Forno de indução faça você mesmo - diagrama, como montar? O que é um forno de indução e como fazer você mesmo? Fusão por indução de esquema simples de metal.

O artigo discute os projetos de fornos industriais de fusão por indução (canal e cadinho) e plantas de têmpera por indução alimentadas por máquinas e conversores de frequência estáticos.

Diagrama de um forno de canal de indução

Quase todos os projetos de fornos de indução para dutos industriais são feitos com unidades de indução removíveis. A unidade de indução é um transformador de forno elétrico com um canal revestido para acomodar o metal fundido. A unidade de indução consiste nos seguintes elementos: invólucro, núcleo magnético, revestimento, indutor.

As unidades de indução são monofásicas ou bifásicas (duplas) com um ou dois canais por indutor. A unidade de indução é conectada ao lado secundário (lado BT) do transformador do forno elétrico por meio de contatores com dispositivos de supressão de arco. Às vezes, dois contatores com contatos de potência operando em paralelo no circuito principal são ligados.

Na Fig. A Figura 1 mostra o diagrama de alimentação de uma unidade de indução monofásica de um forno de canal. Os relés de corrente máxima PM1 e PM2 são utilizados para controlar e desligar o forno em caso de sobrecargas e curtos-circuitos.

Os transformadores trifásicos são usados para alimentar fornos trifásicos ou bifásicos que possuem um núcleo magnético trifásico comum ou dois ou três núcleos magnéticos do tipo núcleo separados.

Para alimentar o forno durante o período de refino do metal e manter o regime movimento ocioso os autotransformadores servem para um controle de potência mais preciso durante o período de acabamento do metal até o nível desejado composição química(com modo de fusão calmo, sem fervura), bem como para os primeiros acionamentos do forno durante as primeiras fusões, que são realizadas com um pequeno volume de metal no banho para garantir a secagem e sinterização gradativa do forro. A potência do autotransformador é escolhida entre 25-30% da potência do transformador principal.

Para controlar a temperatura da água e do ar que resfriam o indutor e o invólucro da unidade de indução, são instalados termômetros de contato elétrico que emitem um sinal quando a temperatura ultrapassa a permitida. A energia do forno é desligada automaticamente quando o forno é ligado para drenar o metal. Para controlar a posição do forno, são utilizadas chaves fim de curso, interligadas ao acionamento elétrico do forno. Para fornos contínuos e misturadores, ao drenar o metal e carregar novas porções de carga, as unidades de indução não são desligadas.

Arroz. 1. Diagrama esquemático fonte de alimentação da unidade de indução de um forno de canal: VM - interruptor de alimentação, CL - contator, Tr - transformador, C - bateria capacitor, I - indutor, TN1, TN2 - transformadores de tensão, 777, TT2 - transformadores de corrente, R - seccionador , PR - fusíveis, RM1, RM2 - relé de corrente máxima.

Para garantir um fornecimento de energia confiável durante a operação e em situações de emergência, os motores de acionamento dos mecanismos de inclinação do forno de indução, ventilador, acionamento dos dispositivos de carga e descarga e sistemas de controle são alimentados por um transformador auxiliar separado.

Diagrama de um forno de cadinho de indução

Fornos industriais de cadinho de indução com capacidade superior a 2 toneladas e potência superior a 1000 kW são alimentados por transformadores abaixadores trifásicos com regulação de tensão secundária sob carga, conectados a uma rede de frequência industrial de alta tensão.

Os fornos são monofásicos, e para garantir carga uniforme das fases da rede, um dispositivo balun é conectado ao circuito secundário de tensão, composto por um reator L com regulação de indutância por mudança entreferro em um circuito magnético e um banco de capacitores Cc conectado a um indutor de acordo com um circuito delta (ver ARIS na Fig. 2). Os transformadores de potência com capacidade de 1000, 2500 e 6300 kV-A possuem de 9 a 23 estágios de tensão secundária com controle automático de potência no nível desejado.

Fornos de menor capacidade e potência são alimentados por transformadores monofásicos com potência de 400 - 2500 kV-A com consumo de energia superior a 1000 kW, também são instalados baluns, mas no lado HV; transformador. Com uma potência de forno menor e alimentação de uma rede de alta tensão de 6 ou 10 kV, você pode dispensar o dispositivo balun se as flutuações de tensão ao ligar e desligar o forno estiverem dentro dos limites aceitáveis.

Na Fig. A Figura 2 mostra o diagrama de alimentação de um forno de indução de frequência industrial. Os fornos são equipados com reguladores de modo elétrico ARIR, que, dentro dos limites especificados, garantem a manutenção da tensão, potência Рп e cosphi alterando o número de etapas de tensão do transformador de potência e conectando seções adicionais do banco de capacitores. Reguladores e equipamentos de medição estão localizados em gabinetes de controle.

Arroz. 2. Circuito de alimentação de um forno de cadinho de indução a partir de um transformador de potência com dispositivo balun e reguladores de modo de forno: PSN - interruptor de passo de tensão, C - capacitância balun, L - reator do dispositivo balun, S-St - banco de capacitores de compensação, I - indutor do forno, ARIS - regulador balun, ARIR - regulador de modo, 1K-NK - contatores de controle de capacidade da bateria, TT1, TT2 - transformadores de corrente.

Na Fig. A Figura 3 mostra um diagrama esquemático da alimentação de fornos de cadinho de indução a partir de um conversor de máquina de média frequência. Os fornos são equipados com reguladores automáticos de modo elétrico, sistema de alarme de “comer” de cadinho (para fornos de alta temperatura), bem como alarme de falha de resfriamento nos elementos refrigerados a água da instalação.

Arroz. 3. Circuito de alimentação de um forno de cadinho de indução a partir de um conversor de máquina de média frequência com diagrama de blocos regulação automática modo de fusão: M - motor de acionamento, G - gerador de média frequência, 1K-NK - partidas magnéticas, TI - transformador de tensão, TT - transformador de corrente, IP - forno de indução, C - capacitores, DF - sensor de fase, PU - dispositivo de comutação, UFR - regulador de fase amplificador, 1KL, 2KL - contatores lineares, BS - unidade de comparação, BZ - unidade de proteção, OV - enrolamento de excitação, RN - regulador de tensão.

Esquema de instalação de endurecimento por indução

Na Fig. A Figura 4 mostra um diagrama esquemático da fonte de alimentação de uma máquina de endurecimento por indução a partir de um conversor de frequência de máquina. Além da fonte fonte de alimentação M-G o circuito inclui um contator de potência K, um transformador de endurecimento TrZ, em cujo enrolamento secundário está conectado um indutor I, um banco de capacitores de compensação Sk, transformadores de tensão e corrente TN e 1TT, 2TT, medindo instrumentos(voltímetro V, wattímetro W, medidor de fase) e amperímetros da corrente do gerador e corrente de excitação, bem como um relé de corrente máxima 1РМ, 2РМ para proteger a fonte de energia de curto circuitos e sobrecargas.

Arroz. 4. Diagrama elétrico esquemático de uma instalação de endurecimento por indução: M - motor de acionamento, G - gerador, TN, TT - transformadores de tensão e corrente, K - contator, 1PM, 2RM, ZRM - relé de corrente, Rk - pára-raios, A, V, W - instrumentos de medição, TRZ - transformador de endurecimento, OVG - enrolamento de excitação do gerador, RR - resistor de descarga, PB - contatos do relé de excitação, PC - resistência ajustável.

Para alimentar antigas instalações de indução para tratamento térmico de peças, são utilizados conversores de frequência de máquinas elétricas - um motor de acionamento do tipo síncrono ou assíncrono e um gerador de média frequência do tipo indutor; instalações de indução- conversores de frequência estáticos.

O circuito de um conversor de frequência tiristorizado industrial para alimentar uma instalação de endurecimento por indução é mostrado na Fig. 5. O circuito conversor de frequência tiristorizado consiste em um retificador, um bloco de bobinas, um conversor (inversor), circuitos de controle e componentes auxiliares (reatores, trocadores de calor, etc.). De acordo com o método de excitação, os inversores são feitos com excitação independente (do oscilador mestre) e com autoexcitação.

Os conversores tiristores podem operar de forma estável tanto com uma mudança de frequência em uma ampla faixa (com um circuito oscilatório autoajustável de acordo com a mudança dos parâmetros de carga), quanto em uma frequência constante com uma ampla faixa de mudanças nos parâmetros de carga devido a mudanças no resistência ativa do metal aquecido e suas propriedades magnéticas (para peças ferromagnéticas).

Arroz. 5. Diagrama esquemático dos circuitos de potência de um conversor tiristor tipo TPC-800-1: L - reator de suavização, BP - unidade de partida, VA - chave automática.

As vantagens dos conversores tiristores são a ausência de massas rotativas, baixas cargas na fundação e a pequena influência do fator de utilização de potência na redução da eficiência, a eficiência é de 92 - 94% em plena carga, e em 0,25 diminui apenas; 1 - 2%. Além disso, como a frequência pode ser facilmente alterada dentro de uma determinada faixa, não há necessidade de ajustar a capacitância para compensar a potência reativa do circuito oscilante.

Oleiros antigos disparando produtos cerâmicos nas forjas, às vezes eram encontradas peças duras e brilhantes com propriedades incomuns em seu fundo. A partir do momento em que começaram a pensar sobre o que eram essas substâncias maravilhosas, como ali apareciam e também onde poderiam ser utilizadas de forma útil, nasceu a metalurgia - o ofício e a arte do processamento do metal.

E a principal ferramenta para extrair novos materiais extremamente úteis do minério tornaram-se as forjas de fusão térmica. Seus projetos percorreram um longo caminho de desenvolvimento: desde primitivas cúpulas de argila descartáveis aquecidas com madeira até modernos fornos elétricos com controle automático processo de fusão.

As unidades de fundição de metais são necessárias não apenas para os gigantes da indústria de metalurgia ferrosa, que utilizam fornos de cúpula, altos-fornos, fornos abertos e conversores regenerativos com produção de várias centenas de toneladas por ciclo.
Tais valores são típicos da fundição de ferro e aço, que respondem por até 90% produção industrial todos os metais.
Na metalurgia de não ferrosos e na reciclagem, os volumes são bem menores. E o volume de negócios global da produção de metais de terras raras é geralmente calculado em vários quilogramas por ano.

Mas a necessidade de derreter produtos metálicos surge não apenas durante sua produção em massa. Um setor significativo do mercado metalúrgico é ocupado pela produção de fundição, que requer unidades de fundição de metal com produção relativamente pequena - de várias toneladas a dezenas de quilogramas. E para artesanato de peças, produção de artes e ofícios e fabricação de joias, são utilizadas máquinas de fusão com capacidade de produção de vários quilogramas.

Todos os tipos de dispositivos para fundição de metal podem ser divididos de acordo com o tipo de fonte de energia para eles:

Térmico. O refrigerante é gás de combustão ou ar altamente aquecido.
Elétrico. Vários efeitos térmicos da corrente elétrica são usados:
- Abafar. Aquecimento de materiais colocados em caixa isolada termicamente com elemento de aquecimento em espiral.
- Resistência. Aquecer uma amostra passando uma grande corrente através dela.
- Arco. Usar Temperatura alta arco eletrico.
- Indução. Derretimento de matérias-primas metálicas calor interno da ação de correntes parasitas.
Transmissão. Dispositivos exóticos de plasma e feixe de elétrons.

Forno de fusão por feixe de elétrons de fluxo Forno térmico de lareira aberta Forno de arco elétrico

Para pequenos volumes de produção, o mais adequado e econômico é a utilização de elétricos, principalmente fornos de fusão por indução(IPP).

Construção de fornos elétricos de indução

Em suma, sua ação é baseada no fenômeno das correntes de Foucault - correntes parasitas de indução em um condutor. Na maioria dos casos, os engenheiros elétricos os tratam como um fenômeno prejudicial.
Por exemplo, é por causa deles que os núcleos dos transformadores são feitos de chapas de aço ou fita: em uma peça sólida de metal, essas correntes podem atingir valores significativos, levando a perdas inúteis de energia para aquecê-la.

Em um forno elétrico de fusão por indução, esse fenômeno é aproveitado. Em essência, é uma espécie de transformador em que o papel de um enrolamento secundário em curto-circuito e, em alguns casos, do núcleo, é desempenhado por uma amostra de metal fundido. É metálico - apenas materiais que conduzem eletricidade podem ser aquecidos nele, enquanto os dielétricos permanecerão frios. O papel do indutor - o enrolamento primário do transformador é realizado por várias voltas de uma bobina grossa enrolada em uma bobina. tubo de cobre, através do qual circula o refrigerante.

A propósito, os eletrodomésticos que se tornaram extremamente populares funcionam com o mesmo princípio. fogões com indução aquecimento de alta frequência. Um pedaço de gelo colocado sobre eles nem derreterá, mas os utensílios de metal colocados aquecerão quase instantaneamente.

Características de projeto de fornos térmicos de indução

Existem dois tipos principais de PPI:

Para ambos os tipos de unidades de fundição de metais, não há diferenças fundamentais no tipo de matéria-prima de trabalho: elas fundem com sucesso metais ferrosos e não ferrosos. Só é necessário selecionar o modo de operação e o tipo de cadinho apropriados.

Opções de seleção

Assim, os principais critérios para a escolha de um ou outro tipo de forno térmico são o volume e a continuidade da produção. Para uma pequena fundição, por exemplo, na maioria dos casos, um forno elétrico de cadinho é adequado, e um forno de canal é adequado para uma planta de reciclagem.

Além disso, um dos principais parâmetros de um forno quente de cadinho é o volume de um fundido, com base no qual você deve escolher modelo específico. Características importantes também são a potência máxima de operação e o tipo de corrente: monofásica ou trifásica.

Escolhendo um local para instalação

A localização do forno de indução em oficina ou oficina deve permitir livre acesso ao mesmo para a execução segura de todas as operações tecnológicas durante o processo de fundição:

carregamento de matérias-primas;
manipulações durante o ciclo de trabalho;
descarregando o fundido acabado.

O local de instalação deve ser fornecido com os necessários redes elétricas com a tensão operacional necessária e o número de fases, aterramento protetor com possibilidade de rápida desligamento de emergência unidade. A instalação também deve ser dotada de abastecimento de água para refrigeração.

As estruturas de mesa de pequenas dimensões devem, no entanto, ser instaladas em bases individuais fortes e fiáveis, não destinadas a outras operações. As unidades de piso também precisam ser dotadas de uma base sólida e reforçada.

É proibido colocar fogo e materiais explosivos na área de descarga de material fundido. Perto do local do fogão deve ser pendurado um escudo contra incêndio com agentes extintores.

Instruções de instalação

As unidades de termofusão industriais são dispositivos com alto consumo de energia. A sua instalação e instalação elétrica devem ser realizadas por especialistas qualificados. Unidades pequenas com carga de até 150 kg podem ser conectadas por um eletricista qualificado, seguindo as regras normais de instalação elétrica.

Por exemplo, um forno IPP-35 com potência de 35 kW e volume de produção de 12 kg de metais ferrosos e até 40 metais não ferrosos tem massa de 140 kg. Dessa forma, sua instalação consistirá nas seguintes etapas:

Escolha local adequado colocação com base sólida para unidade de termofusão e unidade de indução de alta tensão refrigerada a água com banco de capacitores. A localização da unidade deve corresponder a todos requisitos operacionais e regras de segurança elétrica e contra incêndio.
Fornecer à instalação uma linha de refrigeração a água. O forno elétrico de fusão descrito não é fornecido com equipamento de refrigeração, que deve ser adquirido adicionalmente. A melhor solução terá uma torre de resfriamento de circuito duplo e ciclo fechado.
Conexão de aterramento de proteção.
A operação de quaisquer fornos elétricos de fusão sem aterramento é estritamente proibida.
Fornecer uma linha elétrica separada com um cabo cuja seção transversal forneça a carga adequada. A blindagem de energia também deve fornecer a carga necessária com uma reserva de energia

Para pequenas oficinas e uso doméstico são produzidos minifornos, por exemplo, UPI-60-2, com potência de 2 kW e volume de cadinho de 60 cm³ para fusão de metais não ferrosos: cobre, latão, bronze ~ 0,6 kg, prata ~ 0,9 kg, ouro ~1,2kg. O peso da instalação propriamente dita é de 11 kg, dimensões - 40x25x25 cm. A sua instalação consiste em colocá-la sobre uma bancada metálica, ligar a refrigeração a água de escoamento e ligá-la a uma tomada eléctrica.

Tecnologia de uso

Antes de iniciar o trabalho com um forno elétrico de cadinho, você deve verificar definitivamente o estado dos cadinhos e do revestimento - o isolamento térmico de proteção interno. Se for projetado para utilizar dois tipos de cadinhos: cerâmico e grafite, deve-se selecionar o material adequado ao material carregado de acordo com as instruções.

Normalmente, cadinhos de cerâmica são usados para metais ferrosos e cadinhos de grafite para metais não ferrosos.

Procedimento de operação:

Insira o cadinho dentro do indutor e, após carregá-lo com o material de trabalho, cubra-o com uma tampa termo-isolante.
Ligar refrigeração a água. Muitos modelos de unidades de fusão elétrica não funcionarão se não pressão necessáriaágua.

O processo de fusão em um cadinho IPP começa com sua ligação e entrada no modo de operação. Se houver um regulador de potência, coloque-o na posição mínima antes de ligá-lo.
Aumente suavemente a potência para a potência operacional correspondente ao material carregado.
Depois de derreter o metal, reduza a potência para um quarto da potência de trabalho para manter o material fundido.
Antes de derramar, coloque o regulador no mínimo.
Após a conclusão da fusão, desligue a energia da instalação. Desligue o resfriamento a água depois que ele esfriar.

A unidade deve estar sob supervisão durante todo o processo de fusão. Quaisquer manipulações com cadinhos devem ser feitas com pinças e luvas de proteção. Em caso de incêndio, a instalação deverá ser imediatamente desenergizada e as chamas apagadas com lona ou extintas com qualquer extintor que não seja ácido. Encher com água é estritamente proibido.

Vantagens dos fornos de indução

Alta pureza do fundido resultante. Em outros tipos de fornos térmicos para fundição de metais, geralmente ocorre contato direto do refrigerante com o material e, consequentemente, contaminação deste. No IPP, o aquecimento é produzido pela absorção pela estrutura interna de materiais condutores campo eletromagnetico indutor. Portanto, esses fornos são ideais para a produção de joias.
Para fornos térmicos problema principalé reduzir o teor de fósforo e enxofre nas fusões de metais ferrosos, o que deteriora a sua qualidade.
Alta eficiência dos dispositivos de fusão por indução, chegando a 98%.
Alta velocidade de fusão devido ao aquecimento da amostra por dentro e, como resultado, alta produtividade do IPP, principalmente para pequenos volumes de trabalho de até 200 kg.
O aquecimento de uma mufla elétrica com carga de 5 kg ocorre em várias horas, enquanto o IPP não leva mais de uma hora.
Dispositivos com capacidade de carga de até 200 kg são fáceis de colocar, instalar e operar.

A principal desvantagem dos dispositivos elétricos de fusão, e os de indução não são exceção, é o custo relativamente alto da eletricidade como refrigerante. Mas, apesar disso, a alta eficiência e o bom desempenho dos IPPs compensam em grande parte por eles durante a operação.

O vídeo mostra um forno de indução em funcionamento.

Um forno de indução DIY é ótima solução para aquecer vários ambientes.

Além do aquecimento forno de indução pode executar as seguintes funções:

fusão de metais;
purificação de metais preciosos;
aquecimento de produtos metálicos, após os quais são submetidos a um procedimento de endurecimento ou outros processos.

No entanto, as funções acima fornecem instalações industriais , e se precisar aquecer a casa, normalmente é instalado um fogão para a cozinha, que você pode adquirir em formulário finalizado ou faça você mesmo. Forno de indução caseiro Ele é criado de forma bastante simples e você não precisa gastar muito tempo nesse processo. Porém, é importante conhecer não só as regras de formação desta estrutura, mas também suas demais características, para que, se necessário, você mesmo possa realizar reparos ou substituição de quaisquer peças principais.

Princípio de funcionamento do equipamento

É importante conhecer as características de funcionamento deste tipo de forno para ter uma boa compreensão do seu funcionamento e parâmetros. O equipamento funciona devido ao fato de que com a ajuda de especiais correntes parasitas o aquecimento do material é garantido. Tais correntes são obtidas devido a indutor especial, que é um indutor. Contém várias voltas de fio de espessura bastante significativa.

O indutor pode aquecer devido a inversor de soldagem ou outro equipamento. O princípio de funcionamento de um forno de indução pressupõe que o indutor seja alimentado por uma rede de corrente alternada, podendo também ser utilizado um gerador de alta frequência para isso. A corrente que flui através do indutor forma campo variável, permeando o espaço. Se contiver algum material, serão induzidas correntes sobre ele, garantindo seu aquecimento efetivo.

Se um forno for usado para criar, geralmente o material é água, que esquenta. Se o equipamento for destinado a fins industriais, o material pode ser metálico, que começa a derreter sob a influência da corrente. Assim, o princípio de funcionamento fogão de induçãoÉ considerado simples e direto, portanto, criá-lo sozinho é bastante simples.

O projeto dos fornos de indução pode ser diferente, pois dois tipos completamente diferentes podem ser distinguidos:

equipamentos equipados com circuito magnético;
fornos sem núcleo magnético.

No primeiro caso, o indutor está localizado dentro metal especial, que começa a derreter sob a influência das correntes. No segundo, o indutor está localizado do lado de fora. O esquema de cada opção tem suas diferenças específicas.

Tipos e características de vários fornos de indução

Existem vários tipos de fornos de indução, cujos princípios de funcionamento apresentam algumas diferenças. Alguns destinam-se apenas a trabalhos industriais, enquanto outros podem ser utilizados em casa, pelo que muitas vezes se destinam à cozinha, onde fornecem aquecimento de alta qualidade. Na maioria das vezes, as opções mais recentes são formadas a partir de um inversor de soldagem, possuem design simples, devido ao qual eles Manutenção e reparo são trabalhos simples.

Os principais tipos de fornos de indução incluem:

Forno de indução a vácuo. Nele, a fusão é feita a vácuo, o que permite remover impurezas nocivas e perigosas de diversas misturas. O resultado são produtos que completamente seguro para uso, eles são de alta qualidade. Deve-se notar que seu reparo é considerado um trabalho complexo, e o processo de criação em si geralmente não pode ser realizado por conta própria, sem equipamentos especializados e condições incomuns.
Design de canal. É fabricado usando transformador de soldagem convencional, que opera a uma frequência de 50 Hz. Aqui está o enrolamento secundário deste dispositivo substituído por um cadinho em forma de anel. Um vídeo da criação desse forno pode ser encontrado na Internet e seu diagrama não é considerado complicado. Equipamentos bem projetados podem ser usados para fundir um grande número de metais não ferrosos e o consumo de energia é considerado baixo. Os reparos são considerados específicos e complexos.
Fornalha de cadinho. O esquema deste projeto envolve a instalação de um indutor e um gerador, que são as partes mais básicas do equipamento. Para formar um indutor, um padrão tubo de cobre. Contudo, deve-se observar quantidade necessária voltas, que não devem ser superiores a 8, mas também inferiores a 10. O circuito do indutor em si pode ser diferente, pode ter figura oito forma ou outra configuração. Deve-se destacar que consertar este equipamento é considerado um trabalho bastante simples.
Forno de indução para aquecer a sala. Via de regra, destina-se à cozinha e é criado a partir de um inversor de soldagem. Normalmente esta configuração é usada em combinação com caldeira de água quente, que permite fornecer aquecimento a cada divisão do edifício, além disso, será possível fornecer água quente à estrutura; O princípio de funcionamento é que o indutor receba energia de um inversor de soldagem. Acredita-se que a eficiência deste equipamento seja baixa, mas muitas vezes é o único possível para criar aquecimento na casa.

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Processo de formação de forno

Você pode fazer um fogão de indução baseado em inversor para sua cozinha ou outro cômodo da casa com seu próprio esforço. Para isso, recomenda-se não apenas estudar a parte teórica Este processo, mas também assista ao vídeo de treinamento.

Formar campo eletromagnetico, que estará disponível fora do indutor, é necessário utilizar uma bobina especial na qual haverá quantidade suficiente um grande número de voltas. Além disso, será necessário dobrar o tubo, e esse trabalho apresenta algumas dificuldades, então mais decisão racional neste caso haverá um local tubo reto diretamente dentro da bobina, e como resultado funcionará como um núcleo.

Normalmente usado tubo de metal , no entanto, é considerado um refrigerante fraco, por isso pode ser usado em seu lugar tubo de polímero, dentro dos quais haverá pequenos pedaços de fio metálico. Para um gerador de corrente, o uso de um inversor padrão é considerado ideal. A sua manutenção e reparação são consideradas trabalhos simples e directos, pelo que será possível garantir longo prazo serviços de equipamentos.

Assim, para criar o design você precisará de:

tubo de polímero;
cabo de aço;
fio de cobre;
tela metálica;
a presença do próprio inversor.

Fio-máquina de aço cortar em pedaços pequenos. Uma extremidade do tubo de polímero é coberta com uma malha e pedaços de arame metálico são carregados na outra. A segunda extremidade também é coberta por uma malha. No topo do tubo é criado enrolamento de indução, para que isso é usado fio de cobre. As extremidades deste enrolamento estão bem isoladas e conectadas à saída do inversor. Assim que o dispositivo é ligado, um campo eletromagnético é criado a partir da bobina, o que garante o aparecimento de correntes parasitas no núcleo. Isso fará com que ele aqueça, então a água que flui pelo cano começará a esquentar. Isto cria um design ideal para uma cozinha ou outro cômodo, e sua manutenção e reparo são considerados simples.

É melhor revisar antes de começar a trabalhar vídeo de treinamento para não cometer erros. Após criar o equipamento, você pode instalá-lo no ambiente desejado. Pode ser destinado não só ao fogão, mas até à cozinha. É importante escolher uma divisão onde possa facilmente cuidar do recuperador e efectuar as suas reparações.

Atualmente, os fornos de indução são amplamente utilizados no processo de fundição de metais. A corrente produzida no campo do indutor contribui para o aquecimento da substância, e esta característica de tais dispositivos não é apenas básica, mas também a mais importante. O processamento faz com que a substância passe por diversas transformações. O primeiro estágio de transformação é o estágio eletromagnético, seguido pelo estágio elétrico e depois pelo estágio térmico. A temperatura gerada pela estufa é utilizada praticamente sem deixar resíduos, pelo que esta solução é a melhor entre todas as outras. Muitos podem estar interessados em um fogão fabricado. A seguir falaremos sobre as possibilidades de implementação de tal solução.

Tipos de fornos para fusão de metais

Este tipo de equipamento pode ser dividido em categorias principais. O primeiro tem um canal cardíaco como base, e o metal é colocado nesses fornos em forma de anel ao redor do indutor. A segunda categoria não possui tal elemento. Esse tipo é chamado de cadinho e o metal é colocado dentro do próprio indutor. É tecnicamente impossível utilizar um núcleo fechado neste caso.

Princípios básicos

O forno de fusão, neste caso, opera com base no fenômeno da indução magnética. E existem vários componentes. O indutor é o componente mais importante deste dispositivo. É uma bobina cujos condutores não são fios comuns, mas tubos de cobre. Este requisito é imposto pelo próprio projeto dos fornos de fusão. A corrente que passa pelo indutor gera um campo magnético que afeta o cadinho dentro do qual o metal está localizado. Nesse caso, o material desempenha o papel de enrolamento secundário do transformador, ou seja, uma corrente passa por ele, aquecendo-o. É assim que ocorre o derretimento, mesmo que você mesmo faça um forno de indução. Como construir esse tipo de forno e aumentar sua eficiência? Esta é uma pergunta importante que tem uma resposta. O uso de correntes de alta frequência pode aumentar significativamente a eficiência dos equipamentos. Para isso, é apropriado utilizar fontes de alimentação especiais.

Características dos fornos de indução

Este tipo de equipamento possui certas características características, que são vantagens e desvantagens.

Como a distribuição do metal deve ser uniforme, o material resultante é caracterizado por uma boa massa homogênea. Este tipo de forno funciona transportando energia através das zonas, ao mesmo tempo que introduz a função de concentração de energia. Parâmetros como capacitância, frequência de operação e método de revestimento estão disponíveis para uso, além de regulação da temperatura de fusão do metal, o que facilita significativamente o processo de trabalho. O potencial tecnológico existente do forno cria uma alta taxa de fusão; os dispositivos são ecologicamente corretos, totalmente seguros para o homem e prontos para uso a qualquer momento.

A desvantagem mais notável desse equipamento é a dificuldade de limpeza. Como a escória é aquecida apenas pelo calor gerado pelo metal, essa temperatura não é suficiente para garantir seu pleno aproveitamento. A grande diferença de temperatura entre o metal e a escória não permite que o processo de remoção dos resíduos seja o mais simples possível. Como outra desvantagem, costuma-se destacar o vão, pelo qual é sempre necessário reduzir a espessura do forro. Devido a tais ações, depois de algum tempo ele pode apresentar defeito.

Utilização de fornos de indução em escala industrial

Na indústria, os fornos de indução de cadinho e canal são mais frequentemente encontrados. No primeiro, é realizada a fusão de quaisquer metais em quantidades arbitrárias. Os recipientes de metal nessas variantes podem conter até várias toneladas de metal. Claro, a indução fornos de fusão Neste caso, é impossível fazer isso sozinho. Os fornos de canal são projetados para fundir vários tipos de metais não ferrosos, bem como ferro fundido.

Este tópico costuma ser do interesse dos fãs de design e tecnologia de rádio. Agora está ficando claro que é perfeitamente possível criar fornos de indução com as próprias mãos, e muitas pessoas conseguiram fazer isso. Porém, para criar tais equipamentos é necessária a implementação da ação diagrama elétrico, que conteria as ações prescritas do próprio forno. Tais soluções requerem o envolvimento daqueles capazes de produzir oscilações de ondas. Um forno de indução simples do tipo faça você mesmo de acordo com o circuito pode ser construído usando quatro lâmpadas eletrônicas em combinação com um néon, que dá um sinal de que o sistema está pronto para operação.

Neste caso, a alça do capacitor AC não está localizada dentro do aparelho. Graças a isso, você pode criar um forno de indução com suas próprias mãos. O diagrama do dispositivo descreve detalhadamente a localização de cada elemento individual. Você pode ter certeza de que o dispositivo é poderoso o suficiente usando uma chave de fenda, que deve atingir um estado incandescente em apenas alguns segundos.

Peculiaridades

Se você está criando um forno de indução com suas próprias mãos, cujo princípio de funcionamento e montagem é estudado e realizado de acordo com o esquema apropriado, você deve saber que a taxa de fusão neste caso pode ser afetada por um ou mais fatores listados abaixo :

Frequência de pulso;

Perdas por histerese;

Gerando energia;

O período de liberação de calor;

Perdas associadas à ocorrência de correntes parasitas.

Se você está planejando construir um fogão de indução com as próprias mãos, então ao usar lâmpadas é preciso lembrar que sua potência deve ser distribuída de forma que quatro peças sejam suficientes. Ao usar um retificador, você obterá uma rede de aproximadamente 220 V.

Uso doméstico de fogões

Na vida cotidiana, esses dispositivos raramente são usados, embora tecnologias semelhantes possam ser encontradas em sistemas de aquecimento. Eles podem ser vistos na forma de fornos de micro-ondas e. No ambiente das novas tecnologias, esse desenvolvimento tem encontrado ampla aplicação. Por exemplo, o uso de correntes parasitas de indução em fogões de indução permite cozinhar uma grande variedade de pratos. Como demoram muito pouco para aquecer, o queimador não pode ser aceso se não houver nada sobre ele. No entanto, são necessários utensílios especiais para usar esses fogões especiais e úteis.

Processo de construção

A indução faça você mesmo consiste em um indutor, que é um solenóide feito de um tubo de cobre resfriado a água e um cadinho, que pode ser feito de materiais cerâmicos, e às vezes de aço, grafite e outros. Em tal dispositivo você pode fundir ferro fundido, aço, metais preciosos, alumínio, cobre, magnésio. Os fornos de indução "faça você mesmo" são fabricados com cadinho com capacidade de alguns quilogramas a várias toneladas. Eles podem ser a vácuo, cheios de gás, abertos e compressores. Os fornos são alimentados por correntes de alta, média e baixa frequência.

Assim, se você estiver interessado em fazer seu próprio forno de indução, o esquema envolve a utilização dos seguintes componentes principais: um banho de fusão e uma unidade de indução, que inclui uma pedra de lareira, um indutor e um núcleo magnético. Um forno de canal difere de um forno de cadinho porque a energia eletromagnética é convertida em energia térmica no canal de liberação de calor, no qual deve haver sempre um corpo eletricamente condutor. Para fazer a partida inicial de um forno de canal, nele é derramado metal fundido ou inserido um gabarito feito de um material que pode ser endireitado no forno. Quando a fusão é concluída, o metal não é completamente drenado, mas permanece um “pântano”, destinado a preencher o canal de liberação de calor para futuro acionamento. Se você vai construir um forno de indução com as próprias mãos, para facilitar a substituição da pedra da lareira do equipamento, ela é removível.

Componentes do forno

Portanto, se você tem interesse em fazer um miniforno de indução com as próprias mãos, é importante saber que seu elemento principal é a serpentina de aquecimento. Quando versão caseira Basta utilizar um indutor feito de tubo de cobre nu com diâmetro de 10 mm. Para o indutor, é usado um diâmetro interno de 80 a 150 mm e o número de voltas é de 8 a 10. É importante que as voltas não se toquem e a distância entre elas seja de 5 a 7 mm. Partes do indutor não devem entrar em contato com sua tela; a folga mínima deve ser de 50 mm.

Se você está planejando fazer um forno de indução com suas próprias mãos, saiba que em escala industrial utiliza-se água ou anticongelante para resfriar os indutores. Quando baixa potência e a operação de curto prazo do dispositivo criado pode ser feita sem resfriamento. Porém, durante a operação, o indutor fica muito quente e a incrustação no cobre pode não apenas reduzir drasticamente a eficiência do dispositivo, mas também levar à perda total de seu desempenho. É impossível fazer um indutor resfriado sozinho, portanto ele precisará ser substituído regularmente. Não é possível utilizar resfriamento com ar forçado, pois a carcaça do ventilador colocada próxima à bobina “atrairá” EMF, o que levará ao superaquecimento e diminuição da eficiência do forno.

Gerador

Ao montar um forno de indução com suas próprias mãos, o diagrama envolve o uso de tais elemento importante, como um alternador. Você não deve tentar fazer um fogão se não conhece os fundamentos da radioeletrônica, pelo menos no nível de um radioamador semiqualificado. A escolha do circuito gerador deve ser tal que não produza um espectro de corrente forte.

Usando Fornos de Indução

Esse tipo de equipamento é muito utilizado em áreas como fundições, onde o metal já foi limpo e precisa receber um formato específico. Você também pode obter algumas ligas. Eles também se difundiram na produção de joias. O simples princípio de funcionamento e a possibilidade de montar um forno de indução com as próprias mãos permitem aumentar a rentabilidade da sua utilização. Para esta área podem ser utilizados dispositivos com cadinho com capacidade de até 5 quilos. Para pequenas produções esta opção será ideal.

Muitas pessoas acreditam que o processo de fundição do metal requer estruturas enormes, quase fábricas com grande quantia pessoal. Mas também existe a profissão de joalheiro e metais como ouro, prata, platina e outros, usados para fazer jóias vazadas e requintadas, algumas das quais são legitimamente consideradas verdadeiras obras de arte. Uma joalheria é um empreendimento que não tolera escala excessiva. E o processo de fusão é simplesmente necessário neles. Portanto, um forno de indução para fusão de metal é necessário aqui. Não é grande, é muito eficaz e fácil de usar.

O princípio de funcionamento de um forno de indução é um exemplo maravilhoso de como um fenômeno indesejável é utilizado com maior eficiência. O chamado vórtice correntes induzidas Foucault, que costuma interferir em qualquer tipo de engenharia elétrica, visa aqui apenas um resultado positivo.

Para que a estrutura metálica comece a aquecer e depois derreter, ela deve ser colocada sob essas mesmas correntes de Foucault, e elas são formadas em uma bobina de indução, que, em geral, é o que é o forno.

Simplificando, todos sabem que durante o trabalho, qualquer eletrodoméstico começa a esquentar. Um forno de indução para fusão de metal utiliza esse efeito indesejável em todo o seu potencial.

Vantagens sobre outros tipos de fornos de fusão

Os fornos de indução não são a única invenção usada para fundir metais. Existem também famosos fornos abertos, altos-fornos e outros tipos. No entanto, o recuperador que estamos a considerar apresenta uma série de vantagens inegáveis sobre todos os outros.

Os fornos que funcionam segundo o princípio de indução podem ser bastante compactos e a sua colocação não causará dificuldades.
Alta velocidade de fusão. Se outros fornos para fusão de metal requerem várias horas apenas para aquecer, um forno de indução lida com isso várias vezes mais rápido.
Coeficiente ação útil apenas um pouco abaixo da marca de 100%.
Em termos de pureza do fundido, o forno de indução ocupa com segurança o primeiro lugar. Em outros dispositivos, a peça preparada para fusão está em contato direto com o elemento de aquecimento, o que muitas vezes leva à contaminação. As correntes de Foucault aquecem a peça por dentro, afetando a estrutura molecular do metal, e nenhum subproduto entra nela.

Esta última vantagem é essencial na joalheria, onde a frequência de um material aumenta seu valor e exclusividade.

Colocação do forno

O forno de indução compacto, dependendo do tamanho, pode ser de piso ou de mesa. Qualquer que seja a opção escolhida, existem algumas regras básicas para escolher um local para colocá-la.

Apesar da simplicidade de manuseio do recuperador, ainda é um dispositivo elétrico que exige o cumprimento de medidas de segurança. E a primeira coisa que precisa ser levada em consideração durante a instalação é a presença da fonte de alimentação correta que corresponda ao modelo do dispositivo.
Possibilidade de aterramento de alta qualidade.
Fornecimento de instalação com abastecimento de água.
Os fornos de mesa requerem uma base estável.
Mas o mais importante é que nada deve interferir durante o trabalho. Mesmo que o fundido não seja muito grande em volume e massa, sua temperatura é superior a 1000 graus e respingá-lo acidentalmente para fora do molde significa causar ferimentos muito graves a você ou a alguém próximo.

Não há nada a dizer sobre o fato de que não deve haver materiais inflamáveis ou, especialmente, explosivos perto de um forno de indução em funcionamento. Mas um escudo contra incêndio a uma curta distância é absolutamente necessário.

Tipos de fornos de indução

Dois tipos de fornos de indução são amplamente utilizados: canal e cadinho. Eles diferem apenas no método de trabalhar com eles. Em todos os outros aspectos, incluindo vantagens, tais fornos de fusão são muito semelhantes. Vamos considerar cada opção separadamente:

Fornalha de canal. A principal vantagem deste tipo é um ciclo contínuo. Você pode carregar uma nova porção de matéria-prima e descarregar o metal já fundido diretamente durante o aquecimento. A única dificuldade pode surgir durante a inicialização. O canal pelo qual o metal líquido será descarregado do forno deve ser preenchido.
Fornalha de cadinho. Ao contrário da primeira opção, cada porção de metal deverá ser carregada separadamente. Essa é a questão. A matéria-prima é colocada em um cadinho resistente ao calor e colocada dentro do indutor. Depois que o metal derrete, ele é drenado do cadinho e só então a próxima porção é carregada. Este forno é ideal para pequenas oficinas onde não são necessárias grandes massas de matéria-prima fundida.

A principal vantagem de ambas as opções é a rapidez de produção. No entanto, a fornalha do cadinho também vence aqui. Além disso, é perfeitamente possível fazê-lo com as próprias mãos, quase em casa.

Um forno de indução caseiro não apresenta dificuldades para que não possa ser montado uma pessoa comum, pelo menos um pouco familiarizado com engenharia elétrica. Possui apenas três blocos principais:

Gerador.
Indutor.
Cadinho.

O indutor é um enrolamento de cobre que você mesmo pode fazer. Você terá que procurar o cadinho nas lojas apropriadas ou obtê-lo de outras maneiras. E o seguinte pode ser usado como gerador: inversor de soldagem, um transistor automontado ou circuito valvulado.

Forno de indução em um inversor de soldagem

A opção mais simples e difundida. Os esforços deverão ser despendidos apenas na construção do indutor. Pegue um tubo de cobre de parede fina com 8 a 10 cm de diâmetro e dobre-o de acordo com o padrão desejado. As voltas devem ser espaçadas a uma distância de 5 a 8 mm, e seu número depende das características e do diâmetro do inversor. O indutor é fixado em uma caixa de textolite ou grafite, e um cadinho é colocado dentro da instalação.

Forno de indução transistorizado

Nesse caso, você terá que trabalhar não só com as mãos, mas também com a cabeça. E corra pelas lojas em busca das peças de reposição necessárias. Afinal, você precisará de transistores de diferentes capacidades, alguns diodos, resistores, capacitores de filme, dois fios de cobre de diferentes espessuras e alguns anéis indutores.

Antes da montagem, é necessário levar em consideração que o circuito resultante ficará muito quente durante o funcionamento. Por isso é necessário usar radiadores bastante grandes.
Os capacitores são montados em paralelo em uma bateria.
Fio de cobre com diâmetro de 1,2 mm é enrolado nos anéis do acelerador. Dependendo da potência, as voltas devem ser de 7 a 15.
Um objeto cilíndrico, de diâmetro adequado ao tamanho do cadinho, é enrolado com 7 a 8 voltas. fio de cobre com diâmetro de 2 mm. As pontas do fio são deixadas longas o suficiente para a conexão.
De acordo com um esquema especial, tudo é montado na placa.
A fonte de alimentação pode ser uma bateria de 12 volts.
Se necessário, você pode fazer uma caixa textolite ou grafite.
A potência do dispositivo é ajustada aumentando ou diminuindo as voltas do enrolamento do indutor.

Montar esse dispositivo sozinho não é fácil. E você só poderá realizar esse trabalho se estiver confiante na correção de suas ações.

Forno de indução com lâmpadas

Ao contrário de um forno transistorizado, um forno com lâmpada será muito mais potente, o que significa que você terá que manuseá-lo e ao circuito com mais cuidado.

4 lâmpadas de feixe conectadas em paralelo gerarão correntes de alta frequência.
O fio de cobre é dobrado em espiral. A distância entre as voltas é de 5 ou mais milímetros. As próprias bobinas têm de 8 a 16 cm de diâmetro. O indutor deve ser de um tamanho que permita que o cadinho caiba facilmente em seu interior.
O indutor é colocado em um invólucro feito de material não condutor (textolite, grafite).
Você pode colocar uma lâmpada indicadora de néon no corpo.
Você também pode incluir um capacitor de sintonia no circuito.

Fazer os dois circuitos requer algum conhecimento, que pode ser obtido, mas é melhor que um verdadeiro especialista o faça.

Resfriamento

Esta questão é provavelmente a mais difícil de todas as que se colocam a uma pessoa que decide montar de forma independente um aparelho de fusão baseado no princípio da indução. O fato é que não é recomendável colocar o ventilador diretamente próximo ao fogão. As peças metálicas e elétricas do dispositivo de refrigeração podem afetar negativamente o funcionamento da estufa. Um ventilador localizado longe pode não fornecer o resfriamento necessário, o que causará superaquecimento.

A segunda opção é realizar resfriamento a água. No entanto, realizá-lo de forma eficiente e correta em casa não é apenas difícil, mas também não é financeiramente lucrativo. Nesse caso, vale a pena considerar: não seria mais econômico adquirir versão industrial forno de indução, produzido na fábrica, obedecendo a todas as tecnologias necessárias?

Precauções de segurança ao fundir metal em um forno de indução

Não há necessidade de insistir muito neste assunto, pois quase todo mundo conhece os regulamentos básicos de segurança. Devemos nos debruçar apenas sobre as questões que são exclusivas deste tipo de equipamento.

Vamos começar com segurança pessoal. Ao trabalhar com forno de indução Deve-se entender bem que as temperaturas aqui são muito altas e isso representa risco de queimaduras. O aparelho também é elétrico e requer atenção especial.
Se você comprou um fogão pronto, preste atenção ao raio de influência do campo eletromagnético. Caso contrário, relógios, telefones, câmeras de vídeo e outros aparelhos eletrônicos podem começar a funcionar mal ou até mesmo quebrar completamente.
As roupas de trabalho devem ser selecionadas com fechos não metálicos. A sua presença, pelo contrário, afetará o funcionamento do forno.
Atenção especial deve ser dada ao forno com lâmpada a esse respeito. Todos os elementos de alta tensão devem estar ocultos na caixa.

É claro que é improvável que esse equipamento seja útil em um apartamento na cidade, mas os rádios amadores que estão constantemente envolvidos na estanhagem e os joalheiros não podem viver sem um fogão de indução. Para eles, isso é muito útil, pode-se dizer insubstituível, e como isso ajuda no seu trabalho, é melhor perguntar eles próprios.