteni.

Az indukciós fűtőelemek az „áramot a mágnesességből” elven működnek. Egy speciális tekercsben nagy teljesítményű váltakozó mágneses mező keletkezik, amely zárt vezetőben örvényáramot generál.

Az indukciós tűzhelyek zárt vezetéke fém edény, amelyet örvényes elektromos áram melegít fel. Általánosságban elmondható, hogy az ilyen eszközök működési elve nem bonyolult, és ha van egy kis ismerete a fizikában és az elektromosságban, az indukciós fűtőelem saját kezű összeszerelése nem lesz nehéz.

A következő eszközök önállóan készíthetők:

1. Eszközök fűtőkazánban történő fűtésre.
2. Mini sütők fémek olvasztására.
3. Lapokételek főzéséhez.

A saját kezű indukciós tűzhelyet az ezen eszközök működésére vonatkozó összes szabálynak és előírásnak megfelelően kell elkészíteni. Ha az emberre veszélyes elektromágneses sugárzást a testen kívülre bocsátanak ki oldalirányban, akkor az ilyen eszköz használata szigorúan tilos.

Ezenkívül a tűzhely tervezésénél nagy nehézséget jelent a főzőlap aljának anyagának kiválasztása, amelynek meg kell felelnie a következő követelményeknek:

1. Ideálisan vezeti az elektromágneses sugárzást.
2. Nem vezetőképes.
3. Ellenáll a magas hőmérsékleti terhelésnek.

A háztartási indukciós főzőlapokban drága kerámiákat használnak, otthoni indukciós főzőlap készítésekor meglehetősen nehéz méltó alternatívát találni egy ilyen anyaghoz. Ezért először valami egyszerűbbet kell terveznie, például egy indukciós kemencét a fémek keményítésére.

Gyártási utasítás

Tervrajzok

1. ábra Indukciós fűtőelem elektromos diagramja
2. ábra Eszköz. 3. ábra Egy egyszerű indukciós fűtőelem sematikus diagramja

A kemence készítéséhez a következő anyagokra és eszközökre lesz szüksége:

• forrasztóanyag;
• textolit tábla.
• mini fúró.
• radioelemek.
• termikus paszta.
• kémiai reagensek a tábla maratásához.

További anyagok és jellemzőik:

1. Tekercs készítéséhez, amely a fűtéshez szükséges váltakozó mágneses teret bocsátja ki, elő kell készíteni egy 8 mm átmérőjű és 800 mm hosszúságú rézcső darabot.
2. Erőteljes teljesítménytranzisztorok a házi készítésű indukciós gép legdrágább alkatrésze. A frekvenciagenerátor áramkör telepítéséhez 2 ilyen elemet kell előkészíteni. Erre a célra a következő márkájú tranzisztorok alkalmasak: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Az áramkör gyártása során a felsorolt ​​​​tranzisztorok közül 2 azonosat használnak.
3. Oszcillációs áramkör gyártásához 0,1 mF kapacitású, 1600 V üzemi feszültségű kerámia kondenzátorokra lesz szüksége. Ahhoz, hogy a tekercsben nagy teljesítményű váltóáram jöjjön létre, 7 ilyen kondenzátor szükséges.
4. Ilyen indukciós eszköz működtetésekor, a térhatású tranzisztorok nagyon felforrósodnak, és ha alumínium ötvözetből készült radiátorokat nem csatlakoztatnak rájuk, akkor néhány másodperces maximális teljesítményen történő működés után ezek az elemek meghibásodnak. A tranzisztorokat vékony hőpasztarétegen keresztül kell a hűtőbordákra helyezni, különben az ilyen hűtés hatékonysága minimális lesz.
5. Diódák Az indukciós fűtőberendezésben használt termékeknek ultragyorsaknak kell lenniük. A legalkalmasabb ehhez az áramkörhöz, diódák: MUR-460; UF-4007; Ő - 307.
6. A 3. áramkörben használt ellenállások: 10 kOhm 0,25 W teljesítménnyel - 2 db. és 440 ohm, 2 watt teljesítménnyel. Zener diódák: 2 db. 15 V üzemi feszültséggel. A zener diódák teljesítményének legalább 2 W-nak kell lennie. A fojtótekercs tápcsatlakozóihoz való csatlakozáshoz indukciós funkciót használnak.
7. A teljes eszköz táplálásához legfeljebb 500 watt teljesítményű tápegységre lesz szüksége. és feszültség 12-40 V. Ezt a készüléket autó akkumulátoráról is táplálhatja, de ezen a feszültségen nem érheti el a legmagasabb teljesítményt.

Maga az elektronikus generátor és a tekercs gyártási folyamata egy kis időt vesz igénybe, és a következő sorrendben történik:

1. Rézcső 4 cm átmérőjű spirált készítünk A spirál elkészítéséhez egy 4 cm átmérőjű lapos felületű rúdra rézcsövet kell csavarni.A spirálnak 7 menete legyen, ami nem érhet össze. A cső 2 végére rögzítőgyűrűket forrasztanak a tranzisztor radiátoraihoz való csatlakozáshoz.
2. A nyomtatott áramköri lapot a séma szerint gyártják. Ha lehetséges polipropilén kondenzátorok ellátása, akkor annak a ténynek köszönhetően, hogy az ilyen elemek minimális veszteséggel és stabilan működnek nagy amplitúdójú feszültségingadozások mellett, az eszköz sokkal stabilabban fog működni. Az áramkörben lévő kondenzátorok párhuzamosan vannak felszerelve, és rezgőkört képeznek a réztekerccsel.
3. Fém fűtés A tekercs belsejében fordul elő, miután az áramkört tápegységhez vagy akkumulátorhoz csatlakoztatták. A fém melegítésekor ügyelni kell arra, hogy ne legyen rövidzárlat a rugótekercsekben. Ha a felmelegített fém egyszerre érinti a tekercs 2 fordulatát, akkor a tranzisztorok azonnal meghibásodnak.

Árnyalatok

1. Fémek hevítésével és hűtésével kapcsolatos kísérletek elvégzésekor, az indukciós tekercs belsejében a hőmérséklet jelentős lehet és 100 Celsius fok. Ez a fűtőhatás felhasználható használati víz vagy lakás fűtésére.
2. A fent tárgyalt fűtőkör (3. ábra), maximális terhelés mellett 500 W-nak megfelelő mágneses energia sugárzást képes biztosítani a tekercsen belül. Ez a teljesítmény nem elegendő nagy mennyiségű víz felmelegítéséhez, és egy nagy teljesítményű indukciós tekercs felépítéséhez olyan áramkört kell készíteni, amelyben nagyon drága rádióelemeket kell használni.
3. Költségvetési megoldás a folyadék indukciós melegítésének megszervezéséhez, több fent leírt, sorba rendezett eszköz használata. Ugyanakkor a spiráloknak ugyanazon a vonalon kell lenniük, és nem lehet közös fémvezetőjük.
4. Mint20 mm átmérőjű rozsdamentes acél csövet használnak. A csőre több indukciós tekercs van „felfűzve”, így a hőcserélő a tekercs közepén van, és nem érintkezik a tekercseivel. 4 ilyen eszköz egyidejű bekapcsolásával a fűtőteljesítmény körülbelül 2 kW lesz, ami már elegendő a folyadék azonnali felmelegítéséhez kis vízkeringtetés mellett, egészen addig az értékekig, amelyek lehetővé teszik ennek a szerkezetnek a használatát a vízben. meleg víz ellátása egy kis házba.
5. Ha egy ilyen fűtőelemet egy jól szigetelt tartályhoz csatlakoztat, amely a fűtőtest felett lesz elhelyezve, az eredmény egy kazánrendszer lesz, amelyben a folyadék a rozsdamentes cső belsejében melegszik fel, a felmelegedett víz felemelkedik, és egy hidegebb folyadék veszi át a helyét.
6. Ha a ház területe jelentős, akkor az indukciós tekercsek száma 10 darabra növelhető.
7. Egy ilyen kazán teljesítménye könnyen beállítható. a spirálok kikapcsolásával vagy bekapcsolásával. Minél több szakasz van egyidejűleg bekapcsolva, annál nagyobb lesz az így működő fűtőberendezés teljesítménye.
8. Egy ilyen modul táplálásához nagy teljesítményű tápegységre lesz szüksége. Ha rendelkezésre áll DC inverteres hegesztőgép, akkor abból a szükséges teljesítményű feszültségátalakító készíthető.
9. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a rendszer állandó elektromos árammal működik, amely nem haladja meg a 40 V-ot, egy ilyen készülék működése viszonylag biztonságos, a lényeg az, hogy a generátor áramkörében biztosítékblokkot biztosítsanak, amely rövidzárlat esetén feszültségmentesíti a rendszert, ezáltal kizárja tűzveszély.
10. Így megszervezheti a ház "ingyenes" fűtését., az indukciós eszközök tápellátására szolgáló újratölthető akkumulátorok beszerelése mellett, amelyek töltése a nap és a szél energiájával történik.
11. Az elemeket 2 részre kell kombinálni, sorba kötni. Ennek eredményeként a tápfeszültség ilyen csatlakozással legalább 24 V lesz, ami biztosítja a kazán nagy teljesítményű működését. Ezenkívül a soros csatlakozás csökkenti az áramkör áramát és növeli az akkumulátor élettartamát.

1. Házi készítésű indukciós fűtőberendezések üzemeltetése, nem mindig teszi lehetővé az emberre káros elektromágneses sugárzás terjedését, ezért az indukciós kazánt nem lakóterületre kell telepíteni és horganyzott acéllal árnyékolni.
2. Elektromos munkavégzés esetén kötelező a biztonsági előírásokat be kell tartaniés ez különösen vonatkozik a 220 V feszültségű váltakozó áramú hálózatokra.
3. Kísérletként készíthetsz főzőlapot a főzéshez cikkben jelzett séma szerint, de a készülék saját készítésű árnyékolásának tökéletlensége miatt nem mindig javasolt a készülék működtetése, emiatt káros elektromágneses sugárzás érheti az emberi testet, ami negatívan befolyásolják az egészséget.

Az indukciós kemencéket fémek olvasztására használják, és abban különböznek, hogy elektromos árammal hevítik. Az áram gerjesztése az induktorban, vagy inkább a nem váltakozó mezőben történik.

Az ilyen konstrukciókban az energia többször is átalakul (ebben a sorrendben):

• elektromágnesessé;
• elektromos;
• termikus.

Az ilyen sütők maximális hatékonysággal teszik lehetővé a hő felhasználását, ami nem meglepő, mivel ezek a legfejlettebbek az összes létező elektromos árammal működő modell közül.

Jegyzet! Az indukciós szerkezetek kétféleek - maggal vagy anélkül. Az első esetben a fémet egy cső alakú horonyba helyezik, amely az induktor körül helyezkedik el. A mag magában az induktorban található. A második lehetőséget tégelynek nevezik, mert ebben a tégelyes fém már az indikátoron belül van. Természetesen ebben az esetben szó sem lehet magról.

A mai cikk az elkészítési módokra összpontosítDIY indukciós kemence.

A számos előny közül érdemes kiemelni a következőket:

• ökológiai tisztaság és biztonság;
• az olvadék fokozott homogenitása a fém aktív mozgása miatt;
• gyors reagálás - a sütő szinte azonnal használható a bekapcsolás után;
• zóna és fókuszált energiairány;
• magas olvadási sebesség;
• nincs hulladék ötvöző anyagokból;
• a hőmérséklet beállításának képessége;
• számos technikai lehetőség.

De vannak hátrányai is.

1. A salakot a fém felmelegíti, aminek következtében alacsony hőmérsékletű.
2. Ha a salak hideg, akkor nagyon nehéz eltávolítani a foszfort és a ként a fémből.
3. A mágneses tér eloszlik a tekercs és az olvadt fém között, ezért a bélés vastagságának csökkentésére lesz szükség. Ez hamarosan ahhoz a tényhez vezet, hogy maga a bélés meghibásodik.

Videó - Indukciós sütő

Ipari alkalmazás

Mindkét kivitelt vas, alumínium, acél, magnézium, réz és nemesfémek olvasztására használják. Az ilyen szerkezetek hasznos térfogata több kilogramm és több száz tonna is lehet.

Az ipari kemencék több típusra oszthatók.

1. A közepes frekvenciájú kialakításokat általában a gépészetben és a kohászatban használják. Segítségükkel az acél megolvad, grafittégelyek és színesfémek használatakor.
2. A vaskohászatban teljesítményfrekvenciás konstrukciókat alkalmaznak.
3. Az ellenálló szerkezetek alumínium, alumíniumötvözetek, cink olvasztására szolgálnak.

Jegyzet! Az indukciós technológia volt az alapja a népszerűbb eszközöknek - a mikrohullámú sütőknek.

Háztartási felhasználás

Nyilvánvaló okokból az indukciós olvasztó kemencéket általában nem használják otthon. De a cikkben leírt technológia szinte minden modern házban és lakásban megtalálható. Ezek a fent említett mikrohullámú sütők, indukciós tűzhelyek és elektromos sütők.

Vegyük például a táblákat. Indukciós örvényáramok segítségével melegítik az edényt, aminek következtében a felmelegedés szinte azonnal megtörténik. Jellemző, hogy a főzőlapot nem lehet bekapcsolni anélkül, hogy edények vannak rajta.

Az indukciós tűzhelyek hatékonysága eléri a 90%-ot. Összehasonlításképpen: elektromos tűzhelyek esetében ez körülbelül 55-65%, gáz esetében pedig legfeljebb 30-50%. De az igazságosság kedvéért érdemes megjegyezni, hogy a leírt kályhák működéséhez speciális edényekre van szükség.

Házi készítésű indukciós kemence

Nem is olyan régen a hazai rádióamatőrök egyértelműen bebizonyították, hogy az indukciós kemence saját kezűleg is elkészíthető. Manapság rengeteg különféle séma és gyártási technológia létezik, de ezek közül csak a legnépszerűbbet adtuk meg, ami azt jelenti, hogy a leghatékonyabb és legkönnyebben megvalósítható.

Nagyfrekvenciás generátoros indukciós kemence

Az alábbiakban egy nagyfrekvenciás (27,22 megahertz) generátorból házilag készített készülék készítésének elektromos diagramja látható.

A generátoron kívül az összeszereléshez négy nagy teljesítményű izzóra és egy nagy teljesítményű izzóra lesz szükség az üzemkész állapotjelzőhöz.

Jegyzet! A fő különbség az e séma szerint készült kemence között a kondenzátor fogantyúja - ebben az esetben kívül található.

Ezenkívül a tekercsben (induktorban) lévő fém megolvad a legkisebb teljesítményű készülékben.

A gyártás során emlékezni kell néhány fontos pontra, amelyek befolyásolják a fém uralkodásának sebességét. Azt:

• erő;
• frekvencia;
• örvényes veszteségek;
• hőátadás intenzitása;
• hiszterézis elvesztése.

A készülék tápellátása szabványos 220 V-os hálózatról történik, de előre telepített egyenirányítóval. Ha a kemence helyiség fűtésére szolgál, akkor nikróm spirál használata javasolt, ha pedig olvasztásra, akkor grafitkeféket. Ismerkedjünk meg részletesebben az egyes mintákkal.

Videó - Építés hegesztő inverterből

A tervezés lényege a következő: egy pár grafitkefét szerelnek fel, és közéjük por gránitot öntenek, majd csatlakoztatják a leléptető transzformátorhoz. Jellemző, hogy olvasztáskor nem lehet félni az áramütéstől, mivel nincs szükség 220 V használatára.

Összeszerelési technológia

1. lépés: Az alapot összeszerelik - tűzálló csempére fektetve 10x10x18 cm méretű tűzálló téglákból álló doboz.

2. lépés. A dobozt azbesztlemezzel látták el. Vízzel való nedvesítés után az anyag meglágyul, ami lehetővé teszi, hogy bármilyen formát adjon. Kívánt esetben a szerkezet acélhuzallal becsomagolható.

Jegyzet! A doboz méretei a transzformátor teljesítményétől függően változhatnak.

3. lépés A grafitkemencéhez a legjobb megoldás egy 0,63 kW teljesítményű hegesztőgép transzformátora. Ha a transzformátor 380 V-os névleges, akkor visszatekerhető, bár sok tapasztalt villanyszerelő azt állítja, hogy hagyhatja úgy, ahogy van

4. lépés A transzformátor vékony alumíniummal van becsomagolva – így a szerkezet nem fog nagyon felmelegedni működés közben.

5. lépés: Grafit kefék vannak felszerelve, agyagos hordozó kerül a doboz aljára - így az olvadt fém nem terjed szét.

Az ilyen kemence fő előnye a magas hőmérséklet, amely akár platina vagy palládium olvasztására is alkalmas. De a mínuszok közé tartozik a transzformátor gyors felmelegítése, kis térfogat (egyszerre legfeljebb 10 g lehet megolvasztani). Emiatt nagy mennyiségek olvasztásához más kialakításra lesz szükség.

Tehát nagy mennyiségű fém olvasztásához nikrómhuzalos kemence szükséges. A szerkezet működési elve meglehetősen egyszerű: elektromos áramot vezetnek egy nikróm spirálhoz, amely felmelegíti és megolvasztja a fémet. A weben sokféle képlet létezik a vezeték hosszának kiszámítására, de elvileg mindegyik ugyanaz.

1. lépés A spirálhoz ø0,3 mm-es nikrómot használnak körülbelül 11 m hosszúsággal.

2. lépés A vezetéket fel kell tekercselni. Ehhez egy ø5 mm-es egyenes rézcsőre van szükség - a spirál rá van tekerve.

3. lépés: Tégelyként egy ø1,6 cm-es és 15 cm-es kis kerámia csövet használnak, melynek egyik vége azbesztmenettel van bedugva - így az olvadt fém nem fog kifolyni.

4. lépés. A működőképesség ellenőrzése után a spirált a cső köré kell helyezni. Ebben az esetben ugyanazt az azbesztszálat helyezik a fordulatok közé - ez megakadályozza a rövidzárlatokat és korlátozza az oxigén hozzáférését.

5. lépés: A kész tekercset egy nagy teljesítményű lámpafoglalatba helyezzük. Ezek a kazetták általában kerámiából készülnek, és megfelelő méretűek.

Ennek a kialakításnak az előnyei:

• magas termelékenység (akár 30 g egyszerre);
• gyors felfűtés (körülbelül öt perc) és hosszú hűtés;
• könnyű használat - kényelmes fémet önteni a formákba;
• a tekercs azonnali cseréje kiégés esetén.

De természetesen vannak hátrányai is:

• a nikróm kiég, különösen, ha a spirál rosszul szigetelt;
• bizonytalanság - a készülék 220 V-os tápegységhez csatlakozik.

Jegyzet! Nem adhat hozzá fémet a tűzhelyhez, ha az előző adagot ott már megolvasztották. Ellenkező esetben az összes anyag körbe-körbe repül a helyiségben, ráadásul a szemet is megsértheti.

Következtetésként

Amint látja, az indukciós kemence továbbra is önállóan elkészíthető. De őszintén szólva a leírt kialakítás (mint minden az interneten) valójában nem sütő, hanem Kukhtetsky laboratóriumi inverter. Egyszerűen lehetetlen teljes értékű indukciós szerkezetet összeállítani otthon.

© Az oldalról származó anyagok (idézetek, képek) felhasználása esetén a forrást meg kell adni.

Az indukciós kemencét régen, még 1887-ben találta fel S. Farranti. Az első ipari üzem 1890-ben indult a Benedicks Bultfabrikban. Az indukciós kemencék sokáig egzotikusak voltak az iparban, de nem a magas áramköltség miatt, akkor nem volt drágább, mint manapság. Az indukciós kemencékben lezajló folyamatokban továbbra is sok volt az érthetetlen, és az elektronika elemi alapja nem tette lehetővé számukra hatékony vezérlőáramkörök létrehozását.

Az indukciós kemence szférájában szó szerint a szemünk láttára ment végbe egy forradalom, elsősorban a mikrokontrollerek megjelenésének köszönhetően, amelyek számítási teljesítménye meghaladja a személyi számítógépekét egy évtizeddel ezelőtt. Másodszor, a ... mobilkommunikációnak köszönhetően. Kifejlesztéséhez olyan olcsó tranzisztorok megjelenése kellett a piacon, amelyek több kW teljesítmény leadására képesek magas frekvencián. Ezeket viszont félvezető heterostruktúrák alapján hozták létre, amelyek kutatásáért Zhores Alferov orosz fizikus Nobel-díjat kapott.

Végül az indukciós kályhák nemcsak teljesen átalakultak az iparban, hanem széles körben bekerültek a mindennapi életbe is. A téma iránti érdeklődésből sok házi készítésű termék született, amelyek elvileg hasznosak lehetnek. De a tervek és ötletek legtöbb szerzője (sokkal több leírás található a forrásokban, mint működőképes termékek) rossz elképzeléssel rendelkezik mind az indukciós fűtés fizikájának alapjairól, mind az írástudatlanul kivitelezett tervek lehetséges veszélyeiről. Ez a cikk néhány homályosabb pontot kíván tisztázni. Az anyag konkrét tervek figyelembevételére épül:

1. Ipari csatornás kemence fém olvasztásához, és saját készítésének lehetősége.
2. Indukciós tégelyes kemencék, a legegyszerűbb kivitelezésűek és a legnépszerűbbek az otthonépítők körében.
3. Indukciós melegvizes kazánok, a kazánok gyors cseréje fűtőelemekkel.
4. Háztartási indukciós főzőkészülékek, amelyek versenyeznek a gáztűzhellyel, és számos paraméterben felülmúlják a mikrohullámú sütőket.

Jegyzet: minden vizsgált eszköz egy induktor (induktor) által létrehozott mágneses indukción alapul, ezért ezeket induktívnak nevezzük. Csak megolvaszthatnak/hővezető anyagokat, fémeket stb. Léteznek elektromos indukciós kapacitív kemencék is, amelyek elektromos indukción alapulnak a kondenzátorlapok közötti dielektrikumban, ezeket műanyagok "kíméletes" olvasztására és elektromos hőkezelésére használják. De jóval ritkábban vannak, mint az induktorosak, ezek mérlegelése külön megbeszélést igényel, így egyelőre hagyjuk.

Működési elve

Az indukciós kemence működési elvét a ábra szemlélteti. jobb oldalon. Lényegében ez egy elektromos transzformátor rövidre zárt másodlagos tekercseléssel:

• A G generátor I1 váltakozó áramot állít elő az L tekercsben (fűtőtekercs).
• A C kondenzátor az L-vel együtt működési frekvenciára hangolt rezgőkört alkot, ami a legtöbb esetben növeli a beépítés műszaki paramétereit.
• Ha a G generátor önoszcilláló, akkor C gyakran ki van zárva az áramkörből, helyette az induktor saját kapacitását használja. Az alábbiakban ismertetett nagyfrekvenciás induktorok esetében ez több tíz pikofarad, ami pontosan megfelel a működési frekvencia tartománynak.
• Az induktor a Maxwell-egyenleteknek megfelelően a környező térben H intenzitású váltakozó mágneses teret hoz létre. Az induktor mágneses tere vagy zárható egy külön ferromágneses magon keresztül, vagy szabad térben létezhet.
• Az induktorba helyezett W munkadarabon (vagy olvadó töltésen) áthatoló mágneses tér F mágneses fluxust hoz létre.
• Ф, ha W elektromosan vezető, I2 szekunder áramot indukál benne, akkor ugyanazok a Maxwell-egyenletek.
• Ha Ф kellően masszív és szilárd, akkor I2 zárva van W belsejében, örvényáramot vagy Foucault-áramot képezve.
• Az örvényáramok a Joule-Lenz törvény szerint feladják az általa az induktoron és a generátorból érkező mágneses téren keresztül kapott energiát, felmelegítve a munkadarabot (töltést).

Az elektromágneses kölcsönhatás a fizika szempontjából elég erős, és meglehetősen nagy hosszú távú hatást fejt ki. Ezért a többlépcsős energiaátalakítás ellenére az indukciós kemence akár 100%-os hatékonyságot is képes felmutatni levegőben vagy vákuumban.

Jegyzet: egy > 1 dielektromos állandójú nem ideális dielektrikumból készült közegben az indukciós kemencék potenciálisan elérhető hatásfoka csökken, egy > 1 mágneses permeabilitású közegben pedig könnyebben érhető el a nagy hatásfok.

Csatorna sütő

A légcsatornás indukciós olvasztókemence az első, amelyet az iparban használnak. Szerkezetileg hasonló a transzformátorhoz, lásd az ábrát. jobb oldalon:

1. Az ipari (50/60 Hz) vagy megnövelt (400 Hz) frekvenciájú árammal működő primer tekercs belülről folyékony hőhordozóval hűtött rézcsövekből készül;
2. Másodlagos rövidre zárt tekercselés - olvadás;
3. Hőálló dielektrikumból készült gyűrű alakú tégely, amelybe az olvadékot helyezik;
4. Mágneses mag transzformátor acéllemezekből.

A csatornás kemencéket duralumínium, színesfém speciális ötvözetek olvasztására és kiváló minőségű öntöttvas előállítására használják. Az ipari csatornás kemencék olvadék alapozást igényelnek, különben a "másodlagos" nem záródik rövidre, és nem lesz fűtés. Vagy ívkisülések keletkeznek a töltésmorzsák között, és az egész olvadék egyszerűen felrobban. Ezért a kemence beindítása előtt egy kis olvadékot öntünk a tégelybe, és az újraolvadt részt nem öntjük teljesen. A kohászok szerint a csatornakemencének van maradék kapacitása.

Ipari frekvenciájú hegesztőtranszformátorból akár 2-3 kW teljesítményű légcsatorna kemencét saját maga is készíthet. Egy ilyen kemencében akár 300-400 g cink, bronz, sárgaréz vagy réz is megolvasztható. A duralumíniumot átolvaszthatja, csak az öntvényt hűtés után hagyni kell öregedni, az ötvözet összetételétől függően több órától 2 hétig, hogy szilárdságot, szívósságot és rugalmasságot nyerjen.

Jegyzet: A duralumíniumot általában véletlenül találták fel. A fejlesztők dühösen, amiért semmilyen módon nem tudták ötvözni az alumíniumot, egy újabb „nem” mintát dobtak be a laboratóriumba, és bánatból körútra indultak. Kijózanod, visszatért – és egyik sem változtatta meg a színét. Ellenőrizte – és szinte acélból erősödött meg, könnyű maradt, mint az alumínium.

A transzformátor "primer"-je szabványos maradt, már úgy van kialakítva, hogy a szekunder rövidzárlatos üzemmódjában működjön hegesztőívvel. A "másodlagos"-t eltávolítják (majd vissza lehet rakni és rendeltetésszerűen használhatod a transzformátort), helyette gyűrű alakú tégelyt teszel rá. De veszélyes egy HF hegesztő invertert csatornakemencévé alakítani! A ferrit magja túlmelegszik és darabokra törik, mivel a ferrit dielektromos állandója >> 1, lásd fent.

A kis teljesítményű kályhában megszűnik a maradékkapacitás problémája: ugyanabból a fémből készült, gyűrűsre hajlított, csavart végű drót kerül a magkeverékbe. A huzal átmérője - 1 mm / kW kemenceteljesítménytől.

A gyűrűs tégellyel azonban van egy probléma: a kis tégelyhez csak az elektroporcelán alkalmas anyag. Házilag nem lehet saját kezűleg feldolgozni, de hol lehet megfelelőt beszerezni? Más tűzálló anyagok nem megfelelőek nagy dielektromos veszteségük vagy porozitásuk és alacsony mechanikai szilárdságuk miatt. Ezért, bár a csatornás kemence a legjobb minőségű olvasztást adja, nem igényel elektronikát, és hatásfoka már 1 kW teljesítményen is meghaladja a 90%-ot, a lakásépítők nem használják őket.

Közönséges olvasztótégely alatt

A maradék kapacitás irritálta a kohászokat – a drága ötvözetek megolvadtak. Ezért, amint a múlt század 20-as éveiben megjelentek a kellően erős rádiócsövek, azonnal megszületett az ötlet: dobd rá a mágneses áramkört (nem ismételjük a kemény emberek szakmai idiómáit), és tegyél egy közönséges tégelyt közvetlenül a induktor, lásd az ábrát.

Ipari frekvencián ezt nem lehet megtenni, a kisfrekvenciás mágneses tér mágneses áramkör koncentrálása nélkül szétterül (ez az ún. kóbor mező), és bárhol leadja energiáját, csak nem az olvadékba. A szórt mező kompenzálása a frekvencia magasra emelésével lehetséges: ha az induktor átmérője arányos a működési frekvencia hullámhosszával, és a teljes rendszer elektromágneses rezonanciában van, akkor akár 75% vagy több elektromágneses mezőjének energiája a „szívtelen” tekercsben fog koncentrálódni. A hatékonyság ennek megfelelően fog kijönni.

Azonban már a laboratóriumokban kiderült, hogy az ötlet szerzői figyelmen kívül hagytak egy nyilvánvaló körülményt: az induktorban lévő olvadék, bár diamágneses, de elektromosan vezetőképes, az örvényáramokból származó saját mágneses tere miatt megváltoztatja az induktivitás induktivitását. fűtőspirál. A kezdeti frekvenciát be kellett állítani a hidegtöltéshez, és olvadáskor változtatni kellett. Sőt, a nagyobb határain belül, minél nagyobb a munkadarab: ha 200 g acél esetében 2-30 MHz-es tartományban meg lehet csinálni, akkor egy vasúti tartálykocsis blanknál a kezdeti frekvencia kb. 30-40 Hz, és a működési frekvencia - akár több kHz.

Nehéz megfelelő automatikát készíteni a lámpákon, "húzni" a frekvenciát egy üreshez - magasan képzett kezelőre van szüksége. Ráadásul alacsony frekvenciákon a kósza mező a legerősebben nyilvánul meg. Az olvadék, amely egyben a tekercsmag is egy ilyen kemencében, bizonyos mértékig összegyűjti a közelében lévő mágneses teret, ugyanakkor az elfogadható hatásfok eléréséhez az egész kemencét egy erős ferromágneses képernyővel kellett körülvenni. .

Mindazonáltal a tégelyes indukciós kemencék kiemelkedő előnyeik és egyedi tulajdonságaik miatt (lásd alább) széles körben használatosak mind az iparban, mind a lakásépítők körében. Ezért nézzük meg részletesebben, hogyan kell ezt helyesen megtenni saját kezünkkel.

Egy kis elmélet

A házi készítésű "indukció" tervezésekor határozottan emlékezni kell: a minimális energiafogyasztás nem felel meg a maximális hatékonyságnak, és fordítva. A tűzhely a minimális teljesítményt veszi fel a hálózatról, ha a fő rezonanciafrekvencián, Pos. ábrán 1. Ebben az esetben az üres / töltés (és alacsonyabb, előrezonáns frekvenciákon) egy rövidre zárt hurokként működik, és csak egy konvektív cella figyelhető meg az olvadékban.

A 2-3 kW-os kemencében a fő rezonancia üzemmódban akár 0,5 kg acél is megolvasztható, de a töltet / munkadarab felmelegítése akár egy órát vagy többet is igénybe vesz. Ennek megfelelően a hálózat teljes villamosenergia-fogyasztása nagy lesz, és az általános hatásfok alacsony lesz. Rezonancia előtti frekvenciákon - még alacsonyabban.

Ennek eredményeként a fém olvasztására szolgáló indukciós kemencék leggyakrabban a 2., 3. és más magasabb harmonikusoknál dolgoznak (2. poz. az ábrán). Ilyenkor nő a fűtéshez/olvasztáshoz szükséges teljesítmény; ugyanerre a fél kiló acélra a 2.-nak 7-8 kW, a 3.-nak 10-12 kW kell. De a bemelegítés nagyon gyorsan megtörténik, percek vagy percek töredékei alatt. Ezért a hatásfok magas: a tűzhelynek nincs ideje sokat "enni", mivel az olvadék már önthető.

A harmonikus kemencéknek a legfontosabb, sőt egyedülálló előnyük van: több konvektív cella jelenik meg az olvadékban, azonnal és alaposan összekeverve azt. Ezért az olvasztás úgynevezett üzemmódban végezhető. gyorstöltés, olyan ötvözetek előállítása, amelyeket alapvetően lehetetlen más olvasztókemencében megolvasztani.

Ha a frekvenciát a főnél 5-6-szorosára vagy többre „emeljük”, akkor a hatásfok valamelyest (nem sokat) csökken, de a harmonikusok indukciójának egy másik figyelemre méltó tulajdonsága is megnyilvánul: a bőrhatás kiszorító hatása miatti felületmelegítés. az EMF a munkadarab felületére, Pos. ábrán látható 3. Az olvasztáshoz ezt a módot ritkán használják, de a felületi karburáláshoz és keményítéshez szükséges nyersdarabok melegítésére jó dolog. A modern technológia ilyen hőkezelési módszer nélkül egyszerűen lehetetlen lenne.

A levitációról induktorban

Most tegyük a trükköt: az induktor első 1-3 fordulatát feltekerjük, majd a csövet / buszt 180 fokkal meghajlítjuk, a tekercs többi részét pedig az ellenkező irányba tekerjük (4. pozíció az ábrán) Csatlakoztassa a generátorhoz , helyezze be a tégelyt a töltésben lévő induktorba, és adja meg az áramerősséget. Várjuk meg, amíg megolvad, vegyük ki a tégelyt. Az induktorban lévő olvadék gömbbé gyűlik össze, amely ott lóg a generátor kikapcsolásáig. Aztán le fog esni.

Az olvadék elektromágneses levitációjának hatását fémek zónaolvasztással történő tisztítására, nagy pontosságú fémgolyók és mikrogömbök előállítására, stb. De a megfelelő eredmény érdekében az olvasztást nagy vákuumban kell végrehajtani, ezért itt csak tájékoztatásul említjük az induktorban történő levitációt.

Miért van szükség otthoni induktorra?

Amint látja, még egy kis teljesítményű indukciós tűzhely is nagy teljesítményű a lakáskábelezéshez és a fogyasztási határértékekhez. Miért érdemes megtenni?

Először is, nemes-, színes- és ritkafémek tisztítására és szétválasztására. Vegyünk például egy régi szovjet rádiócsatlakozót aranyozott érintkezőkkel; az aranyozást/ezüstözést akkor sem kímélték. Az érintkezőket egy keskeny magas tégelybe tesszük, induktorba tesszük, a fő rezonancián megolvasztjuk (szakszerűen szólva nulla üzemmódban). Az olvadás után fokozatosan csökkentjük a frekvenciát és a teljesítményt, hagyjuk, hogy az üres 15 percig - fél óráig megszilárduljon.

Kihűlés után széttörjük a tégelyt, és mit látunk? Jól látható, csak levágható arany hegyű sárgaréz oszlop. Higany-, cianid- és egyéb gyilkos anyagoktól mentes. Ezt az olvadék kívülről történő melegítésével semmilyen módon nem lehet elérni, a benne lévő konvekciót nem.

Hát arany-arany, és most fekete fémhulladék nem hever az úton. De az egységes, vagy pontosan adagolt felületre / térfogatra / hőmérsékletre felmelegített fém alkatrészekre a kiváló minőségű edzés érdekében egy házilag készített vagy egyedi IP-személy mindig megtalálja. És itt ismét az induktoros kályha segít, és a villamosenergia-fogyasztás is megfizethető lesz a családi költségvetés számára: elvégre a fűtési energia nagy része a fémolvadás látens hőjéből származik. Az induktorban lévő alkatrész teljesítményének, frekvenciájának és elhelyezkedésének megváltoztatásával pedig pontosan a megfelelő helyet fűtheti fel, pontosan úgy, ahogy kell, lásd az ábrát. felett.

Végül az induktor speciális formájú elkészítésével (lásd a bal oldali ábrát) lehetőség van az edzett alkatrész kioldására a kívánt helyen, anélkül, hogy a végén/végeken megtörne a tok keményedése. Ezután, ahol szükséges - hajlítsa meg, borostyán, és a többi kemény, viszkózus, rugalmas marad. A végén újra felmelegítheti, ahol hagyta, és újra keményíteni.

Kezdő lépések a tűzhelyen: amit tudnod kell

Az elektromágneses tér (EMF) hatással van az emberi testre, legalábbis teljes egészében felmelegíti, mint a húst a mikrohullámú sütőben. Ezért, ha tervezőként, művezetőként vagy kezelőként indukciós kemencével dolgozik, világosan meg kell értenie a következő fogalmak lényegét:

PES - az elektromágneses mező energiaáramának sűrűsége. Meghatározza az EMF általános élettani hatását a szervezetre, függetlenül a sugárzás gyakoriságától, mert Az EMF azonos intenzitású PES-e a sugárzási frekvencia növekedésével nő. A különböző országok egészségügyi szabványai szerint a megengedett PES-érték 1-30 mW 1 négyzetméterenként. m testfelszín állandó (napi 1 óra feletti) expozíció mellett, és háromszor-ötször többet egyetlen rövid távú, legfeljebb 20 perces expozícióval.

Jegyzet: az USA kiemelkedik, négyzetméterenként 1000 MW (!) megengedett PES-jük van. m. test. Valójában az amerikaiak annak külső megnyilvánulásait egy élettani hatás kezdetének tekintik, amikor az ember már megbetegszik, és az EMF-nek való kitettség hosszú távú következményeit teljesen figyelmen kívül hagyják.

A pontszerű sugárforrástól való távolságú PES a távolság négyzetére esik. A horganyzott vagy finomszemű horganyzott hálóval ellátott egyrétegű árnyékolás 30-50-szeresére csökkenti a PES-t. A tekercs közelében a tengelye mentén a PES 2-3-szor magasabb lesz, mint az oldalán.

Magyarázzuk meg egy példával. Van egy 2 kW-os és 30 MHz-es induktor, amelynek hatásfoka 75%. Ezért 0,5 kW vagy 500 watt fog kimenni belőle. 1 m távolságra tőle (egy 1 m sugarú gömb területe - 12,57 négyzetméter) 1 négyzetméterenként. m-ben 500 / 12,57 = 39,77 W lesz, és személyenként körülbelül 15 W, ez sok. Az induktort függőlegesen kell elhelyezni, a sütő bekapcsolása előtt, rá kell tenni egy földelt árnyékoló sapkát, távolról figyelni a folyamatot, és a folyamat végén azonnal ki kell kapcsolni a sütőt. 1 MHz-es frekvencián a PES 900-szor esik le, és árnyékolt induktorral is dolgozhat különösebb óvintézkedések nélkül.

Mikrohullámú sütő - ultra-magas frekvenciák. A rádióelektronikában a mikrohullámú sütőket az ún. Q-sáv, de a mikrohullámú sütő fiziológiája körülbelül 120 MHz-nél kezdődik. Ennek oka a sejtplazma elektromos indukciós felmelegedése és a szerves molekulák rezonancia jelenségei. A mikrohullámú sütőnek kifejezetten célzott biológiai hatása van, hosszú távú következményekkel. Elegendő 10-30 mW-ot kapni fél órán keresztül, hogy aláássák az egészséget és/vagy a szaporodási képességet. A mikrohullámú frekvenciákkal szembeni egyéni érzékenység rendkívül változó; vele együtt dolgozni, rendszeresen speciális orvosi vizsgálaton kell részt vennie.

A mikrohullámú sugárzást nagyon nehéz elnyomni, ahogy a profik mondják, a képernyő legkisebb repedésén vagy a földelés minőségének legkisebb megsértésekor "szifon" történik. A berendezések mikrohullámú sugárzása elleni hatékony küzdelem csak a magasan képzett szakemberek tervezésének szintjén lehetséges.

A kemence alkatrészek

Induktor

Az indukciós kemence legfontosabb része a fűtőtekercs, egy induktor. A legfeljebb 3 kW teljesítményű házi készítésű kályhákhoz 10 mm átmérőjű csupasz rézcsőből vagy legalább 10 négyzetméter keresztmetszetű csupasz rézbuszból kell induktort használni. mm. Az induktor belső átmérője 80-150 mm, a fordulatok száma 8-10. A tekercsek nem érintkezhetnek egymással, a távolság közöttük 5-7 mm. Ezenkívül az induktor egyetlen része sem érintheti meg a képernyőt; a minimális hézag 50 mm. Ezért a tekercs generátorhoz vezető áthaladásához olyan ablakot kell biztosítani a képernyőn, amely nem zavarja annak eltávolítását / felszerelését.

Az ipari kemencék induktorait vízzel vagy fagyálló folyadékkal hűtik, de 3 kW teljesítményig a fent leírt induktor nem igényel kényszerhűtést, ha 20-30 percig működik. Ugyanakkor nagyon felmelegszik, és a rézen lévő skála élesen csökkenti a kemence hatékonyságát a munkaképesség elvesztéséig. Lehetetlen saját kezűleg folyadékhűtéses induktort készíteni, ezért időnként cserélni kell. Lehetetlen a kényszerített léghűtés: a ventilátor műanyag vagy fém burkolata a tekercs közelében "vonzza" magához az EMF-et, túlmelegszik, és a kemence hatékonysága csökken.

Jegyzet: összehasonlításképpen - egy 150 kg acél olvasztókemencéhez való induktort egy 40 mm külső átmérőjű és 30 mm-es belső átmérőjű rézcsőből hajlítanak. A menetek száma 7, a tekercs belső átmérője 400 mm, a magassága szintén 400 mm. Nulla üzemmódban történő felépítéséhez 15-20 kW szükséges desztillált vízzel zárt hűtőkör jelenlétében.

Generátor

A sütő második fő része a generátor. Nem érdemes úgy próbálkozni indukciós kemence készítésével, hogy a rádióelektronika alapjait legalább egy átlagos rádióamatőr szintjén nem ismerjük. A működtetés ugyanaz, mert ha a kályha nincs számítógépes vezérlés alatt, akkor csak a séma tapintásával állíthatja be az üzemmódba.

A generátoráramkör kiválasztásakor minden lehetséges módon kerülni kell a kemény áramspektrumot adó megoldásokat. Ellenpéldaként adunk egy meglehetősen elterjedt tirisztoros kapcsolós áramkört, lásd az ábrát. felett. A szerző által hozzácsatolt oszcillogram alapján a szakember rendelkezésére álló számítás azt mutatja, hogy az így táplált induktor 120 MHz feletti frekvenciáján a PES meghaladja az 1 W / négyzetmétert. m távolságra a telepítéstől 2,5 m. Gyilkos egyszerűség, nem mondasz semmit.

Nosztalgikus érdekességként bemutatunk egy ósdi lámpagenerátor diagramját is, lásd az ábrát. jobb oldalon. Ezeket szovjet rádióamatőrök készítették még az 50-es években, ábra. jobb oldalon. Üzemmódba állítás - C változó kapacitású légkondenzátorral, legalább 3 mm-es hézaggal a lemezek között. Csak mod zero-n működik. A hangolásjelző egy neonlámpa L. Az áramkör sajátossága a nagyon lágy, "csöves" sugárzási spektrum, így ezt a generátort különösebb óvintézkedések nélkül használhatja. De – jaj! - most nem talál lámpákat hozzá, és körülbelül 500 W-os induktor teljesítménnyel a hálózat energiafogyasztása meghaladja a 2 kW-ot.

Jegyzet: a diagramon feltüntetett 27,12 MHz-es frekvencia nem optimális, elektromágneses kompatibilitási szempontok miatt került kiválasztásra. A Szovjetunióban ez egy ingyenes ("szemét") frekvencia volt, a működéshez nem volt szükség engedélyre, mindaddig, amíg az eszköz nem zavart senkit. Igazából a C elég széles tartományban hangolható.

A következő ábra. a bal oldalon - a legegyszerűbb öngerjesztő generátor. L2 - induktor; L1 - visszacsatoló tekercs, 2 fordulat zománcozott huzal, amelynek átmérője 1,2-1,5 mm; L3 - üres vagy köteg. Az induktor saját kapacitását hurokkapacitásként használják, így ez az áramkör nem igényel beállítást, automatikusan nulla üzemmódba lép. A spektrum lágy, de ha az L1 rosszul van fázisozva, a tranzisztor azonnal kiég, mert aktív üzemmódban van, egyenáramú rövidzárlattal a kollektorkörben.

Ezenkívül a tranzisztor egyszerűen kiéghet a külső hőmérséklet változása vagy a kristály önmelegedése miatt - nincs intézkedés az üzemmód stabilizálására. Általánosságban elmondható, hogy ha valahol régi KT825 vagy hasonló hever, akkor ebből az áramkörből kezdheti el az indukciós fűtési kísérleteket. A tranzisztort legalább 400 négyzetméteres radiátorra kell felszerelni. lásd számítógép vagy hasonló ventilátor által fújva. Az induktor kapacitásának beállítása 0,3 kW-ig - a tápfeszültség 6-24 V-on belüli változtatásával. Forrásának legalább 25 A áramerősséget kell biztosítania. Az alapfeszültségosztó ellenállásainak disszipációs teljesítménye legalább 5 W.

A következő séma. rizs. a jobb oldalon - egy multivibrátor induktív terheléssel erős mezőtranzisztorokon (450 V Uk, legalább 25 A Ik). Az oszcillációs kör áramkörében a kapacitás felhasználása miatt meglehetősen lágy spektrumot ad, de nem üzemmódban, ezért alkalmas akár 1 kg-os alkatrészek melegítésére hűtésre / temperálásra. Az áramkör fő hátránya az alkatrészek magas költsége, a nagy teljesítményű terepmunkások és a nagy sebességű (lezárási frekvencia legalább 200 kHz) nagyfeszültségű diódák alapáramköreiben. A bipoláris teljesítménytranzisztorok ebben az áramkörben nem működnek, túlmelegednek és kiégnek. A radiátor itt ugyanaz, mint az előző esetben, de fújni már nincs szükség.

A következő séma már univerzálisnak vallja magát, legfeljebb 1 kW teljesítményű. Ez egy push-pull generátor független gerjesztéssel és áthidalt induktorral. Lehetővé teszi, hogy 2-3 üzemmódban vagy felületfűtési módban működjön; a frekvenciát egy R2 változó ellenállás szabályozza, a frekvenciatartományokat pedig C1 és C2 kondenzátorok kapcsolják 10 kHz-től 10 MHz-ig. Az első tartományban (10-30 kHz) a C4-C7 kondenzátorok kapacitását 6,8 μF-ra kell növelni.

A kaszkádok közötti transzformátor egy ferritgyűrűn van, amelynek mágneses körének keresztmetszete 2 négyzetméter. lásd Tekercselés - zománcozott huzalból 0,8-1,2 mm. Radiátor tranzisztorokhoz - 400 négyzetméter. lásd négyesre fújással. Az induktor árama gyakorlatilag szinuszos, ezért a sugárzási spektrum lágy, és minden működési frekvencián nincs szükség további védelmi intézkedésekre, feltéve, hogy 3-án 2 nap után napi 30 percig működik.

Videó: házi készítésű indukciós fűtés működik

Indukciós kazánok

Az indukciós melegvíz-kazánok kétségtelenül felváltják a kazánokat fűtőelemekkel, ahol a villamos energia olcsóbb, mint a többi tüzelőanyag. De vitathatatlan előnyeikből rengeteg házi készítésű termék is született, amelyektől a szakembernek néha szó szerint ég a haja.

Például egy ilyen kialakítás: egy induktor körülveszi a propilén csövet folyó vízzel, és egy 15-25 A-es HF hegesztő inverter táplálja. Opciók - üreges fánk (tórus) hőálló műanyagból készül, vizet engednek át. a csöveken keresztül, és fűtőbuszba csomagolva, gyűrűvé hengerelt induktort képezve.

Az EMF energiáját kútba fogja átadni; jó elektromos vezetőképességgel és rendellenesen magas (80) dielektromos állandóval rendelkezik. Emlékezzen arra, hogy az edényeken maradt nedvességcseppek hogyan lövik ki a mikrohullámú sütőben.

De először is, egy lakás teljes fűtéséhez vagy télen legalább 20 kW hő szükséges, gondos kívülről történő szigeteléssel. 25 És 220 V-on csak 5,5 kW-ot adnak (és mennyibe kerül ez az áram a tarifáink szerint?) 100%-os hatásfokkal. Oké, legyünk Finnországban, ahol az áram olcsóbb, mint a gáz. De a lakások fogyasztási határa továbbra is 10 kW, a túlterhelést pedig emelt tarifával kell fizetni. És a lakás vezetékei nem bírják a 20 kW-ot, külön adagolót kell húzni az alállomásról. Mennyibe fog kerülni ez a munka? Ha a villanyszerelők még mindig messze vannak attól, hogy átlépjék az áramot a környéken, és megengedik.

Ezután maga a hőcserélő. Vagy masszív fémnek kell lennie, akkor csak a fém indukciós melegítése működik, vagy alacsony dielektromos veszteséggel rendelkező műanyagból (a propilén egyébként nem tartozik ide, csak a drága fluoroplasztika alkalmas), akkor a víz közvetlenül elnyeli az EMF energiát. De mindenesetre kiderül, hogy az induktor a hőcserélő teljes térfogatát felmelegíti, és csak a belső felülete ad hőt a víznek.

Ennek eredményeként nagy, egészségkárosító munka árán barlangtűz hatásfokú kazánt kapunk.

Az ipari gyártású indukciós fűtőkazánt teljesen más módon tervezték: egyszerű, de otthon nem kivitelezhető, lásd az ábrát. jobb oldalon:

• A masszív réz induktor közvetlenül csatlakozik a hálózathoz.
• EMF-jét egy masszív, ferromágneses fémből készült labirintus-hőcserélő is melegíti.
• A labirintus egyidejűleg elszigeteli az induktort a víztől.

Egy ilyen kazán többszöröse drágább, mint egy hagyományos fűtőelemes kazán, és csak műanyag csövekre szerelhető, de cserébe rengeteg előnnyel jár:

1. Soha nem ég ki - nincs benne forró elektromos spirál.
2. Egy masszív labirintus megbízhatóan védi az induktort: ​​a PPE egy 30 kW-os indukciós kazán közvetlen közelében nulla.
3. Hatékonyság - több mint 99,5%
4. Teljesen biztonságos: a nagy induktivitású tekercs belső időállandója több mint 0,5 s, ami 10-30-szor hosszabb, mint egy RCD vagy egy automata készülék válaszideje. Tovább gyorsítja a tranziens folyamatból az induktivitás lebomlása során fellépő "visszarúgás" a házba.
5. Ugyanez a szerkezet „tölgyessége” miatti meghibásodás rendkívül valószínűtlen.
6. Nem igényel külön földelést.
7. Közömbös a villámcsapás iránt; nem tud elégetni egy hatalmas tekercset.
8. A nagy labirintus felület hatékony hőcserét biztosít minimális hőmérsékleti gradiens mellett, ami szinte kiküszöböli a vízkőképződést.
9. Óriási tartósság és könnyű kezelhetőség: az indukciós kazán a hidromágneses rendszerrel (HMS) és a szűrőteknővel együtt legalább 30 éve karbantartás nélkül működik.

A házi készítésű kazánokról melegvízellátáshoz

Itt az ábrán. a kis teljesítményű indukciós fűtőelem diagramja tárolótartállyal rendelkező melegvíz-rendszerekhez. Bármilyen 0,5-1,5 kW teljesítményű, 220 V-os primer tekercsű transzformátoron alapul. A régi lámpás színes TV-k ikertranszformátorai - a PL típusú kétrúd mágneses áramkörön lévő "koporsók" - nagyon alkalmasak.

A szekunder tekercset ilyenről eltávolítják, a primert egy rúdra visszatekerik, a fordulatok számát növelve, hogy a szekunder rövidzárhoz (zárlathoz) közeli üzemmódban működjön. Ugyanaz a másodlagos tekercs - víz egy U-alakú könyökben a csőből, amely egy másik rudat takar. Műanyag cső vagy fémcső - ipari frekvencián mindegy, de a fémcsövet dielektromos betétekkel el kell szigetelni a rendszer többi részétől, ahogy az ábra is mutatja, hogy a szekunder áram csak vízen keresztül legyen elzárva. .

Mindenesetre egy ilyen vízmelegítő veszélyes: egy esetleges szivárgás a tekercs mellett található hálózati feszültség alatt. Ha ekkora kockázatot vállalunk, akkor a mágnesmagban lyukat kell fúrni a földelő csavarnak, és mindenekelőtt szorosan a földbe földelni a transzformátort és a tartályt legalább 1,5-ös acélbusszal. négyzetméter. lásd (nem négyzetméter!).

Ezután egy transzformátort (közvetlenül a tartály alatt kell elhelyezni), duplán szigetelt hálózati vezetékkel, földelő elektródával és melegvíz-tekerccsel, szilikon tömítőanyaggal egy "babába" öntjük, mint egy motor. egy akváriumi szűrőszivattyú. Végül nagyon kívánatos a teljes egységet a hálózathoz csatlakoztatni egy nagy sebességű elektronikus RCD-n keresztül.

Videó: "indukciós" kazán háztartási csempe alapján

Induktor a konyhában

Az indukciós főzőlapok a konyhában általánossá váltak, lásd az ábrát. A működési elv szerint ez ugyanaz az indukciós tűzhely, csak bármely fém főzőedény alja működik rövidre zárt szekunder tekercsként, lásd az ábrát. a jobb oldalon, és nem csak ferromágneses anyagból, ahogy gyakran írják, nem tudom. Csak arról van szó, hogy az alumínium edények használaton kívül vannak; az orvosok bebizonyították, hogy a szabad alumínium rákkeltő, a réz és az ón pedig régóta használaton kívül van a mérgezés miatt.

A háztartási indukciós tűzhely egy évszázados csúcstechnológia terméke, bár az ötlet az indukciós olvasztókemencékkel egy időben született. Először is, az induktornak a főzettől való elkülönítéséhez erős, tartós, higiénikus és szabadon áteresztő EMF-dielektrikumra volt szükség. A megfelelő üvegkerámia kompozitok gyártása viszonylag új keletű, és a födém felső lemeze a költségek nagy részét teszi ki.

Ekkor minden főzőedény más, és a tartalom megváltoztatja az elektromos paramétereket, és a főzési módok is eltérőek. A gombok gondos tekerését a kívánt módon nem teszi meg a szakember, nagy teljesítményű mikrokontroller szükséges. Végül az egészségügyi követelmények szerint az induktivitás áramának tiszta szinuszosnak kell lennie, nagyságának és frekvenciájának komplex módon kell változnia az edény készültségi fokának megfelelően. Vagyis a generátornak a kimeneti áram digitális formázásával kell rendelkeznie, ugyanazzal a mikrokontrollerrel vezérelve.

Nincs értelme saját kezűleg indukciós tűzhelyet készíteni: önmagában az elektronikai alkatrészekért több pénz kell kiskereskedelmi áron, mint egy kész, jó tűzhelyért. És még mindig nehéz kezelni ezeket a készülékeket: akinek van, az tudja, hány gomb vagy érzékelő van rajta a következő felirattal: "Pörkölt", "Fry" stb. A cikk szerzője látott egy csempét, amely külön szerepelt a „Borscs haditengerészet” és „Pretanyer leves” listán.

Ennek ellenére az indukciós tűzhelyek számos előnnyel rendelkeznek a többihez képest:

• Szinte nulla, ellentétben a mikrohullámú sütővel, a PES-sel, még akkor is, ha magad ülsz ezen a csempén.
• Programozási lehetőség a legösszetettebb ételek elkészítéséhez.
• Csokoládé olvasztása, hal- és baromfiolaj olvasztása, karamellkészítés az égés legkisebb jele nélkül.
• Magas hatékonyság a gyors felmelegítésnek és a hő szinte teljes koncentrációjának a főzőedényben.

Az utolsó ponthoz: vessen egy pillantást az 1. ábrára. a jobb oldalon az indukciós főzőlapon és a gázégőn lévő főzetek melegítését ábrázoló grafikonok láthatók. Aki járatos az integrációban, az azonnal megérti, hogy az induktor 15-20%-kal gazdaságosabb, és nem lehet összehasonlítani egy öntöttvas "palacsintával". Az indukciós tűzhely legtöbb ételének elkészítésekor az energiaköltség hasonló a gázhoz, de még kevesebb a pároláshoz és a sűrű levesek főzéséhez. Az induktor még mindig csak sütéskor rosszabb a gáznál, amikor minden oldalról egyenletes melegítésre van szükség.

Videó: Meghibásodott indukciós fűtés a tűzhelyről

Végül

Tehát a víz melegítésére és az ételek főzésére szolgáló indukciós elektromos készülékeket jobb készen vásárolni, olcsóbban és könnyebben kijönni. De nem árt egy házi készítésű indukciós tégelyes kemencét elindítani egy otthoni műhelyben: elérhetővé válnak a fémek olvasztásának és hőkezelésének finom módszerei. Csak emlékeznie kell a PES-re a mikrohullámú sütővel, és szigorúan be kell tartania a tervezési, gyártási és működési szabályokat.

A tűzhely a háztartási gépek kulcseleme, amely minden konyhában nélkülözhetetlen.

És ha korábban a háziasszonyok asszisztensei elektromosak voltak, most az indukciós kemencék egyre népszerűbbek. És ez indokolt, mert rengeteg tagadhatatlan előnyük van: tűzbiztonság, hatékonyság, nagy sebességű fűtés és főzés.
Indukciós sütők - a legmodernebb háztartási készülékek a konyhában

Az indukciós kemence működési elve

Az indukciós sütő a múlt század 80-as éveiben jelent meg a háztartási gépek piacán, de a találmány a magas költségek és az érthetetlen működési elv miatt bizalmatlan volt. Csak miután a vendéglősök elkezdték használni az indukciós főzőlapot, és érezték annak előnyeit, a háziasszonyok, akik egyszerűsíteni és felgyorsítani akarták a főzést, kihasználták példájukat.

Az indukciós tűzhelyek működési elve a mágneses mező energia felhasználásán alapul. Alatta üvegkerámia réz tekercs, melynek menetein áthaladva az elektromos áram indukcióvá alakul. Amikor egy mágneses aljú edényt főzőlapra helyezünk, az áram a ferromágneses anyag elektronjaira hat, és mozgásba hozza azokat. A folyamat eredményeként hő szabadul fel, aminek következtében az edények felmelegednek, és a bennük lévő tartalom a főzési szakaszba kerül.

Az indukciós főzőlapon való főzéshez speciális edényekre van szükség

Az indukció alapvetően különbözik az elektromostól és a gáztól, a következő szempontokban:

1. A bevonat melegítése. A hagyományos tűzhelyeken a főzőlap először felmelegszik, majd átadja a hőt a rajta álló edényeknek. Az indukciós melegítés közvetlenül a serpenyő vagy az edény aljának melegítését jelenti. Ugyanakkor az üvegkerámia főzőlapot az edények felmelegítik, levétele után 5 percen belül lehűl.
2. Hatékonyság. Az indukciós elektromos tűzhelyek 90%-os hatásfokkal rendelkeznek, mivel az energiát nem az égő fűtésére fordítják, hanem a serpenyő aljára hat.
3. Energiatakarékos. Az indukciós kemence hőmérséklete szinte azonnal beállítható, ami racionális villamosenergia-fogyasztáshoz vezet.
4. Biztonság. A kályha működése során maga a panel nem melegszik fel, így nem kell félni az égéstől.

A főzés jellemzői

A háziasszonyok gyakran szándékosan megtagadják az elektromos indukciós sütők vásárlását, mert félnek a bekapcsolás és a főzés nehézségeitől. Valójában nincs semmi nehéz bekapcsolni egy indukciós főzőlapot.

Miután csatlakoztatta a készüléket az áramforráshoz, hangjelzés hallható, amely jelzi, hogy a főzőlap bekapcsolható. Minden zónához tartozik egy teljesítményszabályozó és egy konfigurálható időzítő.

Szokatlan indukciós főzőlap kialakítás

Az indukciós főzőlapon történő főzés részletes leírása a használati utasításban található. Fel vannak tüntetve egy adott étel adott főzési folyamatához szükséges hőmérsékleti feltételek és teljesítményparaméterek. Például a forrásban lévő víz 7-9 szinten történik, az oltás - 5 vagy 6.

A lapok típusai

A háztartási készülékek piacán különféle funkcionalitású és költségű sütőket mutatnak be. A felhasználók olcsón vásárolhatnak indukciós főzőlapokat a konyhába, valamint többfunkciós rendszereket a kávézókban és éttermekben.

Ennek a berendezésnek a fő típusai a következők:

• kompakt asztali indukciós tűzhelyek egy vagy több égővel;
• beépített készülékek vagy különálló főzőlapok;
• kombinált tűzhelyek - kombinálják a mágneses indukció és az elektromos fűtőzónák elvén működő elemeket.

Kombinált indukciós gáztűzhely

Amikor a mágneses mező energiája alapján választunk tűzhelyet, ügyeljünk a teljesítményre és az üzemmódok számára. Az intenzív fűtés funkció lehetővé teszi az ételek gyorsabb elkészítését .

Az infravörös érzékelők szabályozzák a serpenyő aljának maximális felmelegítését, és megakadályozzák az étel megégését: véleményem szerint ez a funkció szükséges a készülékben.

Érdemes elgondolkodni az égő formáján: lehet lapos vagy süllyesztett. Ez meghatározza a különböző aljú edények használatának lehetőségét. A többfunkciós készülékek, mint például az indukciós főzőlapok sütővel és nagyszámú főzőlappal, lehetővé teszik több étel egyidejű elkészítését.

Műszaki adatok

Az elektromos indukciós kemencék típusától és költségétől függően a következő műszaki jellemzőkkel rendelkeznek:

• a maximális fűtési hőmérséklet 60 Celsius fok;
• a teljesítmény 50-3500 W tartományban ingadozik;
• a beállítási módok száma az eszköz típusától függően 12 és 20 között van;
• az eszközök érintőpanellel vannak felszerelve;
• a fűtőelem indukció alapján működik;
• a készülék időzítővel van felszerelve.

Mint minden technika, ez sem mentes a meghibásodásoktól, azonban az indukciós tűzhelyekhez nem lesz nehéz alkatrészt találni. Ezenkívül a fizika törvényeit értő emberek saját kezűleg könnyen elkészíthetik az indukciós tűzhelyet. Ne feledje azonban, hogy ezt az üzletet csak akkor érdemes felvállalni, ha rendelkezik a szükséges tudással és tapasztalattal.

Indukciós tűzhelyhez válogatunk

Sok háziasszony biztos abban, hogy az indukciós tűzhely minden edényét újra meg kell vásárolni, mivel a meglévő nem fog működni. Ez nem teljesen igaz.

Az indukciós főzőlap üzembe helyezéséhez ferromágneses tulajdonságokkal rendelkező edényeket kell használni. Ennek ellenőrzése meglehetősen egyszerű: egy mágnest kell rögzíteni az aljára. Ha leragad, az edény alkalmas a tűzhelyen való használatra.

Ferromágneses tulajdonságokkal rendelkeznek a vas, zománcozott és öntöttvas edények. Az üveg-, kerámia-, porcelán- és réztartályok nem alkalmasak mágneses sütőkhöz.

Abban az esetben, ha nem állnak rendelkezésre megfelelő edények és serpenyők, nem lesz nehéz kiválasztani az indukciós tűzhelyekhez való edényeket, ha néhány tippet követ:

• az indukciós edény aljának legalább 12 cm átmérőjűnek kell lennie, hogy optimális érintkezési felületet biztosítson a tűzhely felületével;
• az indukciós főzőlap vagy más edény grillserpenyőjének aljának vastagsága legalább 2, de legfeljebb 6 mm legyen;
• az alsó felületnek síknak, hajlítások nélkül kell lennie;
• Az indukciós edényen lévő ikon, amely vízszintes spirálnak tűnik, és ferromágneses anyag használatát jelzi, segíthet a megfelelő edény kiválasztásában.

Számos cég gyárt edényeket, serpenyőket, serpenyőket, serpenyőket és még indukciós tűzhelyeket is. Ezért nem lesz nehéz megvásárolni őket.

NÉZD MEG A VIDEÓT

Ha nem lehetséges a teljes speciális edénykészlet vásárlása, használhat indukciós tűzhelyadaptert. Ez egy 2-3 mm vastag, az edények és serpenyők méretétől függően különböző átmérőjű korong. A működés elve a következő: a tekercs hőt ad át az indukciós tűzhely adapterének, amely viszont felmelegíti a rajta álló edényeket. Egy ilyen eszköz használatakor nem szükséges speciális vízforralót vásárolni az indukciós tűzhelyhez, egyszerűen használhatja kedvenc kerámiáját.