Schema's van inductieovens. Het werkingsprincipe van inductieovens

Het principe van de werking van de inductieoven is dat de smeltwarmte wordt verkregen uit elektriciteit, die wordt opgewekt door afwisselend magnetisch veld. In dergelijke ovens wordt energie omgezet van elektromagnetisch, vervolgens in elektrisch en uiteindelijk in warmte. Hoe wordt een inductieoven met de hand gemaakt?

Dergelijke ovens zijn onderverdeeld in twee typen:

Smeltkroes. In dergelijke ovens bevinden de inductor en de kern zich in het metaal. Dit type oven wordt gebruikt in industriële gieterijen, voor het smelten van koper, aluminium, gietijzer, staal, maar ook in sieradenfabrieken voor het smelten edele metalen.
Kanaal. In dit type oven bevinden de inductor en de kern zich rond het metaal.

Vergeleken met boilers of andere fornuizen hebben inductiefornuizen verschillende voordelen:

meteen opwarmen.
focus energie in een bepaald bereik;
milieuvriendelijk apparaat en relatieve veiligheid;
er is geen damp;
enorme mogelijkheden voor het aanpassen van temperatuur en capaciteit;
homogeniteit van het metaal dat wordt gesmolten.

Inductieovens worden ook gebruikt voor verwarming. Dit is een handige en tegelijkertijd stille verwarmingsmethode.

Vereist geen speciale ruimte voor de ketel. Kalk stapelt zich niet op op het verwarmingselement en voor circulatie langs verwarmingssysteem U kunt elke vloeistof gebruiken, of het nu olie, water en andere zijn. Bovendien is de oven duurzaam, aangezien hij minimaal verslijt. Zoals eerder vermeld, is het zeer milieuvriendelijk, omdat er geen schadelijke uitstoot de lucht in, en voldoet bovendien aan alle brandveiligheidseisen.

Verzameling van informatie

Iemand die begrijpt hoe een elektrisch circuit moet worden gelezen en begrepen, zal het niet moeilijk vinden om erachter te komen hoe zo'n inductieoven moet worden gemaakt. Op internet zie je tientallen of zelfs honderden opties om verschillende inductiekookplaten te maken met huishoudelijke rommel, bijvoorbeeld uit een oude magnetron of lasomvormer.

Vergeet niet dat elektrische stroom een gevaarlijk iets is. En voor de vervaardiging van een inductieoven moet u een idee hebben van wat verwarming met inductie is. Het is raadzaam om iemand bij u te hebben die minimaal de basis van elektrotechniek goed begrijpt of ervaring heeft met het werken met elektrische apparatuur.

Werkingsprincipe

De basis van de werking van een dergelijke kachel is het onttrekken van warmte aan een elektrische stroom, die met behulp van een spoel een magnetisch wisselveld opwekt. Het blijkt dat we warmte eerst uit elektromagnetische energie halen en daarna uit elektrische energie. Het gesloten karakter van de stromen die door de windingen van de inductor (inductor) stromen, genereert warmte en verwarmt het metaal van binnenuit.

Zo'n kachel kan werken, heeft een vereenvoudigde versie en werkt vanuit een 220V thuisnetwerk. Maar dit vereist een gelijkrichter, dat wil zeggen een adapter.

oven apparaat

Het ontwerp van een inductieapparaat is vergelijkbaar met een transformator. Daarin wordt de primaire wikkeling gevoed door wisselstroom en dient de secundaire als een verwarmd lichaam.

De eenvoudigste inductor wordt beschouwd als een geïsoleerde geleider (in de vorm van een spiraal of kern), die zich op het oppervlak bevindt metalen pijp of erin.

Hier zijn enkele knopen die werken door inductie:

Spoel;
compartiment voor smeltoven;
verwarmingselement voor verwarmingsoven;
generator;
kader.

De inductiesmeltoven wordt de afgelopen decennia gebruikt om metalen en legeringen te smelten. Het apparaat wordt veel gebruikt in de metallurgische en technische velden, maar ook in sieraden. Indien gewenst kan een eenvoudige versie van deze apparatuur met de hand worden gemaakt. Overweeg het werkingsprincipe en de kenmerken van het gebruik van een inductieoven in meer detail.

Principe van inductieverwarming

Om ervoor te zorgen dat het metaal van de ene aggregatietoestand naar de andere gaat, moet het worden verwarmd tot een voldoende hoge temperatuur. Bovendien heeft elk metaal en elke legering zijn eigen smeltpunt, dat afhankelijk is van: chemische samenstelling en andere momenten. De inductiesmeltoven geleidt de verwarming van het materiaal van binnenuit door wervelstromen te creëren die door het kristalrooster gaan. Het beschouwde proces houdt verband met het fenomeen van resonantie, dat een toename van de sterkte van wervelstromen veroorzaakt.

Het werkingsprincipe van het apparaat heeft de volgende kenmerken:

De ruimte die in de spoel wordt gevormd, dient om het werkstuk op te nemen. Het is alleen mogelijk om deze verwarmingsmethode in industriële omstandigheden te gebruiken als: groot apparaat, waarin het mogelijk zal zijn om een mengsel van verschillende maten te plaatsen.
De geïnstalleerde spoel kan hebben: andere vorm, bijvoorbeeld achten, maar de meest voorkomende is de spiraal. Houd er rekening mee dat de vorm van de spoel wordt gekozen afhankelijk van de kenmerken van het werkstuk dat wordt verwarmd.

Om een wisselend magnetisch veld te creëren, wordt het apparaat aangesloten op een huishoudelijk stroomnet. Hoogfrequente generatoren worden gebruikt om de kwaliteit van de verkregen legering met een hoge vloeibaarheid te verbeteren.

Het apparaat en de toepassing van de inductieoven

Indien gewenst kunt u een inductieoven maken voor het smelten van metaal uit geïmproviseerde materialen. Het klassieke ontwerp heeft drie blokken:

Een generator die een hoogfrequente wisselstroom creëert. Hij is het die een elektrische stroom creëert, die wordt omgezet in een magnetisch veld dat door het materiaal gaat en de beweging van deeltjes versnelt. Hierdoor vindt de overgang van het metaal of de legeringen plaats van de vaste toestand naar de vloeistof.
De inductor is verantwoordelijk voor het creëren van een magnetisch veld, dat het metaal verwarmt.
De smeltkroes is ontworpen om het materiaal te smelten. Het wordt in een spoel geplaatst en de wikkeling is verbonden met stroombronnen.

Het proces van het omzetten van elektrische stroom in een magnetisch veld wordt tegenwoordig in de meeste verschillende industrieën industrie.

De belangrijkste voordelen van de inductor zijn de volgende punten:

Een modern apparaat is in staat om een magnetisch veld te sturen, waardoor de efficiëntie toeneemt. Met andere woorden, de lading wordt verwarmd, niet het apparaat.
Door de gelijkmatige verdeling van het magnetische veld wordt het werkstuk gelijkmatig verwarmd. In dit geval, vanaf het moment dat het apparaat is ingeschakeld tot het smelten van de lading, duurt het niet een groot aantal van tijd.
De uniformiteit van de resulterende legering, evenals de hoge kwaliteit ervan.
Bij het verhitten en smelten van het metaal ontstaan er geen dampen.
De installatie zelf is veilig in gebruik, veroorzaakt geen vorming van giftige stoffen.

Er is gewoon een enorm bedrag verschillende opties uitvoering van zelfgemaakte inductieovens, elk heeft zijn eigen specifieke kenmerken.

Soorten inductieovens

Gezien de classificatie van apparaten, merken we op dat de verwarming van de werkstukken zowel binnen als buiten de spoel kan plaatsvinden. Daarom zijn er twee soorten inductieovens:

Kanaal. Dit soort apparaat heeft kleine kanaaltjes die zich rond de spoel bevinden. Om een wisselend magnetisch veld te genereren, bevindt zich binnenin een kern.
Smeltkroes. Dit ontwerp wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een speciale container, die een smeltkroes wordt genoemd. Het is gemaakt van vuurvast metaal met een hoog smeltpunt.

Het is belangrijk dat kanaalinductieovens grote totale afmetingen hebben en bedoeld zijn voor het industrieel smelten van metaal. Door het continue smeltproces kan een grote hoeveelheid gesmolten metaal worden verkregen. Kanaalinductieovens worden gebruikt voor het smelten van aluminium en gietijzer, evenals andere non-ferro legeringen.
Crucible inductieovens worden gekenmerkt door relatief: kleine maat. In de meeste gevallen wordt dit soort apparaat gebruikt in sieraden, maar ook bij het smelten van metaal thuis.
Door met uw eigen handen een oven te maken, kunt u het vermogen aanpassen, waarvoor het aantal beurten verandert. Houd er rekening mee dat bij een toename van het vermogen van het apparaat een batterij met meer capaciteit nodig is, naarmate de indicator voor het stroomverbruik toeneemt. Om de temperatuur van de belangrijkste structurele elementen te verlagen, is een ventilator geïnstalleerd. Tijdens langdurig gebruik van de oven kunnen de belangrijkste elementen aanzienlijk opwarmen, waarmee rekening moet worden gehouden.
Inductieovens met lampen worden ook veel gebruikt. Een soortgelijk ontwerp kan onafhankelijk worden gemaakt. Het montageproces heeft de volgende kenmerken:
Een koperen buis wordt gebruikt om een inductor te maken, waarvoor deze in een spiraal wordt gebogen. De uiteinden moeten ook groot zijn, wat nodig is om het apparaat op een stroombron aan te sluiten.
De spoel moet in de behuizing worden geplaatst. Het is gemaakt van hittebestendig materiaal dat warmte kan weerkaatsen.
Lampcascades zijn volgens het schema verbonden met condensatoren en smoorspoelen.
Er is een neon-indicatielampje aangesloten. Het is opgenomen in het circuit om aan te geven dat het apparaat klaar is voor gebruik.
Op het systeem is een afstemcondensator met variabele capaciteit aangesloten.

Een belangrijk punt is hoe het systeem kan worden gekoeld. Tijdens het gebruik van bijna alle inductieovens kunnen de belangrijkste structurele elementen opwarmen tot hoge temperaturen. Industriële apparatuur heeft een geforceerd koelsysteem dat werkt op water of antivries. Om met uw eigen handen een waterkoelingsontwerp te maken, is behoorlijk wat geld nodig.
Thuis is een luchtkoelsysteem geïnstalleerd. Hiervoor zijn ventilatoren geïnstalleerd. Ze moeten zo worden geplaatst dat ze een continue stroom koude lucht naar de belangrijkste elementen van de ovenstructuur leveren.

Oude pottenbakkers die vuurden keramische producten in de smederijen werden op de bodem soms glanzende harde stukken met ongewone eigenschappen gevonden. Vanaf het moment dat ze begonnen na te denken over wat deze prachtige stoffen waren, hoe ze daar verschenen en ook waar ze nuttig konden worden gebruikt, werd metallurgie geboren - het ambacht en de kunst van metaalbewerking.

En het belangrijkste hulpmiddel om nieuwe, uiterst bruikbare materialen uit erts te winnen, waren thermosmeltsmederijen. Hun ontwerpen hebben een lange weg van ontwikkeling afgelegd: van primitieve wegwerpkoepels van klei die met hout worden verwarmd tot moderne elektrische ovens met automatische controle smeltproces.

Metaalsmeltinstallaties zijn niet alleen nodig voor de reuzen van de ferrometallurgie, die koepels, hoogovens, open-haardovens en regeneratorconverters gebruiken met een productie van enkele honderden tonnen per cyclus.
Dergelijke waarden zijn typerend voor het smelten van ijzer en staal, die tot 90% van de industriële productie van alle metalen uitmaken.
In de non-ferrometallurgie en secundaire verwerking zijn de volumes veel kleiner. En de wereldomzet van de productie van zeldzame aardmetalen wordt over het algemeen geschat op enkele kilo's per jaar.

Maar de behoefte aan het smelten van metaalproducten ontstaat niet alleen in de massaproductie. Een belangrijke sector van de metaalbewerkingsmarkt wordt ingenomen door de gieterijproductie, waar metaalsmelteenheden met een relatief kleine output nodig zijn - van enkele tonnen tot tientallen kilogrammen. En voor de productie van handwerk en kunstnijverheid en sieraden worden smeltmachines met een opbrengst van enkele kilo's gebruikt.

Alle soorten metaalsmeltapparaten kunnen worden onderverdeeld volgens het type energiebron voor hen:

Thermisch. De warmtedrager is rookgas of sterk verwarmde lucht.
Elektrisch. Er worden verschillende thermische effecten van elektrische stroom gebruikt:
- Moffel. Verwarming van materialen geplaatst in een warmte-geïsoleerde behuizing met een spiraalvormig verwarmingselement.
- weerstand. Een monster verhitten door er een grote stroom doorheen te leiden.
- Boog. De hoge temperatuur van de elektrische boog wordt gebruikt.
- Inductie. Smelten van metalen grondstoffen interne warmte door de werking van wervelstromen.
Streamen. Exotische plasma- en kathodestraalapparaten.

In-Line Elektronenstraal Smeltoven Thermische Open Haard Oven Elektrische Boogoven

Bij kleine opwekkingsvolumes is het meest geschikt en economisch het gebruik van elektrische, in het bijzonder, inductie smeltovens(IPP).

Het apparaat van elektrische inductieovens

Kortom, hun werking is gebaseerd op het fenomeen van Foucault-stromen - wervelgeïnduceerde stromen in een geleider. In de meeste gevallen behandelen elektrotechnici ze als een schadelijk fenomeen.
Het is bijvoorbeeld juist daardoor dat de kernen van transformatoren zijn gemaakt van stalen platen of tape: in een massief stuk metaal kunnen deze stromen aanzienlijke waarden bereiken, wat leidt tot nutteloze energieverliezen voor verwarming.

In de inductiesmeltoven wordt dit fenomeen goed benut. In feite is het een soort transformator, waarbij de rol van een kortgesloten secundaire wikkeling, en in sommige gevallen de kern, wordt gespeeld door een gesmolten metaalmonster. Het is metallisch - alleen materialen die elektriciteit geleiden, kunnen erin worden verwarmd, terwijl diëlektrica koud blijven. De rol van de inductor - de primaire wikkeling van de transformator wordt uitgevoerd door verschillende windingen van een dikke koperen buis die in een spoel is gerold, waardoor het koelmiddel circuleert.

Overigens werken de razend populaire keukenkookplaten met inductie volgens hetzelfde principe. hoogfrequente verwarming. Een stuk ijs erop zal niet eens smelten, maar metalen gebruiksvoorwerpen wordt bijna onmiddellijk warm.

Ontwerpkenmerken van thermische inductieovens

Er zijn twee hoofdtypen PPI's:

Voor beide typen metaalsmeltinstallaties zijn er geen fundamentele verschillen in het type werkende grondstoffen: ze smelten met succes zowel ferro- als non-ferrometalen. Het is alleen nodig om de juiste bedrijfsmodus en het type smeltkroes te selecteren.

Selectie-opties

De belangrijkste criteria voor het kiezen van een of ander type thermische oven zijn dus het volume en de continuïteit van de productie. Voor een kleine gieterij is bijvoorbeeld in de meeste gevallen een elektrische kroesoven geschikt en een kanaaloven geschikt voor een recyclingbedrijf.

Bovendien is een van de belangrijkste parameters van een smeltkroes thermische oven het volume van één warmte, op basis waarvan men moet kiezen specifiek model. Belangrijke kenmerken zijn ook het maximale bedrijfsvermogen en het type stroom: eenfasig of driefasig.

Keuze van montagelocatie

De plaatsing van de inductieoven in een werkplaats of werkplaats moet een vrije benadering bieden voor de veilige uitvoering van alle technologische bewerkingen in het smeltproces:

laden van grondstoffen;
manipulaties tijdens de werkcyclus;
lossen van de afgewerkte smelt.

De installatieplaats moet voorzien zijn van de nodige elektrische netwerken met de vereiste bedrijfsspanning en het aantal fasen, beschermende aarding met de mogelijkheid van quick noodstop eenheid. Tevens dient de installatie te zijn voorzien van een toevoer van water voor koeling.

Desktopstructuren van kleine afmetingen moeten niettemin worden geïnstalleerd op sterke en betrouwbare individuele bases die niet bedoeld zijn voor andere operaties. Vloerunits moeten ook zorgen voor een stevige, versterkte fundering.

Het is verboden om ontvlambare en explosieve materialen in de smeltafvoerruimte te plaatsen. In de buurt van de kachel moet een brandscherm met blusmiddelen worden opgehangen.

Installatie instructies

Industriële thermomeltunits zijn apparaten met een hoog stroomverbruik. De installatie en bedrading ervan moet worden uitgevoerd door gekwalificeerde specialisten. De aansluiting van kleine units met een belasting tot 150 kg kan worden uitgevoerd door een gekwalificeerde elektricien, volgens de gebruikelijke regels voor elektrische installaties.

Bijvoorbeeld, een IPP-35-oven met een vermogen van 35 kW met een productievolume van ferrometalen van 12 kg en non-ferrometalen - tot 40 heeft een massa van 140 kg. Dienovereenkomstig zal de installatie uit de volgende stappen bestaan:

Keuze geschikte plaats plaatsing met een solide basis voor de thermosmeltunit en de watergekoelde hoogspanningsinductie-unit met een condensatorbank. De locatie van het apparaat moet voldoen aan alle operationele eisen en regels van elektrische en brandveiligheid.
Installatie voorzien van een waterkoellijn. De beschreven elektrische smeltoven wordt niet geleverd met koelapparatuur, die apart moet worden aangeschaft. De beste oplossing daarvoor komt er een dubbelcircuitkoeltoren met een gesloten kringloop.
Beschermende aardverbinding.
Het gebruik van elektrische smeltovens zonder aarding is ten strengste verboden.
Een afzonderlijke elektrische lijn aansluiten met een kabel, waarvan de doorsnede voor de juiste belasting zorgt. Het vermogensscherm moet ook de vereiste belasting leveren met een vermogensmarge

Voor kleine werkplaatsen en thuis gebruik mini-ovens worden geproduceerd, bijvoorbeeld UPI-60-2, met een vermogen van 2 kW met een smeltkroesvolume van 60 cm³ voor het smelten van non-ferrometalen: koper, messing, brons ~ 0,6 kg, zilver ~ 0,9 kg, goud ~ 1,2 kg. Het gewicht van de installatie zelf is 11 kg, afmetingen - 40x25x25 cm De installatie bestaat uit het plaatsen op een metalen werkbank, het aansluiten van stromend waterkoeling en het aansluiten op een stopcontact.

Technologie van gebruik

Voordat u met een elektrische oven van een smeltkroes begint te werken, moet u de staat van de smeltkroezen en de voering controleren - interne beschermende thermische isolatie. Als het is ontworpen voor het gebruik van twee soorten smeltkroezen: keramiek en grafiet, moet het juiste geladen materiaal volgens de instructies worden gekozen.

Meestal worden keramische smeltkroezen gebruikt voor ferrometalen, grafiet - voor non-ferro.

Operatie procedure:

Plaats de smeltkroes in de inductor en bedek het met een warmte-isolerend deksel nadat het werkmateriaal is geladen.
Aanzetten waterkoeling. Veel modellen van elektrische smelteenheden zullen niet starten als er geen is vereiste druk water.

Het smeltproces in de smeltkroes IPP begint met de opname en toegang tot de bedrijfsmodus. Als er een vermogensregelaar is, zet deze dan in de minimumstand voordat u deze inschakelt.
Verhoog langzaam het vermogen tot het werkvermogen dat overeenkomt met het geladen materiaal.
Nadat het metaal is gesmolten, vermindert u het vermogen tot een kwart van het werkende vermogen om het materiaal in gesmolten toestand te houden.
Draai voor het gieten de regelaar op een minimum.
Aan het einde van het smelten - maak de installatie spanningsloos. Schakel de waterkoeling uit nadat deze is afgekoeld.

Tijdens het smelten moet het apparaat onder toezicht staan. Elke manipulatie met de smeltkroezen moet worden gedaan met een tang en in beschermende handschoenen. In geval van brand moet de installatie onmiddellijk spanningsloos worden gemaakt en moeten de vlammen worden gedoofd met een zeildoek of gedoofd met een andere brandblusser dan zuur. Vullen met water is ten strengste verboden.

Voordelen van inductieovens

Hoge zuiverheid van de resulterende smelt. Bij andere typen thermische ovens voor het smelten van metaal is er gewoonlijk direct contact van de warmtedrager met het materiaal en als gevolg daarvan verontreiniging van het materiaal. In IPP wordt verwarming geproduceerd door absorptie door de interne structuur van geleidende materialen elektromagnetisch veld Spoel. Daarom zijn dergelijke ovens ideaal voor de productie van sieraden.
Voor thermische ovens hoofdprobleem is een afname van het gehalte aan fosfor en zwavel in de smelten van ferrometalen, die hun kwaliteit verslechteren.
Hoge efficiëntie van inductiesmeltapparaten, tot 98%.
Hoge smeltsnelheid door verwarming van het monster van binnenuit en daardoor hoge productiviteit van de IPP, vooral voor kleine werkvolumes tot 200 kg.
Verwarming moffeloven elektrische oven met een belasting van 5 kg gebeurt binnen een paar uur, IPP - niet meer dan een uur.
Apparaten met een belasting tot 200 kg zijn eenvoudig te plaatsen, installeren en bedienen.

Het grootste nadeel van elektrische smeltapparaten, en inductieapparaten zijn geen uitzondering, zijn de relatief hoge kosten van elektriciteit als koelmiddel. Maar ondanks dit hoge efficiëntie en goede prestaties van de IPP, voor een groot deel betalen tijdens het gebruik.

De video toont een inductieoven tijdens bedrijf.

De inductieoven kan worden gebruikt om een kleine hoeveelheid metaal te smelten, om edele metalen te scheiden en te zuiveren, om te verwarmen metalen producten voor het harden of temperen.

Bovendien worden dergelijke kachels voorgesteld om te worden gebruikt voor het verwarmen van het huis. Inductieovens zijn in de handel verkrijgbaar, maar het is interessanter en goedkoper om zo'n oven met je eigen handen te maken.

Het werkingsprincipe van een inductieoven is gebaseerd op het verwarmen van het materiaal met behulp van wervelstromen.

Om dergelijke stromen te verkrijgen, wordt een zogenaamde inductor gebruikt, een inductor die slechts enkele windingen dik draad bevat.

De spoel wordt gevoed door een 50 Hz AC-netwerk (soms via een step-down transformator) of door een hoogfrequente generator.

De wisselstroom die door de inductor vloeit, genereert een wisselend magnetisch veld dat de ruimte doordringt. Als er materiaal in deze ruimte wordt gevonden, zullen er stromen in worden geïnduceerd, die dit materiaal beginnen te verwarmen. Als dit materiaal water is, zal de temperatuur stijgen, en als het een metaal is, zal het na een tijdje beginnen te smelten.

Inductieovens zijn van twee soorten:

ovens met een magnetische kern;
ovens zonder magnetische schakeling.

Het fundamentele verschil tussen deze twee soorten ovens is dat in het eerste geval de inductor zich in het smeltende metaal bevindt en in het tweede geval - buiten. De aanwezigheid van een magnetisch circuit verhoogt de dichtheid van het magnetische veld dat het metaal in de smeltkroes penetreert, wat de verwarming ervan vergemakkelijkt.

Een voorbeeld van een inductieoven met een magnetische kern is een kanaalinductieoven. Het schema van een dergelijke oven omvat een gesloten magnetisch circuit gemaakt van transformatorstaal, waarop de primaire wikkeling zich bevindt - een inductor en een ringvormige smeltkroes, waarin het te smelten materiaal zich bevindt. De kroes is gemaakt van hittebestendig diëlektricum. De voeding van een dergelijke installatie wordt uitgevoerd vanuit een wisselstroomnetwerk met een frequentie van 50 Hz of een generator met een verhoogde frequentie van 400 Hz.

Dergelijke ovens worden gebruikt voor het smelten van duraluminium, non-ferrometalen of het produceren van hoogwaardig gietijzer.

Smeltkroesovens die geen magnetisch circuit hebben, komen vaker voor. De afwezigheid van een magnetisch circuit in de oven leidt ertoe dat het magnetische veld dat wordt gecreëerd door industriële frequentiestromen sterk wordt gedissipeerd in de omringende ruimte. En om de magnetische velddichtheid in de diëlektrische smeltkroes met het smeltende materiaal te vergroten, is het noodzakelijk om hogere frequenties te gebruiken. Er wordt aangenomen dat als het spoelcircuit is afgestemd op resonantie met de frequentie van de voedingsspanning, en de diameter van de smeltkroes evenredig is met de resonantiegolflengte, tot 75% van de energie van het elektromagnetische veld kan worden geconcentreerd in de gebied van de smeltkroes.

Schema voor het vervaardigen van een inductieoven

Studies hebben aangetoond dat het wenselijk is dat de frequentie van de spanning die de inductor voedt de resonantiefrequentie 2-3 keer overschrijdt om een efficiënt smelten van metalen in een smeltkroesoven te garanderen. Dat wil zeggen, een dergelijke oven werkt op de tweede of derde harmonische frequentie. Bovendien treedt bij het werken met dergelijke hogere frequenties een betere menging van de legering op, wat de kwaliteit ervan verbetert. Een modus die nog hogere frequenties gebruikt (vijfde of zesde harmonische) kan worden gebruikt voor het carboneren van het oppervlak of het harden van metaal, wat gepaard gaat met het optreden van een skin-effect, dat wil zeggen de verplaatsing van een hoogfrequent elektromagnetisch veld naar het oppervlak van de werkstuk.

Conclusies voor de sectie:

Er zijn twee versies van de inductieoven - met een magnetisch circuit en zonder een magnetisch circuit.
De kanaaloven, die behoort tot de eerste versie van de ovens, is complexer van ontwerp, maar kan rechtstreeks worden gevoed vanuit een 50 Hz-netwerk of een 400 Hz-netwerk met verhoogde frequentie.
De smeltkroesoven, die tot de ovens van het tweede type behoort, is eenvoudiger van ontwerp, maar vereist een hoogfrequente generator om de inductor van stroom te voorzien.

Als een kachel een verwarmingsapparaat is voor praktische behoeften, dan is een open haard nodig voor decor en comfort. , evenals een voorbeeld van het bestellen van een haard met een boog.

Lees hoe u de juiste elektrische verwarmingsketel kiest.

En hier leert u hoe automatisering werkt voor gasverwarmingsketels. Ketels per installatiemethode en soorten vluchtige systemen.

Ontwerpen en parameters van inductieovens

Droger

Een van de opties om met uw eigen handen een inductieoven te maken, is een kanaal.

Voor de vervaardiging ervan kunt u een conventionele lastransformator gebruiken die werkt met een frequentie van 50 Hz.

In dit geval moet de secundaire wikkeling van de transformator worden vervangen door een ringvormige smeltkroes.

In zo'n oven kan tot 300-400 g non-ferro metalen worden gesmolten, en het zal 2-3 kW aan stroom verbruiken. Een dergelijke oven zal een hoog rendement hebben en het mogelijk maken om metaal van hoge kwaliteit te smelten.

De grootste moeilijkheid om met uw eigen handen een kanaalinductieoven te maken, is de aanschaf van een geschikte smeltkroes.

Voor de vervaardiging van de smeltkroes moet een materiaal met hoge diëlektrische eigenschappen en hoge sterkte worden gebruikt. Zoals elektroporselein. Maar dergelijk materiaal is niet gemakkelijk te vinden, maar thuis nog moeilijker te verwerken.

smeltkroes

De belangrijkste elementen van de kroesoven van het inductietype zijn:

Spoel;
voedingsspanning generator.

Als spoel voor kroesovens met een vermogen tot 3 kW kunt u een koperen buis of draad met een diameter van 10 mm of een koperen bus met een doorsnede van 10 mm² gebruiken. De diameter van de spoel kan ongeveer 100 mm zijn. Het aantal beurten is van 8 tot 10.

In dit geval zijn er veel modificaties van de inductor. Het kan bijvoorbeeld worden gemaakt in de vorm van een acht, een klaver of een andere vorm.

Tijdens bedrijf wordt de spoel meestal erg heet. In industriële monsters voor de inductor wordt waterkoeling van de windingen gebruikt.

Thuis is het gebruik van deze methode moeilijk, maar de spoel kan normaal 20-30 minuten werken, wat voldoende is voor huiswerk.

Deze manier van werken van de inductor veroorzaakt echter het verschijnen van kalkaanslag op het oppervlak, wat de efficiëntie van de oven sterk vermindert. Daarom moet de spoel van tijd tot tijd worden vervangen door een nieuwe. Sommige deskundigen stellen voor om de inductor te bedekken met een hittebestendig materiaal om te beschermen tegen oververhitting.

Hoogfrequent dynamo - Overig essentieel onderdeel smeltkroesoven van het inductietype. Verschillende soorten van dergelijke generatoren kunnen worden overwogen:

transistorgenerator;
thyristorgenerator;
MOSFET-generator.

De eenvoudigste dynamo voor het voeden van de inductor is een zelfbekrachtigde generator, waarvan het circuit één transistor van het KT825-type, twee weerstanden en een spoel heeft feedback. Zo'n generator kan vermogen opwekken tot 300 W, en het generatorvermogen wordt aangepast door de constante spanning van de stroombron te veranderen. De voeding moet maximaal 25 A leveren.

De op thyristor gebaseerde generator die voor de smeltkroesoven wordt voorgesteld, omvat een thyristor van het type T122-10-12, een KN102E-dinistor, een aantal diodes en een pulstransformator in het circuit. De thyristor werkt in een pulserende modus.

Inductie oven zelfproductie

Dergelijke microgolfstraling kan de menselijke gezondheid nadelig beïnvloeden. In overeenstemming met de Russische veiligheidsnormen is het toegestaan om met hoogfrequente trillingen te werken bij een elektromagnetische energiefluxdichtheid van niet meer dan 1-30 mW / m². Voor deze generator, zoals blijkt uit berekeningen, bereikt deze straling op een afstand van 2,5 m van de bron 1,5 W / m². Deze waarde is onaanvaardbaar.

Het MOSFET-oscillatorcircuit omvat vier MOSFET's van het type IRF520 en IRFP450 en is een push-pull-oscillator met onafhankelijke bekrachtiging en een inductor die is opgenomen in het brugcircuit. Als master-oscillator wordt een IR2153-chip gebruikt. Om de transistoren te koelen is een radiator van minimaal 400 cm² en luchtstroom nodig.
Deze generator kan een vermogen leveren tot 1 kW en de oscillatiefrequentie wijzigen in het bereik van 10 kHz tot 10 MHz. Hierdoor kan een oven die een generator van dit type gebruikt, zowel in de smeltmodus als in oppervlakteverwarming werken.

Bakken lang brandend kan op één tabblad werken van 10 tot 20 uur. Bij de fabricage moet rekening worden gehouden met de ontwerpkenmerken, zodat deze maximale warmte afgeeft met een minimaal energieverbruik. Voor informatie over het correct monteren van de oven lees je op onze website.

Misschien bent u geïnteresseerd in meer informatie over gasgestookte garageverwarmingen. Wat het moet zijn om warmte en veiligheid te garanderen, lees het materiaal.

Verwarmingsgebruik

Om een woning te verwarmen, worden kachels van dit type meestal gebruikt in combinatie met een warmwaterboiler.

Een van de opties voor een zelfgemaakte warmwaterboiler van het inductietype is een ontwerp dat een pijp met stromend water verwarmt met behulp van een inductor die wordt gevoed door het lichtnet met behulp van een RF-lasinverter.

Echter, zoals de analyse van dergelijke systemen laat zien, als gevolg van: grote verliezen energie van het elektromagnetische veld in een diëlektrische buis, het rendement van dergelijke systemen is extreem laag. Daarnaast is er een zeer grote hoeveelheid elektriciteit nodig om een woning te verwarmen, wat een dergelijke verwarming economisch onrendabel maakt.

Uit deze paragraaf kunnen we concluderen:

De meest acceptabele optie voor een doe-het-zelf-inductieoven is een smeltkroesversie met een MOS-transistorstroomgenerator.
Het gebruik van een doe-het-zelf-inductieoven om uw huis te verwarmen is economisch niet haalbaar. In dit geval is het beter om een fabriekssysteem aan te schaffen.

Bedieningsfuncties

Een belangrijk punt bij het gebruik van een inductieoven is de veiligheid.

Zoals hierboven vermeld, gebruiken ovens van het smeltkroestype hoogfrequente voedingen.

Daarom moet bij het gebruik van een inductieoven de inductor verticaal worden geplaatst; voordat de oven wordt ingeschakeld, moet een geaard schild op de inductor worden geplaatst. Wanneer de oven is ingeschakeld, is het noodzakelijk om de processen die in de smeltkroes op afstand plaatsvinden te observeren en deze onmiddellijk uit te schakelen nadat het werk is voltooid.

Wanneer u een zelfgemaakte inductieoven bedient, moet u:

Neem maatregelen om de gebruiker van de oven te beschermen tegen mogelijke hoogfrequente straling.
Houd rekening met de mogelijkheid van brandwonden door de spoel.

Bij het werken met de oven moet ook rekening worden gehouden met thermische gevaren. Het aanraken van de hete spoel op de huid kan ernstige brandwonden veroorzaken.

Verwarming en smelten van metalen in inductieovens vindt plaats als gevolg van interne verwarming en veranderingen in de kristallijne ...

Hoe u met uw eigen handen een inductieoven monteert om metaal thuis te smelten

Het smelten van metaal door inductie wordt veel gebruikt in verschillende industrieën: metallurgie, engineering, sieraden. Een eenvoudige oven van het inductietype voor het smelten van metaal thuis kan met uw eigen handen worden geassembleerd.

Operatie principe

Verwarming en smelten van metalen in inductieovens vindt plaats als gevolg van interne verwarming en veranderingen in het kristalrooster van het metaal wanneer hoogfrequente wervelstromen er doorheen gaan. Dit proces is gebaseerd op het fenomeen resonantie, waarbij wervelstromen een maximale waarde hebben.

Om de stroom van wervelstromen door het gesmolten metaal te veroorzaken, wordt het in de actiezone van het elektromagnetische veld van de inductor geplaatst - de spoel. Het kan de vorm hebben van een spiraal, een acht of een klaverblad. De vorm van de inductor hangt af van de grootte en vorm van het verwarmde werkstuk.

De spoel is aangesloten op een wisselstroombron. In de maak smeltovens gebruik stromen van industriële frequentie van 50 Hz, voor smelten niet grote volumes metalen in sieraden gebruiken hoogfrequente generatoren als efficiënter.

soorten

Wervelstromen worden gesloten langs een circuit dat wordt begrensd door het magnetische veld van de inductor. Daarom is verwarming van geleidende elementen zowel binnen als buiten de spoel mogelijk.

kanaal, waarin de kanalen rond de inductor de container zijn voor het smelten van metalen, en de kern bevindt zich erin;
smeltkroes, ze gebruiken een speciale container - een smeltkroes gemaakt van hittebestendig materiaal, meestal verwijderbaar.

kanaal oven te algemeen en ontworpen voor industriële volumes metaalsmelten. Het wordt gebruikt bij het smelten van gietijzer, aluminium en andere non-ferrometalen.

smeltkroes oven vrij compact, het wordt gebruikt door juweliers, radioamateurs, zo'n oven kan met je eigen handen worden geassembleerd en thuis worden gebruikt.

Apparaat

hoogfrequente dynamo;
spoel - spiraalwikkeling koperdraad of handgemaakte buizen;
smeltkroes.

De kroes wordt in een spoel geplaatst, de uiteinden van de wikkeling zijn verbonden met een stroombron. Als er stroom door de wikkeling vloeit, ontstaat er een elektromagnetisch veld met een variabele vector eromheen. In een magnetisch veld ontstaan wervelstromen, loodrecht op de vector gericht en door een gesloten lus in de wikkeling. Ze gaan door het metaal dat in de smeltkroes is geplaatst, terwijl het wordt verwarmd tot het smeltpunt.

Voordelen van de inductieoven:

snelle en gelijkmatige opwarming van het metaal direct na het inschakelen van de installatie;
directiviteit van verwarming - alleen het metaal wordt verwarmd en niet de hele installatie;
hoge smeltsnelheid en homogeniteit van de smelt;
er is geen verdamping van de legeringscomponenten van het metaal;
de installatie is milieuvriendelijk en veilig.

Een lasinverter kan worden gebruikt als generator van een inductieoven voor het smelten van metaal. U kunt de generator ook met uw eigen handen monteren volgens de onderstaande diagrammen.

Oven voor het smelten van metaal op een lasinverter

Dit ontwerp is eenvoudig en veilig omdat alle omvormers zijn uitgerust met een interne overbelastingsbeveiliging. De hele montage van de oven komt in dit geval neer op het maken van een inductor met uw eigen handen.

Het wordt meestal uitgevoerd in de vorm van een spiraal van een koperen dunwandige buis met een diameter van 8-10 mm. Het wordt gebogen volgens een sjabloon met de gewenste diameter, waarbij de windingen op een afstand van 5-8 mm worden geplaatst. Het aantal windingen is van 7 tot 12, afhankelijk van de diameter en kenmerken van de omvormer. De totale weerstand van de spoel moet zodanig zijn dat deze geen overstroom in de omvormer veroorzaakt, anders wordt deze uitgeschakeld door de interne beveiliging.

De spoel kan in een behuizing van grafiet of textoliet worden gemonteerd en binnenin kan een smeltkroes worden geïnstalleerd. U kunt de spoel eenvoudig op een hittebestendige ondergrond plaatsen. De behuizing mag geen stroom geleiden, anders loopt het wervelstroomcircuit er doorheen en neemt het vermogen van de installatie af. Om dezelfde reden wordt het afgeraden om vreemde voorwerpen in de smeltzone te plaatsen.

Bij het werken vanaf een lasinverter moet de behuizing geaard worden! Het stopcontact en de bedrading moeten geschikt zijn voor de stroom die door de omvormer wordt getrokken.

Het verwarmingssysteem van een privéwoning is gebaseerd op de werking van een oven of ketel, waarvan de hoge prestaties en de lange ononderbroken levensduur zowel afhankelijk zijn van het merk als van de installatie zelf. verwarmingstoestellen, en van de correcte installatie van de schoorsteen.

Transistor inductie oven: circuit

Er zijn veel verschillende manieren om een inductieverwarmer met uw eigen handen te monteren. Een vrij eenvoudig en bewezen schema van een oven voor het smelten van metaal wordt getoond in de figuur:

twee veldeffecttransistoren van het type IRFZ44V;
twee diodes UF4007 (u kunt ook UF4001 gebruiken);
weerstand 470 Ohm, 1 W (u kunt elk twee in serie geschakelde 0,5 W nemen);
filmcondensatoren voor 250 V: 3 stuks met een capaciteit van 1 microfarad; 4 stuks - 220 nF; 1 stuk - 470 nF; 1 stuk - 330 nF;
koperen wikkeldraad in emaille isolatie Ø1,2 mm;
koperen wikkeldraad in emaille isolatie Ø2 mm;
twee ringen van smoorspoelen uit een computervoeding.

Doe-het-zelf montagevolgorde:

Veldeffecttransistoren worden op radiatoren gemonteerd. Omdat het circuit tijdens bedrijf erg heet wordt, moet de radiator groot genoeg zijn. Je kunt ze ook op één radiator installeren, maar dan moet je de transistors van het metaal isoleren met pakkingen en ringen van rubber en plastic. De pin-out van veldeffecttransistoren wordt getoond in de afbeelding.

Het is noodzakelijk om twee chokes te maken. Voor hun vervaardiging wordt koperdraad met een diameter van 1,2 mm gewikkeld rond ringen die uit de voeding van een computer zijn gehaald. Deze ringen zijn gemaakt van gepoederd ferromagnetisch ijzer. Ze moeten van 7 tot 15 draadwindingen worden gewikkeld, in een poging de afstand tussen de windingen te behouden.

De hierboven genoemde condensatoren zijn samengevoegd tot een batterij met een totale capaciteit van 4,7 microfarad. Aansluiting van condensatoren - parallel.

De spoelwikkeling is gemaakt van koperdraad met een diameter van 2 mm. 7-8 windingen worden gewikkeld op een cilindrisch object dat geschikt is voor de diameter van de smeltkroes, waardoor de uiteinden lang genoeg zijn om op het circuit te worden aangesloten.
Verbind de elementen op het bord volgens het schema. Als stroombron wordt een 12 V, 7,2 A/h batterij gebruikt. Het stroomverbruik tijdens bedrijf is ongeveer 10 A, de batterijcapaciteit is in dit geval voldoende voor ongeveer 40 minuten. Indien nodig is het ovenlichaam gemaakt van hittebestendig materiaal, bijvoorbeeld textoliet. De kracht van het apparaat kan worden gewijzigd door het aantal windingen van de inductorwikkeling en hun diameter te veranderen.

Bij langdurig gebruik kunnen de verwarmingselementen oververhit raken! Je kunt een ventilator gebruiken om ze af te koelen.

Inductieverwarmer voor het smelten van metaal: video

Lamp inductie oven

Een krachtigere inductieoven voor het smelten van metalen kan met de hand worden geassembleerd op vacuümbuizen. Het diagram van het apparaat wordt weergegeven in de afbeelding.

Om hoogfrequente stroom op te wekken, worden 4 parallel geschakelde bundellampen gebruikt. Als spoel wordt een koperen buis met een diameter van 10 mm gebruikt. Het apparaat is uitgerust met een trimmercondensator voor het aanpassen van het vermogen. De uitgangsfrequentie is 27,12 MHz.

Om de schakeling samen te stellen heb je nodig:

4 vacuümbuizen - tetrodes, u kunt 6L6, 6P3 of G807 gebruiken;
4 smoorspoelen voor 100 ... 1000 μH;
4 condensatoren bij 0,01 uF;
neon-indicatielampje;
afstem condensator.

Het apparaat met uw eigen handen monteren:

Een inductor is gemaakt van een koperen buis en buigt deze in de vorm van een spiraal. De diameter van de windingen is 8-15 cm, de afstand tussen de windingen is minimaal 5 mm. De uiteinden zijn vertind om aan het circuit te solderen. De diameter van de spoel moet zijn: grotere diameter 10 mm in de smeltkroes geplaatst.
Plaats de spoel in de behuizing. Het kan worden gemaakt van een hittebestendig niet-geleidend materiaal of van metaal, waardoor thermische en elektrische isolatie van de circuitelementen wordt verkregen.
Cascades van lampen worden geassembleerd volgens het schema met condensatoren en smoorspoelen. Cascades zijn parallel geschakeld.
Sluit een neon-indicatielampje aan - dit geeft aan dat het circuit gereed is voor gebruik. De lamp wordt naar de installatiebehuizing gebracht.
Een afstemcondensator met variabele capaciteit is in het circuit opgenomen, het handvat wordt ook op de behuizing weergegeven.

Voor alle liefhebbers van koudgerookte lekkernijen, bieden wij u aan om hier te leren hoe u snel en eenvoudig een rokerij met uw eigen handen kunt maken, en hier kunt u kennis maken met de foto- en video-instructies voor het maken van een koudgerookte rookgenerator.

Circuitkoeling

Industriële smelterijen zijn uitgerust met een geforceerd koelsysteem met water of antivries. Waterkoeling thuis vereist extra kosten, vergelijkbaar in prijs met de kosten van de metaalsmeltinstallatie zelf.

Luchtkoeling met een ventilator is mogelijk mits de ventilator voldoende op afstand staat. Anders zullen de metalen wikkeling en andere elementen van de ventilator dienen als een extra circuit voor het sluiten van wervelstromen, wat de efficiëntie van de installatie zal verminderen.

Elementen van de elektronische en lampcircuits kunnen ook actief opwarmen. Voor hun koeling zijn warmteafvoerende radiatoren voorzien.

Veiligheidsmaatregelen op het werk

Het grootste gevaar bij het werken met zelfgemaakte installatie- risico op brandwonden door de verwarmde elementen van de installatie en gesmolten metaal.
Het lampcircuit bevat elementen met hoogspanning, dus het moet in een gesloten behuizing worden geplaatst, zodat onbedoeld contact met de elementen wordt voorkomen.
Het elektromagnetische veld kan objecten beïnvloeden die zich buiten de behuizing van het apparaat bevinden. Daarom is het voor het werk beter om kleding aan te trekken zonder metalen elementen, complexe apparaten uit het dekkingsgebied te verwijderen: telefoons, digitale camera's.

Een metaalsmeltoven voor huishoudelijk gebruik kan ook worden gebruikt om metalen elementen snel op te warmen, bijvoorbeeld wanneer ze worden vertind of gevormd. De kenmerken van de gepresenteerde installaties kunnen worden aangepast aan een specifieke taak door de parameters van de inductor en het uitgangssignaal van de generatorsets te wijzigen - op deze manier kunt u hun maximale efficiëntie bereiken.

Inductieovens worden gebruikt voor het smelten van metalen en onderscheiden zich door het feit dat ze worden verwarmd door middel van elektrische stroom. De excitatie van de stroom vindt plaats in de inductor, of liever in een niet-variabel veld.

In dergelijke constructies wordt energie meerdere keren omgezet (in deze volgorde):

in de elektromagnetische
elektrisch;
thermisch.

Dergelijke ovens maken het gebruik van warmte van maximale efficiëntie, wat niet verwonderlijk is, want ze zijn de meest perfecte van allemaal bestaande modellen werken aan elektriciteit.

Opmerking! Inductieontwerpen zijn van twee soorten - met of zonder kern. In het eerste geval wordt het metaal in een buisvormige stortkoker geplaatst, die zich rondom de spoel bevindt. De kern bevindt zich in de inductor zelf. De tweede optie wordt de smeltkroes genoemd, omdat daarin het metaal met de smeltkroes al in de indicator zit. Van een kern kan in dit geval natuurlijk geen sprake zijn.

In het artikel van vandaag zullen we het hebben over het maken vanDIY inductie oven.

Voor- en nadelen van inductieontwerpen

Onder de vele voordelen zijn de volgende:

netheid en veiligheid van het milieu;
verhoogde homogeniteit van de smelt door de actieve beweging van het metaal;
snelheid - de oven kan bijna onmiddellijk na het inschakelen worden gebruikt;
zone en gerichte oriëntatie van energie;
hoge smeltsnelheid;
gebrek aan afval van legeringsstoffen;
de mogelijkheid om de temperatuur aan te passen;
tal van technische mogelijkheden.

Maar er zijn ook nadelen.

De slak wordt door het metaal verwarmd, waardoor het een lage temperatuur heeft.
Als de slak koud is, is het erg moeilijk om fosfor en zwavel uit het metaal te verwijderen.
Tussen de spoel en het smeltende metaal verdwijnt het magnetische veld, dus een vermindering van de voeringdikte zal nodig zijn. Dit zal er al snel toe leiden dat de voering zelf zal bezwijken.

Video - Inductieoven

Industriële toepassing

Beide ontwerpopties worden gebruikt bij het smelten van ijzer, aluminium, staal, magnesium, koper en edele metalen. Het bruikbare volume van dergelijke constructies kan variëren van enkele kilogrammen tot enkele honderden tonnen.

Ovens industrieel gebruik zijn onderverdeeld in verschillende soorten.

Ontwerpen met een middelhoge frequentie worden vaak gebruikt in de machinebouw en de metallurgie. Met hun hulp wordt staal gesmolten en bij gebruik van grafietkroezen worden ook non-ferrometalen gesmolten.
Industriële frequentieontwerpen worden gebruikt bij het smelten van ijzer.
Weerstandsstructuren zijn bedoeld voor het smelten van aluminium, aluminiumlegeringen, zink.

Opmerking! Het was inductietechnologie die de basis vormde van meer populaire apparaten - magnetrons.

huishoudelijk gebruik

Om voor de hand liggende redenen wordt de inductiesmeltoven zelden in huis gebruikt. Maar de technologie die in het artikel wordt beschreven, is in bijna alle te vinden moderne huizen en appartementen. Dit zijn de hierboven genoemde magnetrons, en inductiekookplaten en elektrische ovens.

Denk bijvoorbeeld aan platen. Ze verwarmen de gerechten door inductieve wervelstromen, waardoor de verwarming vrijwel onmiddellijk plaatsvindt. Het is kenmerkend dat het onmogelijk is om de brander aan te zetten waarop geen gerechten staan.

Het rendement van inductiekookplaten bereikt 90%. Ter vergelijking: voor elektrische fornuizen is dit ongeveer 55-65%, en voor gasfornuizen - niet meer dan 30-50%. Maar eerlijk gezegd is het vermeldenswaard dat de werking van de beschreven kachels speciale gerechten vereist.

Zelfgemaakte inductie oven

Nog niet zo lang geleden toonden binnenlandse radioamateurs duidelijk aan dat je zelf een inductieoven kunt maken. Tegenwoordig zijn er veel verschillende schema's en productietechnologieën, maar we hebben alleen de meest populaire gegeven, wat betekent dat ze het meest effectief en gemakkelijk te implementeren zijn.

Inductieoven van hoogfrequente generator

Hieronder staat een elektrisch circuit voor het maken van een zelfgemaakt apparaat van een hoogfrequente (27,22 megahertz) generator.

Naast de generator zijn voor de montage vier high-power gloeilampen en een zware lamp voor de bedrijfsklare indicator nodig.

Opmerking! Het belangrijkste verschil tussen de oven, gemaakt volgens dit schema, is de handgreep van de condensor - in dit geval bevindt deze zich buiten.

Bovendien zal het metaal in de spoel (inductor) smelten in het apparaat met het kleinste vermogen.

Bij de productie is het noodzakelijk om enkele belangrijke punten te onthouden die van invloed zijn op de snelheid van metalen boarding. Dit is:

stroom;
frequentie;
wervelverliezen;
intensiteit van de warmteoverdracht;
hysterese verlies.

Het apparaat wordt gevoed door een standaard 220 V-netwerk, maar met een vooraf geïnstalleerde gelijkrichter. Als de oven bedoeld is om een kamer te verwarmen, is het aan te raden om een nichrome spiraal te gebruiken, en als je wilt smelten, dan grafietborstels. Laten we nader kennis maken met elk van de structuren.

Video - Ontwerp van lasomvormer

De essentie van het ontwerp is als volgt: een paar grafietborstels wordt geïnstalleerd en granietpoeder wordt ertussen gegoten, waarna een step-down transformator wordt aangesloten. Het is kenmerkend dat men bij het smelten niet bang kan zijn voor een elektrische schok, omdat het niet nodig is 220 V te gebruiken.

Assemblagetechnologie

Stap 1. De basis gaat - boksen vanaf vuurvaste stenen afmeting 10x10x18 cm, gelegd op een vuurvaste tegel.

Stap 2. Het boksen wordt afgewerkt met asbestkarton. Na bevochtiging met water wordt het materiaal zachter, waardoor je het elke vorm kunt geven. Indien gewenst kan de constructie worden omwikkeld met staaldraad.

Opmerking! De afmetingen van de doos kunnen variëren afhankelijk van het vermogen van de transformator.

Stap 3 De beste optie voor een grafietoven - een transformator van een lasmachine met een vermogen van 0,63 kW. Als de transformator is ontworpen voor 380 V, kan deze worden teruggespoeld, hoewel veel ervaren elektriciens zeggen dat je alles kunt laten zoals het is.

Stap 4. De transformator is omwikkeld met dun aluminium - zodat de structuur tijdens bedrijf niet erg heet wordt.

Stap 5. Er worden grafietborstels geïnstalleerd, een kleisubstraat wordt op de bodem van de doos geïnstalleerd - zodat het gesmolten metaal zich niet verspreidt.

Het belangrijkste voordeel van deze oven is: warmte, die zelfs geschikt is voor het smelten van platina of palladium. Maar een van de minnen is de snelle verwarming van de transformator, een klein volume (per keer kan niet meer dan 10 g worden gesmolten). Voor het smelten van grote volumes zal daarom een ander ontwerp nodig zijn.

Dus voor het smelten van grote hoeveelheden metaal is een oven met nichrome draad. Het werkingsprincipe van het ontwerp is vrij eenvoudig: een elektrische stroom wordt toegevoerd aan een nichrome-spiraal, die het metaal opwarmt en smelt. Er zijn veel verschillende formules op het web om de lengte van de draad te berekenen, maar ze zijn in principe allemaal hetzelfde.

Stap 1. Voor de spiraal wordt nichroom ø0,3 mm gebruikt, ongeveer 11 m lang.

Stap 2. De draad moet worden opgewonden. Om dit te doen, hebt u een rechte koperen buis ø5 mm nodig - er is een spiraal op gewikkeld.

Stap 3. Als smeltkroes wordt een klein keramisch pijpje ø 1,6 cm en een lengte van 15 cm gebruikt.Een uiteinde van de pijp is afgesloten met asbestdraad - zodat het gesmolten metaal er niet uit kan vloeien.

Stap 4. Na controle van de prestaties wordt de spiraal om de buis gelegd. Tegelijkertijd wordt dezelfde asbestdraad tussen de windingen geplaatst - dit voorkomt kortsluiting en beperkt de toegang van zuurstof.

Stap 5. De voltooide spoel wordt in een patroon van een krachtige lamp geplaatst. Dergelijke patronen zijn meestal keramisch en hebben de vereiste maat.

De voordelen van een dergelijk ontwerp:

hoge productiviteit (tot 30 g per run);
snel opwarmen (ongeveer vijf minuten) en lang afkoelen;
gebruiksgemak - het is handig om metaal in vormen te gieten;
snelle vervanging van de spiraal in geval van burn-out.

Maar er zijn natuurlijk ook nadelen:

nichroom brandt uit, vooral als de spiraal slecht geïsoleerd is;
onveiligheid - het apparaat is aangesloten op het lichtnet 220 V.

Opmerking! Je kunt geen metaal aan de kachel toevoegen als het vorige deel daar al is gesmolten. Anders zal al het materiaal zich door de kamer verspreiden en bovendien kan het de ogen verwonden.

Als conclusie

Zoals je kunt zien, kun je nog steeds zelf een inductieoven maken. Maar om eerlijk te zijn, het beschreven ontwerp (zoals alles wat beschikbaar is op internet) is niet echt een oven, maar een Kukhtetsky-laboratoriumomvormer. Het is gewoon onmogelijk om thuis een volwaardige inductiestructuur te monteren.

Hoofdredacteur

Hoe maak je een inductieverwarmer met je eigen handen?

Elektrische kachels

Inductieverwarmers werken volgens het principe van "stroom krijgen van magnetisme". In een speciale spoel wordt een sterk wisselend magnetisch veld opgewekt, dat elektrische wervelstromen in een gesloten geleider genereert.

Een gesloten geleider in inductiekookplaten is metalen gebruiksvoorwerpen, die worden verwarmd door elektrische wervelstromen. Over het algemeen is het werkingsprincipe van dergelijke apparaten niet ingewikkeld, en met weinig kennis van natuurkunde en elektrotechniek, zal het niet moeilijk zijn om een inductieverwarmer met uw eigen handen te monteren.

De volgende apparaten kunnen onafhankelijk worden gemaakt:

Apparaten voor het verwarmen van de koelvloeistof in de verwarmingsketel.
Mini-ovens voor het smelten van metalen.
Borden voor het koken van voedsel.

Doe-het-zelf inductiekookplaat moet worden gemaakt in overeenstemming met alle normen en regels voor de werking van deze apparaten. Als buiten de behuizing in zijwaartse richtingen elektromagnetische straling wordt uitgezonden die gevaarlijk is voor de mens, is het ten strengste verboden om een dergelijk apparaat te gebruiken.

Bovendien ligt een grote moeilijkheid bij het ontwerp van de kachel in de materiaalkeuze voor de basis van de kookplaat, die aan de volgende vereisten moet voldoen:

Ideaal voor het geleiden van elektromagnetische straling.
Niet geleidend.
Bestand tegen hoge temperatuurstress.

In huishoudelijke inductiekookplaten wordt duur keramiek gebruikt, wanneer het thuis wordt gemaakt inductievuur, is het vrij moeilijk om een waardig alternatief voor dergelijk materiaal te vinden. Daarom moet u om te beginnen iets eenvoudiger ontwerpen, bijvoorbeeld een inductieoven voor het harden van metalen.

Productie-instructies:

Foto 1. Schakelschema inductieverwarmer

Figuur 2. Apparaat.

Figuur 3. Schema van een eenvoudige inductieverwarmer

Voor de vervaardiging van de oven heeft u de volgende materialen en gereedschappen nodig:

soldeerbout;
soldeer;
textoliet bord.
mini boor.
radio-elementen.
koelpasta.
chemische reagentia voor bordetsen.

Extra materialen en hun kenmerken:

Een spoel maken, die een magnetisch wisselveld zal uitzenden dat nodig is voor verwarming, is het noodzakelijk om een stuk koperen buis met een diameter van 8 mm en een lengte van 800 mm te maken.
Krachtige vermogenstransistors zijn het duurste onderdeel van zelfgemaakte inductie installatie. Om het frequentiegeneratorcircuit te monteren, is het noodzakelijk om 2 van dergelijke elementen voor te bereiden. Voor deze doeleinden zijn transistors van merken geschikt: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Bij de vervaardiging van de schakeling worden 2 identieke van de vermelde veldeffecttransistoren gebruikt.
Voor de vervaardiging van een oscillerend circuit je hebt keramische condensatoren nodig met een capaciteit van 0,1 mF en een bedrijfsspanning van 1600 V. Om een krachtige wisselstroom in de spoel te vormen, zijn 7 van dergelijke condensatoren vereist.
Tijdens de werking van een dergelijk inductieapparaat, zullen veldeffecttransistoren erg heet worden en als er geen radiatoren van aluminiumlegering aan zijn bevestigd, zullen deze elementen na een paar seconden gebruik op maximaal vermogen uitvallen. Transistoren moeten door een dunne laag koelpasta op koellichamen worden geplaatst, anders zal de efficiëntie van dergelijke koeling minimaal zijn.
Diodes, die worden gebruikt in inductieverwarmer, moet ultrasnelle actie zijn. Het meest geschikt voor dit circuit, diodes: MUR-460; UV-4007; HAAR-307.
Weerstanden gebruikt in circuit 3: 10 kOhm met een vermogen van 0,25 W - 2 stuks. en 440 ohm vermogen - 2 watt. Zenerdiodes: 2 stuks. met een bedrijfsspanning van 15 V. Het vermogen van de zenerdiodes moet minimaal 2 watt zijn. Bij inductie wordt een smoorspoel gebruikt voor aansluiting op de vermogensuitgangen van de spoel.
Om het hele apparaat van stroom te voorzien, heeft u een voedingseenheid nodig met een vermogen tot 500 W. en spanning 12 - 40 V. U kunt dit apparaat van stroom voorzien via een auto-accu, maar u kunt bij deze spanning niet de hoogste vermogenswaarden krijgen.

Het productieproces van een elektronische generator en spoel kost wat tijd en wordt in de volgende volgorde uitgevoerd:

Van koperen buis er wordt een spiraal gemaakt met een diameter van 4 cm. Om een spiraal te maken, moet een koperen buis op een staaf worden gewikkeld met een plat oppervlak met een diameter van 4 cm. De spiraal moet 7 windingen hebben die elkaar niet mogen raken. Aan de 2 uiteinden van de buis zijn montageringen gesoldeerd voor aansluiting op de transistorstralers.
De printplaat is gemaakt volgens het schema. Als het mogelijk is om polypropyleencondensatoren te leveren, zal het apparaat, vanwege het feit dat dergelijke elementen minimale verliezen hebben en stabiel werken bij grote amplituden van spanningsschommelingen, veel stabieler werken. De condensatoren in het circuit zijn parallel geïnstalleerd en vormen een oscillerend circuit met een koperen spoel.
Metalen verwarming gebeurt in de spoel, nadat het circuit is aangesloten op een voeding of batterij. Bij het verwarmen van metaal moet ervoor worden gezorgd dat er geen kortsluiting veer windingen. Als je het verwarmde metaal 2 windingen van de spoel tegelijkertijd aanraakt, dan vallen de transistoren onmiddellijk uit.

Bij het uitvoeren van experimenten met het verwarmen en harden van metalen, binnen de inductiespoel kan de temperatuur aanzienlijk zijn en kan oplopen tot 100 graden Celsius. Dit verwarmingseffect kan worden gebruikt om huishoudelijk water te verwarmen of om een huis te verwarmen.
Schema van de hierboven besproken verwarming (Figuur 3), bij maximale belasting is het in staat om de straling van magnetische energie in de spoel te leveren die gelijk is aan 500 watt. Deze kracht is niet genoeg om te verwarmen groot volume water, en de constructie van een inductiespoel met hoog vermogen vereist de vervaardiging van een circuit waarin het nodig zal zijn om zeer dure radio-elementen te gebruiken.
Een budgetoplossing voor het organiseren van inductieverwarming van een vloeistof, is het gebruik van verschillende hierboven beschreven apparaten, in serie gerangschikt. In dit geval moeten de spiralen zich op dezelfde lijn bevinden en geen gemeenschappelijke metalen geleider hebben.
als warmtewisselaarer wordt gebruik gemaakt van een roestvrijstalen buis met een diameter van 20 mm. Er worden meerdere inductiespiralen op de buis “geregen”, zodat de warmtewisselaar in het midden van de spiraal zit en niet in contact komt met zijn windingen. Met de gelijktijdige opname van 4 van dergelijke apparaten, zal het verwarmingsvermogen ongeveer 2 kW zijn, wat al voldoende is voor stroomverwarming van de vloeistof met een kleine watercirculatie, tot waarden die het gebruik mogelijk maken dit ontwerp bij het leveren van warm water aan een klein huis.
Als je zo'n verwarmingselement aansluit op een goed geïsoleerde tank, die zich boven de verwarmer zal bevinden, zal het resultaat een ketelsysteem zijn waarin de verwarming van de vloeistof in de roestvrijstalen buis zal worden uitgevoerd, het verwarmde water zal stijgen en een koudere vloeistof zal zijn plaats innemen.
Als de oppervlakte van het huis aanzienlijk is, het aantal inductiespoelen kan worden vergroot tot 10 stuks.
Het vermogen van zo'n ketel is eenvoudig in te stellen door de spiralen uit of aan te zetten. Hoe meer secties tegelijkertijd zijn ingeschakeld, hoe groter het vermogen van het verwarmingsapparaat dat op deze manier werkt.
Om zo'n module van stroom te voorzien, heb je een krachtige voeding nodig. Als er een DC-inverter-lasapparaat beschikbaar is, kan er een spanningsomvormer van het benodigde vermogen van worden gemaakt.
Omdat het systeem constant werkt elektrische stroom , die niet hoger is dan 40 V, de werking van een dergelijk apparaat is relatief veilig, het belangrijkste is om een zekeringblok in het stroomcircuit van de generator te voorzien, dat, in geval van kortsluiting, het systeem spanningsloos maakt, waardoor de mogelijkheid van brand wordt geëlimineerd.
Het is mogelijk om op deze manier "gratis" verwarming van het huis te organiseren, op voorwaarde dat batterijen worden geïnstalleerd om inductieapparaten van stroom te voorzien, die worden opgeladen met behulp van zonne- en windenergie.
Batterijen moeten worden gecombineerd in secties van 2, in serie geschakeld. Als gevolg hiervan zal de voedingsspanning met een dergelijke aansluiting minimaal 24 V zijn, wat de werking van de ketel op hoog vermogen garandeert. Bovendien zal serieschakeling de stroom in het circuit verminderen en de levensduur van de batterij verlengen.

Exploitatie zelfgemaakte apparaten inductieverwarming, laat niet altijd toe om de verspreiding van schadelijk voor de mens uit te sluiten electromagnetische straling, dus de inductieboiler moet in niet-residentiële gebouwen en afgeschermd met gegalvaniseerd staal.
Verplicht bij het werken met elektriciteit veiligheidsvoorschriften moeten worden gevolgd en vooral voor 220 V AC-netwerken.
als een experiment je kunt een kookplaat maken om te koken volgens het schema dat in het artikel wordt aangegeven, maar het wordt niet aanbevolen om dit apparaat constant te gebruiken vanwege de imperfectie van de zelffabricerende afscherming dit apparaat Hierdoor is blootstelling aan het menselijk lichaam aan schadelijke elektromagnetische straling die de gezondheid nadelig kan beïnvloeden mogelijk.