Индукционного котла схема: Индукционный котел своими руками: устройство, схема, чертежи, монтаж

Содержание

Электрические индукционные котлы ИКВ схемы подключения

 

1. Назначение и применение индукционных котлов ИКВ


1.1 Индукционные котлы ИКВ предназначены  для получения горячей воды для технологических нужд, отопления промышленных и жилых помещений и для обеспечения горячего водоснабжения.
1.2 Условия эксплуатации:
-работа в постоянном и повторно кратковременном режимах;
-температура внешней среды от + 5°С до + 40°С;
-внешняя среда — неагрессивная, невзрывоопасная;
1.3 Климатическое исполнение У (У Х Л), категория размещения 4 ГОСТ 1 5150-69.
Сертификат соответствия  в наличии
Орган сертификации: «ИЖ-СТАНДАРТ-ТЕСТ».

2. Технические характеристики котлов индукционных ИКВ


2.1 Вид теплоносителя вода.
2.3 Температура теплоносителя, в режиме получения горячей воды — до 95 «С
2. 4 Максимальное рабочее давление теплоносителя МПа — 0.3
2.5 Тепловая мощность  на 1 кВт электрической мощности, не менее, 850 Ккал.

2.6 Мощность производимых предприятием индукционных котлов, кВт — 3…60
2.7 Напряжение сети переменного тока, В — 220/380 (+- 5%)
2.8 Частота тока, Гц — 50
Примечание: по согласованию с производителем в качестве теплоно-сителя, кроме воды, возможно применение тосола и других специальных негорючих жидкостей.

 

 Вариант компоновки моделей ИКВ 3 кВт — 80 кВт

Габариты индукционного котла:

В-высота, Ш-ширина, Г-глубина, С-расстояние между входными и выходными патрубками
1 .Патрубок выходной,
2. Патрубок входной,
3. Трубки соединительные,
4. Вихревые нагреватели,
5. Рама,
6. Болт заземления

 

Типовая схема подключения индукционного котла

1.

Насос циркуляционный, 2. Радиаторы отопления, 3.Котел, 4.Мембранный бак, 5.Шкаф управления, 6.Шаровые краны. (Данное оборудование не входит в комплектацию ).

Комплектация  включает в себя: 
Индукционный котел- 1 шт.;
Шкаф управления (выносной) — 1 шт.;
датчик температуры — 1 шт.;
Руководство по эксплуатации (паспорт) — 1 шт.
Возможно изготовление узлов нагрева , в комплектации с циркуляционным насосом, группой безопасности и запорно-регулируемой арматурой, по желанию заказчика.

Схемы подключения индукционных котлов ИКВ
Подключения двух индукционных котлов ИКВ

 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) Индукционный котел
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран
Индукционный котел ИКВ система отопления и теплый пол

 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления

3) индукционный котел
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран

Классическая система отопления с индукционным котлом ИКВ

 

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) Индукционный котел
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран

Резерв для любой существующей системы отопления

1) Циркуляционный насос
2) Радиаторы отопления
3) Индукционный котел
4) Мембранный бак
5) Пульт управления
6) Шаровый кран
7) Газовый котел, ТЭН, дрова, уголь

Индукционный котел ИКВ подключение горячее водоснабжение ГВС

 

 

 Котлы индукционные электрические нового поколения Индукционные котлы каталог Электрические индукционные котлы Индукционный котел модельный ряд О заводе Контактная информация Карта сайта Оформить заказ

схема плиты и своими руками нагреватель воды

Разбираясь, что такое индукционный котел отопления, можно встретить немало рекламных буклетов, которые называют прибор инновационным и очень дорогим.

Самый простой вид оборудования представляет собой катушку с обмоткой проволокой и диэлектрической трубкой, которая дополнена стальным стержнем. Если запитать устройство от электросети, получается нагрев сердечника. Тепло передается на магистраль и готова система отопления, которую следует рассмотреть подробнее.

Содержание

  • Принцип работы индукционного отопления
  • Виды индукционных котлов для отопления
    • Устройство и основные элементы котла
  • Как выбрать индукционный котел?
  • Преимущества и недостатки индукционных котлов
  • Частые поломки и ремонт индукционных котлов

Принцип работы индукционного отопления

Работа прибора основана на эксплуатации вихревых токов, открытых очень давно. Современный индукционный электрический котел – это улучшенный трансформатор с катушкой, сердечником, обмотками первичного, вторичного типа. Обмотка вторичного типа в виде внутренней трубы с теплоносителем, как раз служит для передачи тепла по трубопроводу системы отопления.

Котел с ТЭНом и индуктором хорошо работает на любых площадях, удобно интегрируется в любую систему отопления и может служить основным или резервным источником тепла.

Виды индукционных котлов для отопления

Различаются два типа устройств с вихревыми токами для нагрева теплоносителя. Первый тип – подача на первичную обмотку напряжения сети 220 в 50 герц, второй – подача напряжения через инвертор. Прибор преобразует стандартное напряжение электросети в токи высокой частоты, примерно в 20 килогерц.

Также различаются используемые материалы – в индукционных котлах SAV замкнутые теплообменники выполнены из стальных труб, а вихревые котлы оснащены теплообменниками из ферромагнитного материала.

Для чего требуется инвертор? Для того чтобы сделать электрокотел индукционный для отопления более надежным, компактным, экономичным и практичным. Однако применение меди для обмотки и сплавов теплообменника, блока автоматики делает инвертор дорогим прибором и это единственная причина по которой индукционные котлы стоят больше, чем электрический обычный котел с ТЭНом.


Выбирая индукционное отопление, сначала нужно подобрать тип котла:

  1. SAV. Отопительное оборудование без инверторов, работающее от стандартного электроснабжения (50 герц), подаваемоемого на индуктор. Вторичная обмотка представляет собой сеть тонких стальных труб теплообменника и быстро прогревается токами Фуко. Транспортировка носителя принудительная, установлен циркуляционный насос. В ассортименте предлагается оборудование с напряжением в 220 V, 380 V.

На заметку! Котлы SAV мощностью в 2,5 кВт справляются с обогревом площади до 30 м2.

  1. ВИН. Это индукционные котлы вихревые, для работы которых нужен инвертор, преобразующий частоту электросети. Котлы отличаются облегченной массой, компактными размерами. Теплообменник выполнен из ферромагнитного сырья, магнитопровод и вторичная обмотка представлены как в виде теплообменника, так и корпуса котла. В комплектацию оборудования включены блок автоматического управления, насос приточный и циркуляционный.

На заметку! Котлы ВИН мощностью 3 кВт справляются с обогревом дома площадью 40 м2.

Устройство и основные элементы котла

Если рассматривать конструкцию прибора, то представляется схема индукционной плиты. Котлы также состоят из нескольких основных элементов:

  • Индуктор. Тип трансформатора с двумя обмотками. Первая дополняет сердечник, из-за чего именно в этом элементе образуется электромагнитное поле, выделяющее вихревые токи. Корпус котла является вторичной обмоткой, принимающей токи, а затем передающей тепловую энергию теплоносителю.
  • Нагреватель. Элемент представляет собой сердечник катушки и выглядит как труба значительного диаметра или несколько трубок меньшего сечения, соединенных параллельно.
  • Патрубки. Нужны для соединения агрегата в тепловую сеть, один патрубок является подающим, второй обратным. По первому внутрь котла поступает теплоноситель, по второму выходит и транспортируется в контур отопительной системы.
  • Инвертор. Прибор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный.

Совет! Если хозяин решил сделать индуктивный котел отопления своими руками, необходимо продумать тип материалов для основных элементов. Можно использовать инвертор от аппарата для сварки, патрубки продаются в магазинах.

Как выбрать индукционный котел?

Сегодня производители предлагают большой ассортимент устройств, поэтому важно обращать внимание на определенные характеристики и основные показатели. Тщательный осмотр, чтение инструкции от производителя поможет выбрать оборудование, которое будет соответствовать всем требованиям.

Специалисты предлагают принимать в расчет следующие моменты:

  1. Безопасность теплогенератора. Чтобы минимизировать риск утечки тепла, важно обращать внимание на отсутствие прямого контакта теплоносителя с током или магнитным полем.
  2. Стабилизатор напряжения. Прибор придется докупать, но он необходим для предупреждения сбоев в сети напряжения при включении агрегата в работу.
  3. КПД. Иногда пользователь обнаруживает огромную разницу между заявленным и реальным КПД. Дело в том, что вся электроэнергия передается со 100% КПД, а потери возникают при плохом утеплении корпуса. Следует знать, что отговорки продавцов о том, что КПД снижен из-за отложений накипи, не являются правдивыми – кальциевые слои являются хорошими проводниками тепла и не могут стать причиной сниженного выхода тепловой энергии. Поэтому если продавец заявляет, что реальный коэффициент полезного действия у прибора ниже заявленного, следует поискать оборудование другого производителя. Также нельзя верить фразе об экономии в 30% при высоком КПД. Дело в том, что индукционный котел не является оборудованием газового типа, где избыточное тепло выделяется через дымовую трубу. И если экономия составляет почти треть выработки, то вопрос о том, куда будет деваться избыток тепла, даст продавцу понять, что обмануть покупателя не получится.
  4. Уровень шума, размеры, масса прибора. Если при тестировании котла он издает шум, то есть неисправность в виде кавитации насоса, перегрева или поставлен слишком узкий трубопровод.
    Оборудование индукционного типа должно работать очень тихо, быть легким по массе и компактным по габаритам.
  5. Прибор регулировки температуры. Кроме удобства такой элемент позволяет неплохо экономить на отоплении. Экономичность системы описана в характеристиках КИТ (коэффициент использования топлива) и никак не характеризует КПД.

На заметку! Специалисты советуют регулировать не показатель температуры подачи воды в радиатор, а уровень температуры в помещениях. Для этого пригодится комнатный выносной термостат или терморегулятор на радиаторе.

Преимущества и недостатки индукционных котлов

Единственная альтернатива индукционным котлам – газовая система отопления, но только по уровню расходов. В сравнении с другими вариантами индукционные агрегаты выигрывают по всем параметрам.

Достоинства:

  • отсутствие ограничений по типу теплоносителя;
  • простота обслуживания, низкий риск поломок и ремонта;
  • высокочастотные вибрации снижают вероятность образования накипи;
  • длительный срок эксплуатации до 40 лет;
  • бесшумная работа;
  • отсутствие сервисного обслуживания;
  • нагревание теплоносителя в предельно короткие сроки (до 5 минут).

Если правильно выбрать качественный котел, то риск протечки исключается – оборудование выполняется в монолитном виде, поэтому протечка будет явным заводским браком.

Перечень недостатков:

  1. Высокие требования к теплоносителю, поэтому лучше установить полипропиленовый фильтр на 5 мкр.
  2. Не помешает монтаж качественных воздухоотводчиков. Устройство индукционного котла отопления подразумевает контакт теплоносителя с магнитным полем, что повышает вероятность появления воздушных пробок.
  3. Источник магнитного поля высокой мощности может негативно влиять на работу сотовых телефонов, Wi-Fi.

Также в расчет следует принимать массу изделий (до 40 кг) и высокую цену оборудования.

Частые поломки и ремонт индукционных котлов

К типичным неполадкам оборудования с наличием ТЭНов относят поломку обогревательных элементов, систем контроля и управления. В этом случае придется менять тепловой электронагреватель или электроды. Однако такой дефект встречается в изделиях по причине заводского брака, неправильной эксплуатации, неверного подключения системы и нарушения эксплуатации.

Важно! Ремонт индукционных котлов своими руками невозможен по причине отсутствия нагревательных элементов, поэтому все работы нужно поручать только мастерам из сервисного центра. Технический паспорт изделий дополнен разделом о вероятных поломках и способах их устранения.

Чтобы не столкнуться с выходом оборудования из строя, важно вовремя делать профилактику. Работы сводятся к тестированию системы перед запуском в регулярную работу при наступлении холодного сезона, визуальному обследованию на целостность соединений, проверке фильтров и чистке воздуховодов.

Опять проблема где найти последнюю версию и скачать приложение 1xBet от лучшей БК, можно узнать прочитав по ссылке про Андроид приложения и соответственно скачать.

2 простых контура индукционного нагревателя — плиты с конфорками

В этом посте мы изучим 2 простых в сборке контура индукционного нагревателя, которые работают на принципах высокочастотной магнитной индукции для генерирования значительного количества тепла на небольшом заданном радиусе.

Обсуждаемые схемы индукционных плит действительно просты и используют всего несколько активных и пассивных обычных компонентов для требуемых действий.


Обновление:  Вы также можете узнать, как спроектировать собственную варочную панель с индукционным нагревателем:
Проектирование схемы индукционного нагревателя – Учебное пособие


Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагреватель представляет собой устройство, использующее высокочастотное магнитное поле для нагрева железной нагрузки или любого ферромагнитного металла посредством вихревого тока.

Во время этого процесса электроны внутри железа не могут двигаться со скоростью, равной частоте, и это приводит к возникновению обратного тока в металле, называемого вихревым током. Это развитие сильного вихревого тока в конечном итоге заставляет железо нагреваться.

Вырабатываемое тепло пропорционально току 2 x сопротивлению металла. Поскольку предполагается, что металл нагрузки состоит из железа, мы рассматриваем сопротивление R для металлического железа.

Теплота = I x R (Железо)

Удельное сопротивление железа: 97 нОм·м В высокочастотных коммутационных приложениях вместо этого в качестве сердечников используются ферритовые материалы.

Однако здесь указанный выше недостаток используется для получения тепла от высокочастотной магнитной индукции.

Ссылаясь на предложенные ниже схемы индукционного нагревателя, мы находим концепцию, использующую ZVS или технологию переключения при нулевом напряжении для требуемого запуска МОП-транзисторов.

Технология обеспечивает минимальный нагрев устройств, что делает работу очень эффективной и результативной.

Кроме того, схема, являющаяся саморезонансной по своей природе, автоматически получает настройки на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора, полностью идентичных схеме резервуара.

Использование генератора Ройера

В схеме используется генератор Ройера, отличающийся простотой и саморезонансным принципом работы.

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

  1. При включении питания положительный ток начинает течь от двух половин рабочей катушки к стокам мосфетов.
  2. При этом напряжение питания доходит и до затворов мосфетов, открывая их.
  3. Однако из-за того, что никакие два мосфета или любые электронные устройства не могут иметь абсолютно одинаковые характеристики проводимости, оба мосфета не включаются вместе, а один из них включается первым.
  4. Давайте представим, что T1 включается первым. Когда это происходит, из-за сильного тока, протекающего через T1, напряжение его стока имеет тенденцию падать до нуля, что, в свою очередь, высасывает напряжение затвора другого MOSFET T2 через подключенный диод Шоттки.
  5. Здесь может показаться, что T1 может продолжать проводить и уничтожать себя.
  6. Однако именно в этот момент в действие вступает схема бака L1C1, которая играет решающую роль. Внезапная проводимость T1 вызывает всплеск и спад синусоидального импульса на стоке T2. Когда синусоидальный импульс схлопывается, он снижает напряжение затвора T1 и отключает его. Это приводит к повышению напряжения на стоке T1, что позволяет восстановить напряжение затвора для T2. Теперь настала очередь T2 проводить, T2 теперь проводит, запуская аналогичный вид повторения, который произошел для T1.
  7. Этот цикл теперь быстро продолжается, заставляя схему колебаться на резонансной частоте контура LC. Резонанс автоматически настраивается на оптимальную точку в зависимости от того, насколько хорошо согласованы значения LC.

Однако основным недостатком конструкции является то, что в качестве трансформатора используется катушка с центральным отводом, что делает реализацию обмотки немного сложнее. Однако центральный отвод обеспечивает эффективный двухтактный эффект на катушке всего за пару активных устройств, таких как MOSFET.

Как видно, к затвору/истоку каждого полевого МОП-транзистора подключены диоды с быстрым восстановлением или высокоскоростным переключением.

Эти диоды выполняют важную функцию разрядки емкости затвора соответствующих полевых МОП-транзисторов в непроводящем состоянии, что делает операцию переключения быстрой и быстрой.

Как работает ZVS

Как мы обсуждали ранее, эта схема индукционного нагревателя работает с использованием технологии ZVS.

ZVS означает переключение при нулевом напряжении, что означает, что MOSFET в схеме включаются, когда на их стоках есть минимальный или нулевой ток, мы уже узнали об этом из приведенного выше объяснения.

Это на самом деле помогает мосфетам безопасно включаться, и поэтому эта функция становится очень полезной для устройств.

Эту характеристику можно сравнить с проводимостью при пересечении нуля для симисторов в сетях переменного тока.

Благодаря этому свойству мосфеты в саморезонансных схемах ZVS требуют гораздо меньших радиаторов и могут работать даже при больших нагрузках до 1 кВА.

Будучи резонансной по своей природе, частота контура находится в прямой зависимости от индуктивности рабочей катушки L1 и конденсатора С1.

Частота может быть рассчитана с использованием следующей формулы:

F = 1 / (2π*√ [ L * C] )

, где F является частотой, рассчитывается в Hertz
L – это индуктивность основной нагревательной катушки L1, представленная в Henries
, а C – емкость конденсатора C1 в фарадах

МОП-транзисторы

. Для них можно использовать радиаторы, хотя выделяемое тепло не вызывает беспокойства, но все же их лучше армировать на теплопоглощающих металлах. Однако можно использовать любые другие N-канальные полевые МОП-транзисторы с соответствующим номиналом, для этого нет особых ограничений.

Индуктор или индукторы, связанные с основным змеевиком нагревателя (рабочим змеевиком), представляют собой своего рода дроссель, который помогает предотвратить любое возможное попадание высокочастотного содержимого в источник питания, а также ограничивает ток до безопасных пределов.

Значение этого индуктора должно быть намного выше по сравнению с рабочей катушкой. 2 мГн обычно вполне достаточно для этой цели. Однако он должен быть построен с использованием проводов большого сечения, чтобы обеспечить безопасное прохождение через него сильноточного диапазона.

Резервуарная цепь

С1 и L1 составляют здесь накопительную цепь для предполагаемой фиксации высокой резонансной частоты. Опять же, они также должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокие величины тока и тепла.

Здесь мы видим включение металлизированных полипропиленовых конденсаторов 330 нФ/400 В.

1) Мощный индукционный нагреватель с использованием концепции драйвера Mazzilli

Первая конструкция, описываемая ниже, представляет собой высокоэффективную индукционную концепцию ZVS, основанную на популярной теории драйвера Mazilli.

Используется одна рабочая катушка и две катушки ограничения тока. Конфигурация позволяет избежать необходимости в центральном отводе от основного рабочего змеевика, что делает систему чрезвычайно эффективной и быстрой для нагрева груза с огромными размерами. Нагревательный змеевик нагревает нагрузку за счет двухтактного действия полного моста

Модуль фактически доступен в Интернете, и его можно легко купить по очень разумной цене.

Принципиальную схему этой конструкции можно увидеть ниже:

Исходную схему можно увидеть на следующем изображении:

Принцип работы такой же, как у ZVS, с использованием двух мощных полевых МОП-транзисторов. Вход питания может быть от 5 В до 12 В, а ток от 5 до 20 ампер в зависимости от используемой нагрузки.

Выходная мощность

Выходная мощность описанной выше конструкции может достигать 1200 Вт при повышении входного напряжения до 48 В и силы тока до 25 ампер.

На этом уровне тепло, выделяемое рабочей катушкой, может быть достаточно сильным, чтобы расплавить болт толщиной 1 см в течение минуты.

Размеры рабочей катушки

Демонстрационное видео

2) Индукционный нагреватель с использованием рабочей катушки с центральным отводом быть немного менее эффективным по сравнению с предыдущей конструкцией. L1, который является наиболее важным элементом всей схемы. Он должен быть построен с использованием чрезвычайно толстых медных проводов, чтобы выдерживать высокие температуры во время индукционных операций.

Конденсатор, описанный выше, должен быть идеально подключен как можно ближе к клеммам L1. Это важно для поддержания резонансной частоты на заданной частоте 200 кГц.

Характеристики первичной рабочей катушки

Для катушки индукционного нагревателя L1 множество медных проводов диаметром 1 мм могут быть намотаны параллельно или бифилярно, чтобы более эффективно рассеивать ток, что приводит к меньшему выделению тепла в катушке.

Даже после этого катушка может подвергаться сильному нагреву и из-за этого деформироваться, поэтому можно попробовать альтернативный метод намотки.

В этом методе мы наматываем его в виде двух отдельных катушек, соединенных в центре для получения необходимого центрального ответвления.

В этом методе можно попробовать использовать меньшие витки для снижения импеданса катушки и, в свою очередь, для увеличения ее пропускной способности по току.

Емкость для этой схемы может быть увеличена, чтобы пропорционально уменьшить резонансную частоту.

Резервуарные конденсаторы:

Всего 330 нФ x 6 можно использовать для получения чистой емкости приблизительно 2 мкФ.

Как прикрепить конденсатор к рабочей индукционной катушке

На следующем изображении показан точный метод присоединения конденсаторов параллельно концевым клеммам медной катушки, предпочтительно через печатную плату с хорошими размерами.

Перечень деталей для указанной выше цепи индукционного нагревателя или цепи индукционной плиты

  • R1, R2 = 330 Ом 1/2 Вт
  • D1, D2 = FR107 или BA159

    6 T1, T2 = I05 6 T1, T2 = I0RF 10 000 мкФ/25 В

  • C2 = 2 мкФ/400 В путем параллельного соединения показанных ниже 6 конденсаторов 330 нФ/400 В
  • D3—-D6 = 25-амперные диоды
  • IC1 = 7812
  • L1 = 7812
  • На следующих рисунках диаметр может быть около 30 мм (внутренний диаметр катушек)
  • L2 = дроссель 2 мГн, изготовленный путем намотки магнитного провода диаметром 2 мм на любой подходящий ферритовый стержень
  • TR1 = 0–15 В/20 ампер
  • регулируемый источник питания постоянного тока 15 В 20 ампер.
Использование транзисторов BC547 вместо высокоскоростных диодов

На приведенной выше схеме индукционного нагревателя мы видим затворы MOSFET, состоящие из диодов с быстрым восстановлением, которые могут быть труднодоступными в некоторых частях страны.

Простая альтернатива этому может быть в виде транзисторов BC547, подключенных вместо диодов, как показано на следующей схеме.

Транзисторы будут выполнять ту же функцию, что и диоды, поскольку BC547 хорошо работает на частотах около 1 МГц.

Еще одна простая конструкция «сделай сам»

На следующей схеме показана еще одна простая конструкция, похожая на вышеописанную, которую можно быстро собрать дома для реализации персональной системы индукционного нагрева.

Перечень деталей

  • R1, R4 = 1K 1/4 Вт MFR 1%
  • R2, R3 = 10K 1/4 Вт MFR 1%
  • D1, D2 = BA159 или FR107
  • 1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z Стабилитроны мощностью 1/2 Вт
  • Q1, Q2 = МОП-транзистор IRFZ44n на радиаторе
  • C1 = 0,33 мкФ/400 В или 3 шт. 0,1 мкФ/400 В параллельно
  • L1, L2, как показано на следующих изображениях:
  • L2 извлечен из любого старого блока питания компьютера ATX.
Как устроена L2

Преобразование посуды в электроплитку

Вышеприведенные разделы помогли нам изучить простую схему индукционного нагревателя с использованием пружинообразной катушки, однако эта катушка не может использоваться для приготовления пищи и требует серьезные модификации.

В следующем разделе статьи объясняется, как вышеупомянутая идея может быть изменена и использована как простая небольшая схема индукционного нагревателя для посуды или индукционная схема кадай.

Низкотехнологичная конструкция с низким энергопотреблением, которая может не соответствовать обычным устройствам. Схема была запрошена г-ном Дипешем Гуптой

Технические характеристики

Сэр,

Я прочитал вашу статью «Простая схема индукционного нагревателя — схема плиты» и был очень рад обнаружить, что есть люди, готовые помочь таким молодым людям, как мы, сделай что-нибудь .

Сэр, я пытаюсь понять работу и пытаюсь разработать индукционный кадай для себя … Сэр, пожалуйста, помогите мне понять проектирование, так как я не так хорош в электронике

Я хочу разработать индукционный нагреватель кадай диаметром 20 дюймов с частотой 10 кГц по очень низкой цене !!!

Я видел ваши схемы и статью, но немного запутался

  • 1. Используемый трансформатор
  • 2. Как сделать L2
  • 3. И любые другие изменения в схеме для частоты от 10 до 20 кГц с током 25Амс

Пожалуйста, помогите мне, сэр, как можно скорее. Будет полезно, если вы сможете предоставить точную информацию о необходимых компонентах. Пожалуйста, и, наконец, вы упомянули об использовании ПИТАНИЯ: используйте регулируемый источник питания постоянного тока 15 В, 20 А. Где используется….

Спасибо

Дипеш гупта

Конструкция

Представленная здесь конструкция индукционной схемы кадаи предназначена только для экспериментальных целей и может не служить в качестве обычных устройств. На нем можно быстро заварить чашку чая или приготовить омлет, большего и не следует ожидать.

Упомянутая схема изначально была разработана для нагрева предметов, подобных железным стержням, таких как головка болта. металлическая отвертка и т. д., однако с некоторой модификацией ту же схему можно применять для нагревания металлических кастрюль или сосудов с выпуклым дном типа «кадай».

Для реализации вышеизложенного исходная схема не нуждается в каких-либо модификациях, за исключением основной рабочей катушки, которую нужно будет немного подправить, чтобы сформировать плоскую спираль вместо пружины.

Например, чтобы преобразовать конструкцию в индукционную посуду, чтобы она поддерживала сосуды с выпуклым дном, такие как кадай, катушка должна быть изготовлена ​​в сферически-винтовой форме, как показано на рисунке ниже:

Схема будет такой же, как описано в моем разделе выше, который в основном представляет собой дизайн, основанный на Ройере, как показано здесь:

Конструирование спиральной рабочей катушки

L1 состоит из 5-6 витков медной трубки диаметром 8 мм в виде сферической спирали, как показано выше, для размещения небольшой стальной чаши посередине.

Катушка также может быть сжата в виде спирали, если в качестве посуды предполагается использовать небольшую стальную кастрюлю, как показано ниже: медный провод над толстым ферритовым стержнем, количество витков необходимо экспериментировать, пока на его клеммах не будет достигнуто значение 2 мГн.

TR1 может быть трансформатором 20 В 30 А или источником питания SMPS.

Фактическая схема индукционного нагревателя довольно проста по своей конструкции и не требует особых объяснений, несколько вещей, о которых необходимо позаботиться, следующие:

Резонансный конденсатор должен быть относительно ближе к основной рабочей катушке. L1 и должен быть выполнен путем параллельного соединения около 10 0,22 мкФ/400 В. Конденсаторы должны быть строго неполярными и металлизированными из полиэстера.

Хотя конструкция может показаться довольно простой, поиск центрального ответвления в конструкции со спиральной намоткой может вызвать некоторую головную боль, поскольку спиральная катушка будет иметь несимметричное расположение, что затрудняет определение точного центрального отвода для цепи.

Это можно сделать методом проб и ошибок или с помощью LC-метра.

Неправильно расположенный центральный отвод может заставить схему работать ненормально или привести к неравномерному нагреву полевых транзисторов, или вся схема может просто не генерировать в худшем случае.

Ссылка: Википедия

Катушки индукционного нагрева — компоненты индукционного нагрева

Элементы индукционного нагрева

Типичная система индукционного нагрева включает источник питания, схему согласования импеданса, контур бака и аппликатор. Аппликатор, представляющий собой индукционную катушку, может быть частью контура резервуара. Баковая цепь обычно представляет собой параллельный набор конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи бака являются резервуарами электростатической энергии и электромагнитной энергии соответственно. На резонансной частоте конденсатор и катушка индуктивности начинают передавать накопленную энергию друг другу. В параллельной конфигурации это преобразование энергии происходит при высоком токе. Высокий ток через катушку способствует хорошей передаче энергии от индукционной катушки к заготовке.

Щелкните здесь, чтобы узнать, что такое индукционные катушки и как они работают, а также о различных типах катушек .

 

 

a) Источник питания

Источники питания являются одной из наиболее важных частей системы индукционного нагревателя. Обычно они оцениваются по диапазону рабочих частот и мощности. Существуют различные типы индукционных источников питания, которые представляют собой источники линейной частоты, умножители частоты, мотор-генераторы, преобразователи с искровым разрядником и полупроводниковые инверторы. Твердотельные инверторы имеют наибольшую эффективность среди источников питания.

Типичный твердотельный инверторный источник питания состоит из двух основных частей; Выпрямитель и инвертор. Линейный переменный ток преобразуется в постоянный в секции выпрямителя с помощью диодов или тиристоров. Постоянный ток поступает в инвертор, где полупроводниковые переключатели, такие как IGBT или MOSFET, преобразуют его в ток, на этот раз с высокой частотой (обычно в диапазоне 10–600 кГц). Согласно диаграмме ниже, IGBT могут работать при более высоком уровне мощности и более низкой частоте по сравнению с MOSFET, работающими при более низком уровне мощности и более высоких частотах.

 

  b) Соответствие импеданса

Источники питания индукционного нагрева, как и любое другое электронное устройство, имеют максимальные значения напряжения и тока, которые не должны превышаться. Чтобы передать максимальную мощность от источника питания к нагрузке (заготовке), импеданс источника питания и нагрузки должен быть как можно ближе. Таким образом, значения мощности, напряжения и тока могут одновременно достигать максимально допустимых пределов. Для этой цели в индукционных нагревателях используются цепи согласования импеданса. В зависимости от применения могут использоваться различные комбинации электрических элементов (например, трансформаторы, переменные катушки индуктивности, конденсаторы и т. д.).

 

c) Резонансный бак

Резонансный бак в системе индукционного нагрева обычно представляет собой параллельный набор конденсатора и индуктора, который резонирует на определенной частоте. Частота определяется по следующей формуле:

, где L — индуктивность индукционной катушки, а C — емкость. Согласно анимации ниже явление резонанса очень похоже на то, что происходит в качающемся маятнике. В маятнике кинетическая и потенциальная энергии преобразуются друг в друга, пока он качается с одного конца на другой. Движение демпфируется за счет трения и других механических потерь. В резонансном резервуаре энергия, обеспечиваемая источником питания, колеблется между катушкой индуктивности (в виде электромагнитной энергии) и конденсатором (в виде электростатической энергии). Энергия затухает из-за потерь в конденсаторе, индукторе и изделии. Потери в заготовке в виде тепла являются желательными и целью индукционного нагрева.

Сам резонатор включает в себя конденсатор и катушку индуктивности. Батарея конденсаторов используется для обеспечения необходимой емкости для достижения резонансной частоты, близкой к возможностям источника питания. На низких частотах (ниже 10 кГц) используются маслонаполненные конденсаторы, а на более высоких частотах (более 10 кГц) используются керамические конденсаторы или конденсаторы с твердым диэлектриком.

 

d) Индукторы индукционного нагревателя

Что такое индукционные катушки и как они работают?

Катушка индукционного нагрева представляет собой медную трубку особой формы или другой проводящий материал, через который проходит переменный электрический ток, создавая переменное магнитное поле. Металлические детали или другие проводящие материалы помещаются внутри, через или рядом с катушкой индукционного нагрева, не касаясь катушки, и создаваемое переменное магнитное поле вызывает трение внутри металла, вызывая его нагрев.

Как работают индукционные катушки?

При проектировании катушки необходимо учитывать некоторые условия:

1. Для повышения эффективности индукционных нагревателей расстояние между катушкой и заготовкой должно быть минимальным. Эффективность связи между катушкой и заготовкой обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния между ними.

2. Если деталь расположена в центре спиральной катушки, она будет лучше всего связана с магнитным полем. Если он смещен от центра, область заготовки ближе к виткам получит больше тепла. Этот эффект показан на рисунке ниже.

 

3. Кроме того, положение, близкое к соединению выводы-катушка, имеет более слабую плотность магнитного потока, поэтому даже центр ID спиральной катушки не является центром индукционного нагрева.

4. Следует избегать эффекта отмены (рисунок слева). Это происходит, когда отверстие катушки очень маленькое. Введение петли в катушку поможет обеспечить необходимую индуктивность (рисунок справа). Индуктивность индуктора определяет способность этого индуктора накапливать магнитную энергию. Индуктивность можно рассчитать как:

где ε — электродвижущая сила, а dI/dt — скорость изменения тока в катушке. ε сама по себе равна скорости изменения магнитного потока в катушке (- dφ/dt), где магнитный поток φ можно рассчитать из NBA, где N — число витков, B — магнитное поле, а A — площадь индуктор. Поэтому индуктивность будет равна:

Очевидно, что величина индуктивности линейно пропорциональна площади индуктора. Следовательно, необходимо учитывать минимальное значение для контура индуктора, чтобы он мог накапливать магнитную энергию и передавать ее на индукционную заготовку.

Эффективность катушки

Эффективность катушки определяется следующим образом:

В таблице ниже показана типичная эффективность различной катушки:

Модификация катушки в соответствии с применением

2. объект не имеет однородного профиля, хотя и нуждается в равномерном нагреве. В этих случаях поле магнитного потока необходимо модифицировать. Для этого есть два типичных метода. Один из способов — разъединить витки там, где деталь имеет большее поперечное сечение (при использовании спиральной катушки). Более распространенным методом является увеличение межвиткового промежутка в местах, где поперечное сечение детали больше. Оба метода показаны на рисунке ниже.

 

Такая же ситуация возникает при нагреве плоских поверхностей большими блинчатыми змеевиками. Центральная часть будет перегреваться. Чтобы избежать этого, зазор между поверхностью катушки и плоским объектом будет увеличен за счет придания конической формы блинной катушке.

 

Змеевик с вкладышем используется в тех случаях, когда требуется широкая и равномерная зона нагрева, но мы хотим избежать использования медных труб большого диаметра. Вкладыш представляет собой широкий лист, который приваривается к ГНКТ как минимум в двух точках. Остальная часть стыка будет пропаяна только для обеспечения максимальной теплопередачи соединения. Также синусоидальный профиль поможет увеличить охлаждающую способность змеевика. Такая катушка показана на рисунке ниже.

 

По мере увеличения длины нагрева количество витков необходимо увеличивать, чтобы сохранить равномерность нагрева.

 

В зависимости от изменения формы заготовки меняется схема нагрева. Магнитный поток имеет тенденцию скапливаться на краях, поверхностных срезах или углублениях нагревательного объекта, вызывая более высокую скорость нагрева в этих местах. На рисунке ниже показан «краевой эффект», когда спираль находится выше края нагревательного элемента, и в этой области происходит чрезмерный нагрев. Чтобы этого избежать, катушку можно опустить ниже, чтобы она была ровной или чуть ниже края.

 

Индукционный нагрев дисков также может привести к чрезмерному нагреву краев, как показано на рисунке ниже. Края получат более высокий нагрев. Высота витка может быть уменьшена или концы витка могут быть выполнены большего радиуса, чтобы отделить их от края заготовки.

 

Острые углы прямоугольных витков могут вызвать более глубокий нагрев заготовки. Развязка углов катушки, с одной стороны, уменьшит скорость нагрева угла, а с другой стороны, уменьшит общую эффективность индукционного процесса.

 

Одним из важных моментов, который необходимо учитывать при проектировании многоместных катушек, является влияние соседних катушек друг на друга. Чтобы поддерживать максимальную силу нагрева каждого змеевика, межосевое расстояние между соседними змеевиками должно быть не менее чем в 1,5 раза больше диаметра змеевика.

 

Разъемные индукторы используются в тех случаях, когда требуется тесная связь, а также когда деталь не может быть извлечена из катушки после процесса нагрева. Важным моментом здесь является то, что в месте соприкосновения шарнирных поверхностей должен быть обеспечен очень хороший электрический контакт. Обычно тонкий слой серебра используется для обеспечения наилучшего поверхностного электрического контакта. Разделенные части змеевиков будут охлаждаться с помощью гибких водяных трубок. Автоматическое пневматическое сжатие часто используется для закрытия/открытия змеевика, а также для обеспечения необходимого давления в шарнирной зоне.

 

Типы нагревательных змеевиков

Двойной деформированный блинчатый змеевик

В таких приложениях, как нагрев кончика вала, достижение однородности температуры может быть затруднено из-за эффекта компенсации в центре поверхности наконечника. Двойной деформированный блинчатый змеевик с зачищенными сторонами, аналогичный приведенной ниже схеме, можно использовать для достижения равномерного профиля нагрева. Следует обратить внимание на направление двух блинов, в которых центральные обмотки намотаны в одном направлении и имеют дополнительный магнитный эффект.

 

Катушка с раздельным возвратом

В таких применениях, как сварка узкой полосы на одной стороне длинного цилиндра, где относительно большая длина должна быть нагрета значительно выше, чем другие области объекта, текущий обратный путь будет иметь значение. При использовании катушки типа Split-Return большой ток, индуцируемый в сварочном пути, будет разделен на две части, которые будут еще шире. Таким образом, скорость нагрева на пути сварки как минимум в четыре раза выше, чем у остальных частей объекта.

 

Катушки канального типа

Катушки канального типа используются, если время нагрева не очень короткое, а также требуется довольно низкая удельная мощность. Ряд нагревающихся частей будет проходить через змеевик с постоянной скоростью и достигать максимальной температуры при выходе из машины. Концы катушки обычно загнуты, чтобы обеспечить путь для входа и выхода деталей из катушки. Там, где необходим профильный обогрев, можно использовать пластинчатые концентраторы с многовитковыми канальными змеевиками.

 

Квадратная медная трубка имеет два основных преимущества по сравнению с круглой трубкой: а) поскольку она имеет более плоскую поверхность, «смотрящую» на заготовку, она обеспечивает лучшую электромагнитную связь с нагревательной нагрузкой и б) она конструктивно легче для реализации поворотов с квадратной трубкой, а не с круглой трубкой.

 

Конструкция выводов для индукционных катушек

Конструкция выводов: Выводы являются частью индукционной катушки и, хотя они очень короткие, имеют конечную индуктивность. В общем виде на схеме ниже показана принципиальная схема теплового пункта системы индукционного агрегата. C — резонансный конденсатор, установленный в тепловой станции, L_lead — общая индуктивность выводов катушки, а L_coil — индуктивность индукционной катушки, связанной с нагревательной нагрузкой. V_total — это напряжение, подаваемое от индукционного источника питания на тепловую станцию, V_lead — падение напряжения на индуктивности провода, а V_coil — напряжение, которое будет подаваться на индукционную катушку. Общее напряжение представляет собой сумму напряжения на выводе и напряжения на индукционной катушке:

V_lead представляет собой величину общего напряжения, занимаемого выводами, и не оказывает никакого полезного индукционного действия. Целью дизайнера будет минимизировать это значение. V_lead можно рассчитать как:

Из приведенных выше формул видно, что для минимизации значения V_lead индуктивность выводов должна быть в несколько раз меньше индуктивности индукционной катушки (L_lead≪L_coil) .

 

Уменьшение индуктивности выводов: На низких частотах, обычно из-за использования катушек с высокой индуктивностью (многовитковых и/или большого внутреннего диаметра), L_вывод намного меньше, чем L_coil. Однако, поскольку количество витков и общий размер катушки уменьшаются для высокочастотных индукторов, становится важным применение специальных методов для минимизации индуктивности выводов. Ниже приведены два примера, как это сделать.

 

Концентраторы потока: Когда магнитный материал помещается в окружающую среду, включающую магнитные поля, из-за низкого магнитного сопротивления (сопротивления) он имеет тенденцию поглощать линии магнитного потока. Способность поглощать магнитное поле количественно определяется относительной магнитной проницаемостью. Это значение для воздуха, меди и нержавеющей стали равно единице, но для мягкой стали может доходить до 400, а для железа до 2000. Магнитные материалы могут сохранять свою магнитную способность до температуры Кюри, после чего их магнитная проницаемость падает до единицы и они больше не будут магнитными.

Концентратор потока представляет собой материал с высокой проницаемостью и низкой электропроводностью, предназначенный для использования в конструкции катушек индукционного нагревателя для усиления магнитного поля, воздействующего на нагревательную нагрузку. На рисунке ниже показано, как размещение концентратора потока в центре круглой катушки концентрирует силовые линии магнитного поля на поверхности катушки. При этом материалы, размещенные поверх блинчатого змеевика, будут лучше сцепляться и получать максимальный нагрев.

 

Влияние концентратора потока на плотность тока в индукционной катушке показано на рисунке ниже. Большая часть тока будет сосредоточена на поверхности, не покрытой концентратором потока.