≡×МЕНЮ

• Інтер'єр
• Вікна
• Стіни
• Проекти
• Будівлі

Індукційні плавильні печі для металу. Як вибрати індукційну піч. Використання та будова пристрою

Сам принцип роботи індукційної печі полягає в тому, що тепло для плавки одержують з електрики, що виробляється змінним магнітним полем. У таких печах відбувається перетворення енергії від електромагнітної, далі в електричну та зрештою в тепло. Як робиться індукційна піч своїми руками?

Такі печі ділять на два типи:

1. Тигельні. У таких печах індуктор і осердя знаходяться всередині металу. Такий тип печей використовують у промислових плавильнях, для плавки міді, алюмінію, чавуну, сталі, а також на ювелірних заводах для плавки дорогоцінних металів.
2. Канальні. У такому вигляді печей індуктор і осердя знаходяться навколо металу.

Порівняно з котлами або іншими пічками, індукційні печі мають ряд переваг:

• миттєво розігріваються;
• фокусують енергію в заданому діапазоні;
• екологічно чистий пристрій та відносна безпека;
• відсутня чад;
• великі можливості регулювання температури та ємності;
• однорідність металу, що плавиться.

Індукційні печі застосовують також для опалення. Це зручний і водночас безшумний методопалення.

Не потребує спеціального приміщення для казана. На гріючому елементі накип не накопичується, а для циркуляції по опалювальній системі можна використовувати будь-яку рідину, будь то масло, вода та інші. Також піч довговічна, тому що мінімально зношується. Як і говорилося раніше, вона дуже екологічна, адже немає жодних шкідливих викидів у повітря, а також відповідає всім вимогам пожежної безпеки.

Збір інформації

Людині, яка розуміє, як прочитати та зрозуміти електричну схему, буде не складно розібратися, як зробити подібну індукційну піч. У мережі Інтернет ви побачите десятки, а то й сотні варіантів виготовлення різних індукційних печей з використанням домашнього мотлоху, наприклад, зі старої мікрохвильової печі або зварювального інвертора.

Обов'язково пам'ятайте, що електричний струм – небезпечна річ. І для виготовлення індукційної печі потрібно мати уявлення про те, що таке нагрівання за допомогою індукції. Бажано, щоб з вами була людина, яка добре розуміє хоча б основи електротехніки або має досвід роботи з електрообладнанням.

Принцип роботи

Основа роботи такої печі – це вилучення тепла з електричного струмущо виробляє змінне магнітне поле за допомогою котушки індуктивності. Виходить, ми отримуємо тепло спочатку з електромагнітної енергії, а потім із електричної. Замкненість струмів, що течуть по витках індуктора (котушці індуктивності), виділяє тепло та прогріває метал зсередини.

Така піч може мати спрощений варіант і від домашньої мережі 220В. Але для цього потрібний випрямляч, тобто адаптер.

Пристрій печі

Конструкція індукційного приладу нагадує трансформатор. У ньому первинна обмотка живиться змінним струмом, а вторинна служить тілом, що нагрівається.

Найпростішим індуктором вважається ізольований провідник (що має вигляд спіралі або сердечника), який розташований на поверхні металевої труби або всередині неї.

Ось деякі вузли, які працюють на індукції:

• індуктор;
• відсік для плавильної печі;
• нагрівальний елемент для обігрівальної печі;
• генератор;
• корпус.

Індукційне нагрівання неможливе без використання трьох основних елементів:

• індуктора;
• генератора;
• нагрівального елемента

Індуктор є котушкою, зазвичай виконаною з мідного дроту, з її допомогою генерують магнітне поле. Генератор змінного струму використовують для отримання високочастотного потоку стандартного потоку домашньої електромережі з частотою 50 Гц. Як нагрівальний елемент застосовується металевий предмет, здатний поглинати теплову енергію під впливом магнітного поля.

Якщо правильно з'єднати ці елементи, можна отримати високопродуктивний прилад, який чудово підходить для підігріву рідкого теплоносія та опалення будинку. З допомогою генератора електричний струм з потрібними характеристиками подається на індуктор, тобто. на мідну котушку. При проходженні неї потік заряджених частинок формує магнітне полі.

Принцип дії індукційних нагрівачів ґрунтується на виникненні електрострумів усередині провідників, що з'являються під впливом магнітних полів.

Особливість поля полягає в тому, що воно має здатність на високих частотах змінювати напрямок електромагнітних хвиль. Якщо це поле помістити якийсь металевий предмет, він почне нагріватися без безпосереднього контакту з індуктором під впливом створених вихрових струмів.

Високочастотний електричний струм, що надходить від інвертора до індукційної котушки, створює магнітне поле з вектором магнітних хвиль, що постійно змінюється. Поміщений у це полі метал швидко розігрівається

Відсутність контакту дозволяє зробити втрати енергії при переході з одного виду в інший нікчемними, чим пояснюється підвищений ККД індукційних котлів.

Щоб підігріти воду для контуру опалення, достатньо забезпечити її контакт з металевим нагрівачем. Часто як нагрівальний елемент використовують металеву трубу, через яку просто пропускають потік води. Вода принагідно охолоджує нагрівач, що значно збільшує термін його служби.

Електромагніт індукційного приладу отримують шляхом намотування дроту навколо сердечника з феромагніту. Отримана в результаті котушка індукції розігрівається і передає тепло тілу, що нагрівається, або теплоносію, що протікає поруч, через теплообмінник

Література

• Бабат Г. І., Свянчанський А. Д.Електричні печі промислові. - М.: Держенерговидав, 1948. - 332 с.
• Бурак Я. І., Огірко І. В.Оптимальний нагрівання циліндричної оболонки із залежними від температури характеристиками матеріалу // Мат. методи та фіз.-хутро. поля. – 1977. – Вип. 5 . - С. 26-30.
• Васильєв А. З.Лампові генератори для високочастотного нагріву. - Л.: Машинобудування, 1990. - 80 с. - (Бібліотечка високочастотника-терміста; Вип. 15). - 5300 екз.
• - ISBN 5-217-00923-3.Власов Ст Ф.
• Курс радіотехніки. - М.: Держенерговидав, 1962. - 928 с.Ізюмов ​​Н. М., Лінде Д. П.
• Основи радіотехніки. - М.: Держенерговидав, 1959. - 512 с.Лозінський М. Г.
• Промислове застосування індукційного нагріву. - М.: Вид-во АН СРСР, 1948. - 471 с.
• Застосування струмів високої частоти електротермії / Під ред. А. Є. Слухоцького. - Л.: Машинобудування, 1968. - 340 с.Слухоцький О.Є.
• Індуктори. - Л.: Машинобудування, 1989. - 69 с. - (Бібліотечка високочастотника-терміста; Вип. 12). - 10 000 екз.- ISBN 5-217-00571-8.

Фогель А. А.

Індукційний метод утримання рідких металів у зваженому стані/За ред. А. Н. Шамова. - 2-ге вид., Випр. - Л.: Машинобудування, 1989. - 79 с. - (Бібліотечка високочастотника-терміста; Вип. 11). - 2950 екз.

- .

Вода, що подається через нижній патрубок в котел, прогрівається рахунок передачі енергії, і виходить через верхній патрубок, потрапляючи далі в систему опалення. Для створення тиску використовують вбудований насос. Вода, що постійно циркулює в котлі, не дозволяє елементам перегріватися. Крім того, під час роботи відбувається вібрація теплоносія (при низькому рівні шуму) за рахунок чого неможливе відкладення накипу на внутрішніх стінках котла.

Індукційні нагрівачі можуть бути реалізовані різними способами.

Розрахунок потужності

Так як індукційний спосіб плавки стали менш витратний, ніж аналогічних методик, заснованих на використанні мазуту, вугілля та інших енергоносіїв, розрахунок індукційної печі починається з обчислення потужності агрегату.

Потужність індукційної печі поділяється на активну та корисну, для кожної з них є своя формула.

Як вихідні дані потрібно знати:

• ємність печі, у розглянутому для прикладу випадку вона дорівнює 8 тонн;
• потужність агрегату (береться максимальне значення) – 1300 кВт;
• частота струму – 50 Гц;
• продуктивність пічної установки – 6 тонн за годину.

Потрібно також враховувати метал або сплав, що розплавляється: за умовою він цинковий. Це важливий момент, тепловий баланс плавки чавуну в індукційній печі, як і інших сплавів свій.

Корисна потужність, що передається рідкому металу:

• Рпол = Wтеор×t×П,
• Wтеор - питома витратаенергії, він теоретичний і показує перегрів металу на 10С;
• П – продуктивність пічної установки, т/год;
• t - температура перегріву сплаву або металевої заготовки у ванній печі, 0С
• Рпол = 0,298 800 5,5 = 1430,4 кВт.

Активна потужність:

• Р = Рпол/Ютерм,
• Рпол - береться з попередньої формули, кВт;
• Ютерм - ККД ливарної печі, його межі від 0,7 до 0,85, у середньому приймають 0,76.
• Р = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 кВт, проводиться округлення значення до 1900 кВт.

на заключному етапірозраховується потужність індуктора:

• Ринд = Р/N,
• Р – активна потужність пічної установки, квт;
• N – кількість індукторів, передбачених печі.
• Ринд = 1900/2 = 950 кВт.

Споживання потужності індукційної піччю при плавці стали залежить від її продуктивності та виду індуктора.

Компоненти печі

Отже, якщо вас цікавить індукційна міні-піч своїми руками, то важливо знати, що її головним елементом є нагрівальна котушка. У разі саморобного варіанта достатньо використовувати індуктор, виконаний з голої мідної трубки діаметр якої становить 10 мм.

Для індуктора використовується внутрішній діаметр 80-150 мм, а кількість витків – 8-10. Важливо, щоб витки не стикалися, а відстань між ними була 5-7 мм. Частини індуктора не повинні стикатися з екраном, мінімальний зазор повинен бути 50 мм.

Якщо вами збирається індукційна піч своїми руками, то ви повинні знати, що в промислових масштабах охолодженням індукторів займається вода або антифриз. У разі малої потужності та нетривалої роботи приладу, що створюється, можна обійтися і без охолодження. Але під час роботи індуктор сильно нагрівається, а окалина на міді може легко різко знизити ККД пристрою, а й призвести до повної втрати його працездатності. Самостійно неможливо зробити індуктор з охолодженням, тому потрібна його регулярна заміна. Не можна використовувати примусове повітряне охолодження, оскільки корпус вентилятора, розміщеного поблизу котушки, «притягне» до себе ЕМП, що призведе до перегріву і падіння ККД печі.

Проблема індукційного нагрівання заготовок із магнітних матеріалів

Якщо інвертор для індукційного нагрівання не є автогенератором, не має схеми автопідстроювання частоти (ФАПЧ) і працює від зовнішнього генератора, що задає (на частоті, близької до резонансної частоти коливального контуру «індуктор - компенсуюча батарея конденсаторів»). У момент внесення заготівлі з магнітного матеріалу в індуктор (якщо розміри заготовки досить великі і порівняні з розмірами індуктора), індуктивність індуктора різко збільшується, що призводить до стрибкоподібного зменшення власної резонансної частоти коливального контуру і відхилення від частоти генератора, що задає. Контур виходить з резонансу з генератором, що задає, що призводить до збільшення його опору і стрибкоподібного зменшення потужності, що передається в заготівлю. Якщо потужність установки регулюється зовнішнім джерелом живлення, то природною реакцією оператора є збільшення напруги живлення установки. При розігріванні заготовки до точки Кюрі, її магнітні властивості зникають, власна частота коливального контуру повертається назад до частоти генератора, що задає. Опір контуру різко зменшується, різко зростає споживаний струм. Якщо оператор не встигне зняти підвищену напругу живлення, установка перегрівається і виходить з ладу.
Якщо установка обладнана автоматичною системоюуправління, то система управління повинна відстежувати перехід через точку Кюрі і автоматично зменшувати частоту генератора, що задає, підлаштовуючи його в резонанс з коливальним контуром (або зменшувати подається потужність, якщо зміна частоти неприпустимо).

Якщо виробляється нагрівання немагнітних матеріалів, то вищесказане значення немає. Внесення в індуктор заготівлі з немагнітного матеріалу практично не змінює індуктивність індуктора і не зрушує резонансну частоту коливального робочого контуру, і необхідності в системі управління немає.

Якщо розміри заготовки набагато менше розмірів індуктора, вона теж не сильно зрушує резонанс робочого контуру.

Індукційні плити

Основна стаття: Індукційна плита

Індукційна плита- кухонна електрична плита, що розігріває металевий посуд індукованими вихровими струмами, створюваними високочастотним магнітним полем, частотою 20-100 кГц.

Така плита має великий ККД в порівнянні з ТЕН електроплитками, тому що менше тепла йде на нагрівання корпусу, а також відсутня період розгону та охолодження (коли даремно витрачається вироблена, але не поглинена посудом енергія).

Індукційні плавильні печі

Основна стаття: Індукційна тигельна піч

Індукційні (безконтактні) плавильні печі - електричні печі для розплавлення та перегріву металів, в яких нагрівання відбувається за рахунок вихрових струмів, що виникають у металевому тигелі (і металі), або тільки в металі (якщо тигель виготовлений не з металу; такий спосіб нагрівання ефективніший) якщо тигель погано теплоізольований).

Застосовується у ливарних цехах заводів, а також у цехах точного лиття та ремонтних цехах машинобудівних заводів для отримання сталевих виливків високої якості. Можливе плавлення кольорових металів (бронзи, латуні, алюмінію) та їх сплавів у графітовому тиглі. Індукційна піч працює за принципом трансформатора, у якого первинною обмоткою є водоохолоджуваний індуктор, вторинним і одночасно навантаженням - метал, що знаходиться в тиглі. Нагрів і розплавлення металу відбуваються рахунок протікають у ньому струмів, що виникають під впливом електромагнітного поля, створюваного індуктором.

Історія індукційного нагріву

Відкриття електромагнітної індукції в 1831 належить Майклу-Фарадею. При русі провідника в полі магніту в ньому наводиться ЕРС, так само як при русі магніту, силові лінії якого перетинають провідний контур. Струм у контурі називається індукційним. На законі електромагнітної індукції засновані винаходи безлічі пристроїв, у тому числі визначальних - генераторів і трансформаторів, що виробляють та розподіляють електричну енергію, що є фундаментальною основою електротехнічної промисловості.

У 1841 році Джеймс Джоуль (і незалежно від нього Еміль Ленц) сформулював кількісну оцінку теплової дії електричного струму: «Потужність тепла, що виділяється в одиниці об'єму середовища при протіканні електричного струму, пропорційна добутку щільності електричного струму на величину напруженості електричного поля»(Закон Джоуля - Ленца). Теплова дія індукованого струму породила пошук пристроїв безконтактного нагрівання металів. Перші досліди з нагрівання стали з використанням індукційного струму були зроблені Е. Колбі США.

Перша успішно працююча т.з. Канальна індукційна піч для плавки сталі була побудована в 1900 році на фірмі Benedicks Bultfabrik в місті Gysing у Швеції. У респектабельному журналі того часу "THE ENGINEER" 8 липня 1904 р. з'явилася знаменита, де шведський винахідник інженер F. A. Kjellin розповідає про свою розробку. Пекти харчувалася від однофазного трансформатора. Плавка здійснювалася в тиглі у вигляді кільця, метал, що знаходиться в ньому, представляв вторинну обмотку трансформатора, що живиться струмом 50-60 Гц.

Перша піч потужністю 78 кВт була запущена в експлуатацію 18 березня 1900 року і виявилася вельми неекономічною, оскільки продуктивність плавки становила лише 270 кг сталі на добу. Наступна піч була виготовлена ​​у листопаді того ж року потужністю 58 кВт та ємністю 100 кг по сталі. Пекти показала високу економічність, продуктивність плавки склала від 600 до 700 кг сталі на добу. Однак знос від теплових коливань виявився на неприпустимому рівні, часті заміни футерування знижували підсумкову економічність.

Винахідник дійшов висновку, що для максимальної продуктивності плавки необхідно при зливі залишати значну частину розплаву, що дозволяє уникнути багатьох проблем, у тому числі зносу футерування. Такий спосіб виплавки сталі із залишком, який почали називати «болото», зберігся досі в деяких виробництвах, де застосовуються печі великої ємності.

У травні 1902 року було введено в експлуатацію значно вдосконалена піч ємністю 1800 кг, слив становив 1000-1100 кг, залишок 700-800 кг, потужність 165 кВт, продуктивність плавки стали могла сягати 4100 кг на добу! Такий результат споживання енергії 970 кВт·ч/т вражає своєю економічністю, яка мало поступається сучасній продуктивності близько 650 кВт·ч/т. За розрахунками винахідника із споживаної потужності 165 кВт втрати йшло 87,5 кВт, корисна теплова потужність становила 77,5 кВт, отримано дуже високий повний ККД, рівний 47 %. Економічність пояснюється кільцевою конструкцією тигля, що дозволило зробити багатовітковий індуктор з малим струмом і високою напругою - 3000 В. несуттєво. Щоправда, винахідник у своїй публікації ігнорував той факт, що плата за електроенергію здійснюється не за активну потужність, а за повну, яка при частоті 50-60 Гц приблизно вдвічі вища за активну потужність. А у сучасних печах реактивна потужність компенсується конденсаторною батареєю.

Своїм винаходом інженер F. A. Kjellin започаткував розвиток промислових канальних печей для плавки кольорових металів і сталі в індустріальних країнах Європи та в Америці. Перехід від канальних печей 50-60 Гц до сучасних високочастотних тигельних тривав з 1900 по 1940 рік.

Система для опалення

Для того щоб зробити індукційний нагрівач, майстри, що розуміють, використовують простий зварювальний інвертор, який перетворює постійну напругу на змінну. Для таких випадків використовують кабель з поперечним перерізом 6-8 мм, але не стандартний для зварювальних апаратів 2,5 мм.

Подібні опалювальні системи обов'язково повинні мати закритий тип, а керування відбувається автоматично. Для іншої безпеки потрібен насос, який забезпечить циркуляцію системою, а також повітрозпускний клапан. Такий нагрівач необхідно захищати від дерев'яних меблів, а також від підлоги та стелі щонайменше в 1 метр.

Реалізація у побутових умовах

Індукційне опалення ще не завоювало достатньо ринку через високу вартість самої системи обігріву. Так, наприклад, для промислових підприємств подібна система коштуватиме 100 000 рублів, для побутового використання – від 25 000 руб. і вище. Тому цілком зрозумілий інтерес до схем, які дозволяють створити саморобний індукційний нагрівач своїми руками.

індукційний котел опалення

На базі трансформатора

Основним елементом системи індукційного опаленняз трансформатором стане сам пристрій, у якого є первинна та вторинна обмотки. Вихрові потоки формуватимуться у первинній обмотці та створять електромагнітне індукційне поле. Це поле впливатиме на вторинну, яка є, по суті, індукційний нагрівач, реалізований фізично у вигляді корпусу котла опалення. Саме вторинна короткозамкнена обмотка передає енергію теплоносія.

Вторинна короткозамкнена обмотка трансформатора

Головними елементами установки індукційного нагріву є:

• сердечник;
• обмотка;
• два види ізоляції – тепло- та електроізоляція.

Серце – це дві феримагнітні трубки різного діаметру з товщиною стінок не менше 10 мм, вварені одна в одну. Тороїдальна обмотка із мідного дроту проводиться по зовнішній трубці. Необхідно накласти від 85 до 100 витків з рівною відстанню між витками. Змінний струм, змінюючись у часі, створює вихрові потоки в замкнутому контурі, які нагрівають сердечник, отже, і теплоносій, здійснюючи індукційне нагрівання.

З використанням високочастотного зварювального інвертора

Індукційний нагрівач може бути створений з використанням зварювального інвертора, де головними компонентами схеми є генератор змінного струму, індуктор і нагрівальний елемент.

Генератор використовується для перетворення стандартної частоти в мережі електроживлення 50 Гц в струм з більш високою частотою. Цей модульований струм подається на циліндричну котушку-індуктор, де як обмотка використовується мідний дріт.

Мідний дріт для обмотки

Котушка створює змінне магнітне поле, вектор якого змінюється із заданою генератором частотою. Створені вихрові струми, індуковані магнітним полем, виробляють нагрівання металевого елемента, що передає енергію теплоносія. Таким чином, реалізується ще одна схема індукційного опалення, виконана своїми руками.

Нагрівальний елемент теж може бути створений своїми руками з нарізаного металевого дроту довжиною близько 5 мм і відрізка полімерної труби, в яку міститься метал. При установці вентилів зверху та знизу труби слід перевірити щільність наповнення – не повинно залишатися вільного простору. Згідно зі схемою поверх труби накладається близько 100 витків мідної проводки, яка і є індуктором, що підключається до клем генератора. Індукційне нагрівання мідного дроту відбувається рахунок вихрових струмів, формованих змінним магнітним полем.

Примітка: Індукційні нагрівачі своїми руками можуть виконані за будь-якою схемою, головне пам'ятати про те, що важливо здійснити надійну теплоізоляцію, інакше ККД системи опалення значно впаде. .

Переваги та недоліки приладу

"Плюсів" у вихрового індукційного нагрівача безліч. Це проста для самостійного виготовленнясхема, підвищена надійність, високий ККД, відносно низькі витрати на електроенергію, довгий термінексплуатації, мінімальна ймовірність виникнення поломок і т.п.

Продуктивність приладу може бути значною, агрегати цього успішно використовуються в металургійній промисловості. За швидкістю нагрівання теплоносія пристрою цього типу впевнено суперничають із традиційними електричними казанамитемпература води в системі швидко досягає необхідного рівня.

Під час функціонування індукційного казана нагрівач злегка вібрує. Ця вібрація струшує зі стінок металевої труби вапняний осад та інші можливі забруднення, тому очищення такий прилад потребує вкрай рідко. Звісно, ​​опалювальну систему слід захистити від цих забруднень за допомогою механічного фільтра.

Індукційна котушка нагріває метал (трубу або шматки дроту), поміщені всередині неї, за допомогою високочастотних вихрових струмів, контакт не є обов'язковим.

Постійний контакт з водою зводить до мінімуму і можливість перегорання нагрівача, що є досить частою проблемою для традиційних котлів з ТЕНами. Незважаючи на вібрацію, котел працює виключно тихо, додаткова шумоізоляція у місці встановлення приладу не знадобиться.

Ще індукційні котли хороші тим, що вони практично ніколи не протікають, якщо монтаж системи виконаний правильно. Відсутність протікання обумовлено безконтактним способом передачі теплової енергії нагрівачеві. Теплоносій за допомогою описаної вище технології можна розігріти майже до пароподібного стану.

Це забезпечує достатню теплову конвекцію, щоб стимулювати ефективне переміщення теплоносія трубами. Найчастіше опалювальну систему не доведеться обладнати циркуляційним насосом, хоча все залежить від особливостей і схеми конкретної системи опалення.

Іноді необхідний циркуляційний насос. Встановити прилад відносно нескладно. Хоча для цього знадобляться деякі навички монтажу електроприладів та опалювальних труб.

Але є у цього зручного та надійного приладу ряд недоліків, з якими також слід зважати. Наприклад, котел гріє не тільки теплоносій, але і весь навколишній робочий простір. Потрібно виділити для такого агрегату окреме приміщення та видалити з нього всі сторонні предмети. Для людини тривале перебування в безпосередній близькості від працюючого котла може бути небезпечним.

Для роботи індукційним нагрівачам необхідний електрострум. Як саморобки, так і обладнання заводського виготовлення підключають до побутової мережі змінного струму

Для роботи приладу потрібна електроенергія. У місцевостях, де вільний доступ до цього добра цивілізації відсутній, індукційний котел буде марним. Та й там, де спостерігаються часті перебої з електрикою, він продемонструє невисоку ефективність

При необережному поводженні з приладом може статися вибух.

Якщо перегріти теплоносій, він перетвориться на пару. В результаті тиск у системі різко зросте, чого труби просто не витримають, їх розірве. Тому для нормальної роботи системи прилад слід забезпечити як мінімум манометром, а ще краще – пристроєм аварійного відключення, терморегулятором тощо.

Все це може значно підвищити вартість саморобного індукційного котла. Хоча прилад і вважається практично безшумним, це завжди так. Деякі моделі в силу різних причин можуть все ж таки видавати деякі шуми. Для пристрою, виконаного самостійно, ймовірність такого результату зростає.

У конструкції як заводських, так і саморобних індукційних нагрівачів практично немає компонентів, що зношуються. Вони довго служать і бездоганно працюють

Саморобні індукційні казани

Найпростіша схема пристрою, яку збирають, складається з відрізка пластикової труби, в порожнину якої закладаються різні металеві елементи з метою створити сердечник. Це може бути тонкий нержавіючий дріт, скачати кульками, нарубаний дрібними шматочками дріт - катанка діаметром 6-8 мм або навіть свердло діаметром, що відповідає внутрішньому розміру труби. Зовні до неї приклеюються палички зі склотекстоліту, а на них намотується провід завтовшки 1.5-1.7 мм у склоізоляції. Довжина дроту – близько 11 м. Технологію виготовлення можна вивчити, переглянувши відео:

Потім саморобний індукційний нагрівач випробували, заповнивши його водою і підключивши до варильної індукційної панелі заводського виготовлення ORION потужністю 2 кВт замість штатного індуктора. Результати випробувань показані на наступному відео:

Інші майстри рекомендують як джерело прийняти зварювальний інвертор невеликої потужності, підключивши клеми вторинної обмотки до котушки. Якщо уважно вивчити виконану автором роботу, то напрошуються висновки:

• Автор добре попрацював і його виріб, безперечно, працює.
• Жодних розрахунків по товщині дроту, числу та діаметру витків котушки не проводилося. Параметри обмотки були прийняті за аналогією до варильною панеллювідповідно, індукційний водонагрівач вийде потужністю не вище 2 кВт.
• В кращому випадку саморобний агрегатзможе нагрівати воду для двох радіаторів опалення по 1 кВт кожен, цього вистачить на обігрів однієї кімнати. У гіршому випадку нагрівання буде слабким або взагалі пропаде, адже випробування проводилися без протоки теплоносія.

Точніші висновки зробити важко через брак інформації про подальші випробування приладу. Інший спосіб, як самостійно організувати індукційне нагрівання води для опалення, показаний на наступному відео:

Зварений з кількох металевих труб радіатор виконує роль зовнішнього сердечника для вихрових струмів, створюваних котушкою тієї ж варильної індукційної панелі. Висновки такі:

• Теплова потужність обігрівача не перевищує електричної потужностіпанелі.
• Кількість і розмір труб були обрані випадково, але забезпечили достатню поверхню передачі тепла, що виникає від вихрових струмів.
• Дана схема індукційного нагрівача виявилася успішною для конкретного випадку, коли квартира оточена приміщеннями інших квартир. Крім того, автор не показував роботу установки в холодну пору року з фіксацією температури повітря в кімнатах.

На підтвердження зроблених висновків пропонується переглянути відео, де автор намагався застосувати подібний нагрівач в умовах утепленої будівлі, що окремо стоїть:

Фогель А. А.

Індукційне нагрівання - це нагрівання матеріалів електричними струмами, які індукуються змінним магнітним полем. Отже - це нагрівання виробів із провідних матеріалів (провідників) магнітним полем індукторів (джерел змінного магнітного поля).

Індукційне нагрівання проводиться наступним чином. Електропровідна (металева, графітова) заготівля поміщається в так званий індуктор, що являє собою один або кілька витків дроту (найчастіше мідного). В індукторі за допомогою спеціального генератора наводяться потужні струми різної частоти (від десятка Гц до декількох МГц), внаслідок чого навколо індуктора виникає електромагнітне поле. Електромагнітне поле наводить в заготівлі вихрові струми. Вихрові струми розігрівають заготівлю під дією джоулева тепла.

Система «індуктор-заготівля» є безсердечниковим трансформатором, в якому індуктор є первинною обмоткою. Заготівля є як би вторинною обмоткою, замкненою коротко. Магнітний потік між обмотками замикається повітрям.

На високій частоті вихрові струми витісняються утвореним ними магнітним полем в тонкі поверхневі шари заготовки Δ (скін-ефект), внаслідок чого їх щільність різко зростає і заготівля розігрівається. Нижчерозташовані шари металу прогріваються за рахунок теплопровідності. Важливим є не струм, а велика щільність струму. У скін-шарі Δ щільність струму збільшується в eраз щодо щільності струму в заготівлі, при цьому в скін-шарі виділяється 86,4% тепла від загального тепловиділення. Глибина скін-шару залежить від частоти випромінювання: що вище частота, то тонше скін-шар. Також вона залежить від відносної магнітної проникності матеріалу μ заготівлі.

Для заліза, кобальту, нікелю та магнітних сплавів при температурі нижче точки Кюрі μ має величину від декількох сотень до десятків тисяч. Для інших матеріалів (розплави, кольорові метали, рідкі легкоплавкі евтектики, графіт, електропровідна кераміка і т. д.) приблизно дорівнює одиниці.

Формула для обчислення глибини скін-шару в мм:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

де ρ - питомий електричний опір матеріалу заготовки при температурі обробки, Ом·м, f- Частота електромагнітного поля, що генерується індуктором, Гц.

Наприклад, при частоті 2 МГц глибина скін-шару для міді близько 0,047 мм для заліза ≈ 0,0001 мм.

Індуктор сильно нагрівається під час роботи, оскільки сам поглинає власне випромінювання. До того ж, він поглинає теплове випромінювання від розпеченої заготовки. Роблять індуктори з мідних трубок, що охолоджуються водою. Вода подається відсмоктуванням – цим забезпечується безпека у разі пропалу чи іншої розгерметизації індуктора.

Фогель А. А.

Плавильний вузол індукційної печі застосовується для нагрівання різних металів і сплавів. Класична конструкція складається з наступних елементів:

1. Зливний насос.
2. Індуктор, що охолоджується водою.
3. Каркас із нержавіючої сталі або алюмінію.
4. Контактний майданчик.
5. Подина з жароміцного бетону.
6. Опора з гідравлічним циліндром та підшипниковим вузлом.

Принцип дії ґрунтується на створенні вихрових індукційних струмів Фуко. Як правило, під час роботи побутових приладівподібні струми спричиняють збої, але в цьому випадку вони застосовуються для нагрівання шихти до необхідної температури. Майже вся електроніка під час роботи починає нагріватися. Цей негативний фактор застосування електроенергії використовується на повну потужність.

Переваги пристрою

Пекти плавильна індукційна стала застосовуватися відносно недавно. На виробничих майданчиках встановлюються знамениті мартени, доменні печі та інші види обладнання. Подібна піч для плавки металу має такі переваги:

1. Застосування принципу індукції дозволяє зробити обладнання компактним. Саме тому не виникає проблем із їх розміщенням у невеликих приміщеннях. Прикладом можна назвати доменні печі, які можуть встановлюватись виключно у підготовлених приміщеннях.
2. Результати проведених досліджень свідчать, що ККД становить майже 100%.
3. Висока швидкість плавки. Високий показник ККД визначає те, що на розігрів металу йде набагато менше часу, якщо порівнювати з іншими печами.
4. Деякі печі під час плавлення можуть призвести до зміни хімічного складу металу. Індукційна займає перше місце по чистоті розплаву. Створювані струми Фуко проводять нагрівання заготовки зсередини, за рахунок чого виключається можливість попадання до складу різних домішок.

Саме остання перевага визначає поширення індукційної печі в ювелірній справі, тому що навіть невелика концентрація сторонньої домішки може негативно вплинути на отриманий результат.

Через те, що М. Фарадей у ​​далекому 1831 відкрив явище електромагнітної індукції, світ побачив велику кількість пристосувань, які гріють воду та інші середовища.

Тому що було реалізовано це відкриття люди щодня використовують у побуті:

• Електрочайник із дисковим нагрівачем для нагрівання води;
• Пекти мультиварка;
• Індукційна варильна панель;
• Мікрохвильові печі;
• Калорифер;
• Нагрівальна колонка.

Також відкриття застосовується для екструдера (не механічний). Раніше воно широко застосовувалося у металургії та інших галузях промисловості, пов'язаної з обробкою металу. Заводський індуктивний котел функціонує за принципом дії вихрових струмів на спеціальний сердечник, розташований у внутрішній частині котушки. Вихрові струми Фуко поверхневі, тому краще брати в якості осердя порожнисту трубу з металу, крізь яку проходить елемент теплоносія.

Виникнення електрострумів відбувається через подачу на обмотку змінної електронапруги, що викликає появу змінного електричного магнітного поля, яке змінює потенціали 50 разів/сек. при стандартній пром частоті 50 Гц.

При цьому індукційна котушка Румкорфа виконана так, що можна підключити до електромережі змінного струму безпосередньо. На виробництві для такого нагріву застосовують високочастотні електроструми – до 1 МГц, тому домогтися функціонування пристрою за 50 Гц досить складно. Товщина дроту і кількість витків, що обмотують, яку застосовує пристрій, розраховано окремо для кожного агрегату за спеціальним методом під необхідну потужність тепла. Саморобний, потужний агрегат повинен функціонувати ефективно, швидко гріти воду, що йде по трубі, і при цьому не нагріватися.

Організації вкладають серйозні фінанси у розробку та впровадження таких продуктів, тому:

• Усі завдання вирішуються успішно;
• ККД нагрівальний прилад має 98%;
• Функціонує без перебоїв.

Крім високої ефективності не може не залучати швидкість, з якою йде нагрівання середовища, що йде через сердечник. На рис. запропоновано схему функціонування індукційного водонагрівача, створеного на заводі. Таку схему має агрегат марки «ВІН», які виготовляє Іжевський завод.

Наскільки довго працюватиме агрегат, залежить виключно від того, наскільки герметичний корпус та не пошкоджена ізоляція витків дроту, а це досить значний період, за заявою виробника – до 30 років.

За всі ці достоїнства, якими 100% має апарат, потрібно викласти чималі фінанси, індукторний, магнітний водонагрівач - найдорожчий з усіх видів установок для опалення. Тому багато фахівців воліють зібрати надекономічний агрегат для опалення самостійно.

Правила виготовлення обладнання самостійно

Для того, щоб установка індукційного нагріву працювала правильно, струм для такого виробу повинен відповідати потужності (становити він повинен не менше 15 ампер, якщо потрібно, то можна більше).

• Дріт має бути нарізаний на шматки не більше п'яти сантиметрів. Це потрібно для ефективного нагрівання у високочастотному полі.
• Корпус повинен бути по діаметру не менше, ніж підготовлений дріт, і мати товсті стінки.
• Для кріплення до мережі опалення на один бік конструкції кріпиться спеціальний перехідник.
• На дно труби потрібно покласти сітку для запобігання випаданню дроту.
• Остання потрібна в такій кількості, щоб вона заповнила весь внутрішній простір.
• Конструкція закривається, ставиться перехідник.
• Потім споруджують із цієї труби котушку. Для цього обмотують її вже заготовленим дротом. Число витків потрібно дотриматися: мінімум 80, максимум 90.
• Після підключення до системи опалення до апарату заливають воду. Котушку підключають до заготовленого інвертора.
• Встановлюється насос для води.
• Встановлюється регулятор температури.

Таким чином, розрахунок індукційного нагріву залежатиме від наступних параметрів: довжина, діаметр, температура та час обробки

Звертайте увагу і на індуктивність шин, що підводять до індуктора, яка може бути набагато більшою за показники самого індуктора.

Високоточне індукційне нагрівання

Таке нагрівання має найпростіший принцип, оскільки є безконтактним. Високочастотний імпульсний нагрівання дозволяє досягати високого температурного режиму, при якому можна обробляти найскладніші в плавці метали. Щоб виконати індукційне нагрівання, потрібно створити в електромагнітних полях необхідну напругу 12В (вольт) та частоту індуктивності.

Зробити це можна у спеціальному пристрої – індукторі. Живиться воно електрикою від промислової електромережі 50 Гц.

Можливо, для цього застосовувати індивідуальні джерела живлення – перетворювачі/генератори. Найбільш простий пристрій малої частоти – спіраль (провідник ізольований), який може розміщуватися у внутрішній частині труби з металу або намотуватися на неї. Токи, що йдуть, гріють трубку, яка, надалі, дає тепло в житлове приміщення.

Використання індукційного нагріву на мінімальних частотах явище не часто. Найбільш поширене обробка металів на вищій чи середній частоті. Такі пристрої відрізняються тим, що магнітна хвиля йде на поверхню, де згасає. Енергія перетворюється на тепло. Щоб ефект був кращим за обидві складові частини повинні мати схожу форму. Де застосовується нагрівання?

Сьогодні застосування високочастотного нагріву поширене:

• Для плавки металів, та їх паяння безконтактним методом;
• Машинобудівна промисловість;
• Ювелірна справа;
• створення невеликих елементів (плат), які можуть бути пошкоджені при використанні інших методик;
• Загартування поверхонь деталей, різної конфігурації;
• Термічна обробка деталей;
• Медична практика (дезинфекція приладів/інструментів).

За допомогою нагріву можна вирішити безліч завдань.

Що таке індукційне нагрівання

Принцип, яким працює індукційний водонагрівач.

Працює індукційний прилад на енергії, що виробляється електромагнітним полем. Її вбирає носій тепла, віддаючи його потім приміщенням:

1. Створює електромагнітне поле у ​​такому водонагрівачі індуктор. Це багатовиткова дротяна котушка циліндричної форми.
2. Протікаючи крізь неї, змінний електрострум навколо котушки генерує магнітне поле.
3. Його лінії розміщуються перпендикулярно до вектора електромагнітного потоку. При переміщенні вони відтворюють замкнене коло.
4. Вихрові потоки, створювані змінним струмом, перетворюють енергію електрики на тепло.

Теплова енергія при індукційному нагріванні витрачається економно і за невисокої швидкості розігріву. Завдяки цьому індукційний прилад доводить воду для системи опалення за невеликий час до високої температури.

Особливості приладу

Електрострум підключається до первинної обмотки.

Індукційне нагрівання здійснюється за допомогою трансформатора. Він складається з пари обмоток:

• зовнішньої (первинної);
• короткозамкнутої внутрішньої (вторинної).

Вихрові струми виникають у глибинній частині трансформатора. Вони перенаправляють електромагнітне поле на вторинний контур. Той одночасно виконує функцію корпусу і виступає як нагрівальний елемент для води.

Зі зростанням щільності вихрових потоків, спрямованих на сердечник, спочатку розігрівається він сам, потім весь тепловий елемент.

Для подачі прохолодної води та відведення підготовленого теплоносія в опалювальну систему індукційний нагрівач оснащується парою патрубків:

1. Нижній із них встановлюється на вхідну частину водопроводу.
2. Верхній патрубок - на ділянку опалювальної системи.

З яких елементів складається прилад і яким чином працює

Індукційний водонагрівач складається з таких конструктивних елементів:

Фото	Конструктивний вузол
	Індуктор. Він складається з безлічі витків мідного дроту. Вони і генерується електромагнітне поле.
	Нагрівальний елемент. Це труба з металу або обрізки сталевого дроту, що розміщуються всередині індуктора.
	Генератор. Він трансформує побутову електроенергію у високочастотний електрострум. Роль генератора може відігравати інвертор від зварювального апарату.

Схема роботи системи опалення з індукційним водонагрівачем.

При взаємодії всіх складових приладу відбувається вироблення теплової енергії та передача її воді.Схема роботи агрегату така:

1. Генератор продукує високочастотний електрострум. Потім він передає його індукційній котушці.
2. Та, сприйнявши струм, трансформує їх у електричне магнітне поле.
3. Нагрівач, розташований усередині котушки, розжарюється від дії вихрових потоків, що з'являються зміною вектора магнітного поля.
4. Вода, що циркулює всередині елемента, від нього нагрівається. Потім вона надходить у систему опалення.

Переваги та недоліки індукційного методу нагрівання

Агрегат компактний і займає мало місця.

Індукційні нагрівачі наділені такими перевагами:

• високий рівень ККД;
• не потребують частого технічного обслуговування;
• вони забирають мало вільного простору;
• внаслідок вібрацій магнітного поля, усередині них не осідає накип;
• прилади безшумні;
• вони безпечні;
• завдяки герметичності корпусу не з'являються протікання;
• функціонування нагрівача повністю автоматизоване;
• агрегат екологічно чистий, не виділяє кіптяву, сажу чадний газта ін.

На фото – заводський водонагрівальний індукційний котел.

Головний мінус приладу - дорожнеча його заводських моделей.

Однак цей недолік можна нівелювати, якщо зібрати індукційний нагрівач своїми руками. Монтується агрегат з доступних елементів, їх ціна невелика.

Переваги використання всіх типів індукційних нагрівачів

Індукційний нагрівач має безперечні переваги і є лідером серед усіх типів приладів. Ця перевага складається в наступному:

• Він споживає менше електроенергії та не забруднює навколишній простір.
• Зручний в управлінні, він забезпечує високу якість роботи та дозволяє контролювати процес.
• Нагрівання через стінки камери забезпечує особливу чистоту та можливість отримати надчисті сплави, при цьому плавку можна проводити у різній атмосфері, у тому числі в інертних газах та у вакуумі.
• З його допомогою можливе рівномірне нагрівання деталей будь-якої форми або вибіркове нагрівання.
• Нарешті, індукційні нагрівачі є універсальними, що дозволяє їх використовувати повсюдно, витісняючи застарілі енерговитратні та неефективні установки.

Виготовляючи індукційний нагрівач власноруч, необхідно потурбуватися про безпеку пристрою. Для цього потрібно керуватися такими правилами, що підвищують рівень надійності загальної системи:

1. У верхній трійник варто врізати запобіжний клапан, що наповнює зайвий тиск. Інакше при виході з ладу циркуляційного насоса сердечник просто лусне під впливом пари. Як правило, схема простого індукційного нагрівача передбачає такі моменти.
2. Інвертор включається до мережі лише через ПЗВ. Цей пристрій спрацьовує у критичних ситуаціях та допоможе уникнути короткого замикання.
3. Зварювальний інвертор потрібно заземлити, виводячи кабель на особливий металевий контур, змонтований у ґрунті за стінами споруди.
4. Корпус індукційного нагрівача слід розміщувати на висоті 80 см над рівнем підлоги. Причому відстань до стелі має бути щонайменше 70 див, а інших предметів меблировки – понад 30 див.
5. Індукційний нагрівач - це джерело дуже сильного електромагнітного поля, тому таку установку потрібно тримати подалі від житлових приміщень та вольєрів із домашніми тваринами.

Схема індукційного нагрівача

Завдяки відкриттю М. Фарадеєм в 1831 явища електромагнітної індукції в нашому сучасному житті з'явилося безліч пристроїв, що нагрівають воду та інші середовища. Ми щодня користуємося електрочайником з дисковим нагрівачем, мультиваркою, індукційною панеллю, оскільки реалізувати це відкриття для побуту вдалося тільки в наш час. Раніше воно використовувалося у металургійній та інших галузях металообробної промисловості.

Заводський індукційний котел використовує у своїй роботі принцип впливу вихрових струмів на металевий осердя, поміщений усередину котушки. Вихрові струми Фуко мають поверхневу природу, тому є сенс задіяти в якості осердя порожнисту металеву трубу, крізь яку протікає теплоносій, що нагрівається.

Принцип дії індукційного нагрівача

Виникнення струмів обумовлено подачею на обмотку змінної електричної напруги, що викликає появу змінного електромагнітного поля, що змінює потенціали 50 разів на секунду при звичайній частоті промислової 50 Гц. При цьому індукційна котушка виконана таким чином, щоб її можна було підключити безпосередньо до мережі змінного струму. У промисловості для такого нагріву використовують струми високої частоти – до 1 МГц, тому досягти роботи пристрою за частоти 50 Гц досить непросто.

Товщина мідного дроту та кількість витків обмотки, яку використовують індукційні нагрівачі води, розраховано окремо для кожного агрегату за спеціальною методикою під необхідну теплову потужність. Виріб повинен працювати ефективно, швидко нагрівати воду, що протікає по трубі, і при цьому не перегріватися. Підприємства вкладають чималі кошти у розробку та впровадження подібних продуктів, тому всі завдання вирішено успішно, а показник ККД нагрівачаскладає 98%.

Крім високої ефективностіособливо приваблює швидкість, з якою відбувається нагрівання протікає через сердечник середовища. На малюнку представлено схему роботи індукційного нагрівача, зробленого в заводських умовах. Така схема застосована в агрегатах відомої торгової марки "ВІН", що випускаються Іжевським заводом.

Схема роботи нагрівача

Довговічність роботи теплогенератора залежить тільки від герметичності корпусу та цілісності ізоляції витків дроту, а це виходить досить великий період, виробники декларують – до 30 років. За всі ці переваги, які насправді мають дані апарати, треба викласти чималі гроші, індукційний нагрівач води - найдорожчий з усіх видів опалювальних електроустановок. З цієї причини деякі умільці взялися за виготовлення саморобного приладуз метою задіяти його у опаленні будинку.

Процес виготовлення своїми руками

Для роботи стануть у нагоді наступні інструменти:

• зварювальний інвертор;
• зварювальний струм, що генерує, силою від 15 ампер.

Ще знадобиться дріт із міді, що намотується на корпус сердечника. Пристрій виконуватиме роль індуктора. Контакти дроту з'єднуються з клемами інвертора так, щоб не утворилося скручування. Відрізок матеріалу, необхідний для збирання сердечника, повинен бути необхідної довжини. У середньому число витків дорівнює 50 діаметр дроту - 3-м міліметрам.

Мідний дріт різного діаметру для обмотки

Тепер перейдемо до сердечника. У його ролі буде полімерна трубаз поліетилену. Такий вид пластмаси витримує досить високу температуру. Діаметр сердечника – 50 міліметрів, товщина стінок – мінімум 3 мм. Ця деталь використовується як калібр, на який навивається дріт із міді, формуючи індуктор. Зібрати найпростіший індукційний нагрівач води може практично будь-яка людина.

На відео побачите спосіб - як самостійно організувати індукційне нагрівання води для опалення:

Перший варіант

На 50-міліметрові відрізки рубається дріт, їй заповнюється пластикова трубка. Щоб вона не висипалася з труби, слід закупорити торці дротяною сіткою. На кінцях ставляться перехідники від труби, там, де підключається нагрівач.

На корпус останнього мідним дротом намотується обмотка. Для цього потрібно приблизно 17 метрів дроту: потрібно зробити 90 витків, діаметр труби - 60 міліметрів. 3,14 60 90 = 17 м.

Важливо знати! Під час перевірки функціонування пристрою слід ретельно впевнитись, що в ньому є вода (теплоносій). Інакше корпус пристрою швидко розплавиться.
. Труба врізається у трубопровід

Нагрівач підключається до інвертора. Залишилося заповнити пристрій водою та увімкнути. Все готово!

Труба врізається у трубопровід. Нагрівач підключається до інвертора. Залишилося заповнити пристрій водою та увімкнути. Все готово!

Другий варіант

Цей варіант набагато простіше. Вибирається пряма ділянка метрового розміру на вертикальній частині труби. Його слід ретельно очистити від фарби, використовуючи наждачку. Далі ця ділянка труби покривається трьома шарами електротехнічної тканини. Мідним дротом намотується індукційна котушка. Вся система підключення добре ізолюється. Тепер можна підключити зварювальний інвертор і процес складання повністю завершений.

Індукційна котушка, обмотана мідним дротом

Перед тим як розпочинати виготовлення водонагрівача своїми руками, бажано ознайомитися з характеристиками заводських виробів та вивчити їх креслення. Це допоможе розібратися з вихідними даними саморобного обладнаннята уникнути можливих помилок.

Третій варіант

Щоб зробити нагрівач цим більше складним способомпотрібно використовувати зварювання. Для роботи ще знадобиться трифазний трансформатор. Один в одного потрібно вварити дві труби, які будуть виконувати роль нагрівача та сердечника. На корпус індукційника накручується обмотка. Таким чином, підвищується продуктивність приладу, який має компактні розміри, що дуже зручно при його експлуатації в домашніх умовах.

Обмотка на корпусі індукційника

Для підведення та відведення води, в корпус індукційника вварюються 2 патрубки. Щоб не втрачати тепло і запобігти можливим витокам струму, потрібно зробити ізоляцію. Вона позбавить проблем, описаних вище, і повністю виключить появу шуму при роботі котла.

Залежно від особливостей конструкції виділяють підлогові та настільні індукційні печі. Незалежно від того, який саме варіант був обраний, виділяють кілька основних правил встановлення:

1. Працюючи устаткування на електромережа виявляється високе навантаження. Для того щоб унеможливити виникнення короткого замикання через знос ізоляції, при встановленні повинно бути проведене якісне заземлення.
2. Конструкція має водяний контур, що охолоджує, який виключає ймовірність перегріву основних елементів. Саме тому слід забезпечувати надійне піднесення води.
3. Якщо проводиться установка настільної печі, слід приділити увагу стійкості використовуваної основи.
4. Піч для плавки металу представлена ​​складним електричним приладом, при встановленні якого потрібно дотримуватися всіх рекомендацій виробника. Особлива увага приділяється параметрам джерела живлення, яке має відповідати моделі апарату.
5. Не варто забувати про те, що навколо печі має бути чимало вільного простору. Під час роботи навіть невеликий за обсягом та масою розплав може випадково виплеснутися з форми. При температурі понад 1000 градусів Цельсія він завдасть непоправної шкоди різним матеріалам, а також може спричинити загоряння.

Під час роботи пристрій може нагріватися. Саме тому поблизу не повинно бути ніяких легкозаймистих або вибухових речовин. Крім цього, з техніки пожежної безпеки поблизу повинен бути встановлений пожежний щит.

Правила безпеки

Для систем опалення, де використовується індукційне нагрівання, важливо дотримуватися кількох правил, щоб уникнути витоків, втрат ККД, витрати електроенергії, нещасних випадків. . У системах індукційного опалення потрібна наявність запобіжного клапанадля скидання води та пари на випадок виходу з ладу насоса.


Для запобігання збоям у роботі електромережі рекомендується підключення котла з індукційним нагріванням, виконаного своїми руками за запропонованими схемами, до окремої лінії живлення, перетин кабелю якої становитиме не менше 5 мм2

Звичайне проведення може не витримати необхідне енергоспоживання.

1. У системах індукційного опалення необхідна наявність запобіжного клапана для скидання води та пари у разі виходу з ладу насоса.
2. Манометр та ПЗВ обов'язкові для безпечної роботи опалювальної системи, зібраної своїми руками.
3. Наявність заземлення та електроізоляції всієї системи індукційного опалення попередить ураження електричним струмом.
4. Щоб уникнути згубного впливу електромагнітного поля на організм людини, подібні системи краще виносити за межі житлової зони, де слід дотримуватися правил монтажу, згідно з якими пристрій індукційного нагріву повинен розміщуватися на відстані 80 см від горизонтальних (підлоги та стелі) і 30 см від вертикальних поверхонь.
5. Перед включенням системи слід обов'язково перевіряти наявність теплоносія.
6. Для запобігання збоям у роботі електромережі рекомендується підключення котла з індукційним нагріванням, виконаного своїми руками за запропонованими схемами, до окремої лінії живлення, перетин кабелю якої становитиме не менше 5 мм2. Звичайне проведення може не витримати необхідне енергоспоживання.

Створення ускладнених приладів

Зробити нагрівальну установку ТВЧ своїми руками складніше, але це підвладне радіоаматорам, адже для її збору буде потрібна схема мультивібратора. Принцип роботи аналогічний - вихрові струми, що виникають із взаємодії металевого наповнювача в центрі котушки та її власного високомагнітного поля, нагрівають поверхню.

Конструювання ТВЧ-установок

Оскільки навіть невеликого розміру котушки виробляють струм близько 100 А, разом з ними потрібно підключити ємність, що резонує, для врівноваження індукційної тяги. Існує 2 види робочих схем для нагрівальної ТВЧ в 12 В:

• підключена до мережі.

• цілеспрямована електрична;
• підключена до мережі.

У першому випадку міні ТВЧ-установку можна зібрати за годину. Навіть за відсутності мережі 220 В можна використовувати такий генератор де завгодно, але за наявності автомобільних акумуляторів як джерел живлення. Звичайно, вона недостатньо потужна, щоб плавити метал, але здатна нагрітися до високих температур, необхідних для дрібної роботи, наприклад, нагрівання ножів та викруток до синього кольору. Для її створення необхідно придбати:

• польові транзистори BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• автомобільний акумулятор від 70 А/год;
• Високовольтні конденсатори.

Струм джерела живлення 11 А в процесі нагрівання знижується до 6 А через опір металу, але необхідність у товстих проводах, що витримують струм 11-12 А, зберігається, щоб уникнути їх перегріву.

Друга схема для індукційної установки нагріву в пластиковому корпусі складніша, на основі драйвера IR2153, але по ній зручніше вибудувати резонанс по регулятору в 100к. Керувати схемою необхідно через адаптер мережі з напругою від 12 В. Силову частину можна підвести безпосередньо до основної мережі 220 В, використовуючи діодний міст. Частота резонансу виходить 30 кГц. Потрібні такі елементи:

• феритовий сердечник 10 мм та дросель 20 витків;
• мідна трубка як котушка ТВЧ в 25 витків на оправлення 5-8 см;
• конденсатори 250 V.

Вихрові нагрівачі

Більш потужну установку, здатну гріти болти до жовтого кольору, можна зібрати за простою схемою. Але під час роботи виділення тепла буде досить великим, тому рекомендується встановлювати радіатори на транзистори. Також буде потрібно дросель, запозичити який можна з блоку живлення будь-якого комп'ютера, і такі допоміжні матеріали:

• сталевий феромагнітний провід;
• мідний дріт 1,5 мм;
• польові транзистори та діоди під зворотну напругу від 500 В;
• стабілітрони потужністю 2-3 Вт з розрахунком на 15 В;
• прості резистори.

Залежно від бажаного результату, намотування дроту на мідну основу становить від 10 до 30 витків. Далі йде складання схеми та підготовка котушки-основи нагрівача приблизно з 7 витків мідного дроту 1,5 мм. Вона підключається до схеми, та був до електрики.

Умільці, знайомі зі зварюванням та керуванням трифазним трансформатором, здатні ще більше підвищити ККД пристрою при одночасному зниженні ваги та розміру. Для цього потрібно зварити основи двох труб, які послужать як сердечником, так і нагрівачем, а в корпус після обмотки вварити два патрубки для здійснення підведення та відведення теплоносія.

Переваги і недоліки

Розібравшись із принципом роботи індукційного нагрівача, можна розглянути його позитивні та негативні сторони. З огляду на високу популярність теплогенераторів цього типу можна припустити, що переваг у нього значно більше, ніж недоліків. Серед найбільш значущих плюсів можна назвати:

• Простота конструкції.
• Високий показник ККД.
• Тривалий термін експлуатації.
• Невеликі ризики поломки пристрою.
• Істотна економія електроенергії.

Так як показник продуктивності індукційного котла знаходиться в широкому діапазоні, можна без особливих проблем підібрати агрегат під конкретну систему обігріву будівлі. Ці пристрої здатні швидко нагрівати теплоносій до заданої температури, що зробило їх гідним конкурентом традиційним казанам.

Під час роботи індукційного нагрівача спостерігається невелика вібрація, завдяки якій з труб струшується накип. В результаті можна рідше проводити чищення агрегату. Так як теплоносій знаходиться в постійному контактіз нагрівальним елементом, то ризики його виходу з ладу порівняно малі.

Частина 1. ІНДУКЦІЙНИЙ КОТЕЛ своїми руками – це просто. Пристрій для індукційної плитки.

Якщо під час монтажу індукційного котла не було допущено помилок, протікання практично виключені. Цей пов'язаний із безконтактною передачею теплоенергії нагрівачеві. Використання індукційної технології нагрівання води дозволяє довести його практично до газоподібного стану. Таким чином досягається ефективний рух води трубами, і в деяких ситуаціях можна навіть обійтися без використання циркуляційних насосних установок.

На жаль, ідеальних пристроїв сьогодні немає. Разом з великою кількістю переваг індукційні нагрівачі мають і ряд недоліків. Так як для роботи агрегату потрібна електроенергія, то в регіонах з частими перебоями у подачі електрики він не зможе працювати з максимальною ефективністю. При перегріві теплоносія різко зростає тиск у системі та труби може розірвати. Щоб цього уникнути, індукційний нагрівач необхідно оснастити пристроєм аварійного відключення.

Індукційний нагрівач своїми руками

Принцип роботи індукційного нагрівання

У роботі індукційного нагрівача використовується енергія електромагнітного поля, яку об'єкт, що нагрівається, поглинає і перетворює в теплову. Для генерування магнітного поля використовується індуктор, тобто багатовиткова циліндрична котушка. Проходячи через цей індуктор, змінний електричний струм створює навколо котушки змінне магнітне поле.

Саморобний інверторний нагрівач дозволяє виробляти нагрівання швидко і дуже високих температур. За допомогою таких пристроїв можна не лише нагрівати воду, а й навіть плавити різні метали.

Якщо всередину індуктора або поблизу нього розмістити об'єкт, що нагрівається, його буде пронизувати потік вектора магнітної індукції, який постійно змінюється в часі. При цьому виникає електричне поле, лінії якого розташовуються перпендикулярно до напрямку магнітного потоку і рухаються по замкнутому колу. Завдяки цим вихровим потокам електрична енергія трансформується у теплову та об'єкт нагрівається.

Таким чином, електрична енергія індуктора передається об'єкту без використання контактів, як це відбувається в печах опору. В результаті теплова енергіявитрачається ефективніше, а швидкість нагріву помітно підвищується. Широко застосовується цей принцип у галузі обробки металу: його плавки, кування, паяння наплавки і т. п. З не меншим успіхом вихровий індукційний нагрівач можна використовувати для підігріву води.

Індукційні нагрівачі високочастотного типу

Сама широка областьзастосування індукційних нагрівачів високочастотного типу. Нагрівачі характеризуються високою частотою 30-100 кГц та широким діапазоном потужностей 15-160 кВт. Високочастотний тип забезпечують невеликий по глибині нагрівання, проте цього достатньо, щоб покращити хімічні властивості металу.

Високочастотні індукційні нагрівачі легкі в управлінні та економічні, і при цьому ККД може досягати 95%. Всі типи працюють безперервно тривалий час, а двоблочний варіант (коли трансформатор високої частоти винесений в окремий блок) допускає цілодобову роботу. Нагрівач має 28 типів захисту, кожен з яких відповідає за свою функцію. Приклад: контроль напору води у системі охолодження.

• Індукційний нагрівач 60 кВт
• Індукційний нагрівач 65 кВт Новосибірськ
• Індукційний нагрівач 60 кВт Красноярськ
• Індукційний нагрівач 60 кВт
• Індукційний нагрівач 100 кВт Новосибірськ
• Індукційний нагрівач 120 кВт Єкатеринбург
• Індукційний нагрівач 160 кВт

Застосування:

• поверхневого гарту шестерні
• загартування валів
• загартування кранових коліс
• нагрівання деталей перед вигином
• пайка різців, фрез, бурової коронки
• нагрівання заготовки при гарячому штампуванні
• висадка болтів
• зварювання та наплавлення металів
• відновлення деталей.

© При використанні матеріалів сайту (цитат, зображень) вказівка ​​джерела є обов'язковою.

Індукційна піч винайдена давно, ще 1887 р, С. Фарранті. Перша промислова установка запрацювала 1890 р. на фірмі Benedicks Bultfabrik. Довгий час індукційні печі і в індустрії були екзотикою, але не внаслідок дорожнечі електрики, тоді воно було не дорожче за теперішнє. У процесах, які у індукційних печах, було багато незрозумілого, а елементна база електроніки не дозволяла створювати ефективні схеми управління ними.

У індукційно-пічної сфері переворот відбувся буквально на очах у наші дні, завдяки появі, по-перше, мікроконтролерів, обчислювальна потужність яких перевищує таку персональну комп'ютеру десятирічної давності. По-друге, завдяки… мобільному зв'язку. Її розвиток зажадав появи у продажу недорогих транзисторів, здатних віддавати потужність кілька кВт на високих частотах. Вони, у свою чергу, були створені на основі напівпровідникових гетероструктур, за дослідження яких російський фізик Жорес Алфьоров отримав Нобелівську премію.

Зрештою, індукційні печі не тільки зовсім перетворилися на промисловість, а й широко увійшли в побут. Інтерес до предмета породив масу саморобок, які, у принципі, могли б бути корисними. Але більшість авторів конструкцій та ідей (описів яких у джерелах набагато більше, ніж працездатних виробів) погано уявляють собі як основи фізики індукційного нагріву, так і потенційну небезпеку неписьменно виконаних конструкцій. Ця стаття покликана прояснити деякі смутні моменти. Матеріал побудований на розгляді конкретних конструкцій:

1. Промислової канальної печі для плавки металу, та можливості її створення самостійно.
2. Тигельних печей індукційного типу, найпростіших у виконанні та найпопулярніших серед саморобників.
3. Індукційних водогрійних котлів, що стрімко витісняють бойлери з ТЕНами.
4. Побутових варильних індукційних приладів, що конкурують з газовими плитами і за рядом параметрів, що перевершують мікрохвильові печі.

Примітка: всі пристрої засновані на магнітній індукції, створюваної котушкою індуктивності (індуктором), тому і називаються індукційними. Вони можна плавити/нагрівати лише електропровідні матеріали, метали тощо. Є ще електроіндукційні ємнісні печі, що ґрунтуються на електричній індукції в діелектриці між обкладками конденсатора, вони застосовуються для «ніжного» плавлення та електротермообробки пластиків. Але поширені вони набагато менше індукторних, розгляд їх потребує окремої розмови, тож поки що залишимо.

Принцип дії

Принцип роботи індукційної печі ілюструє рис. праворуч. По суті вона – електричний трансформатор із короткозамкненою вторинною обмоткою:

• Генератор змінної напруги G створює в індукторі L (heating coil) змінний струм I1.
• Конденсатор разом з L утворюють коливальний контур, налаштований на робочу частоту, це в більшості випадків підвищує техпараметри установки.
• Якщо генератор G автоколивальний, то часто виключають зі схеми, використовуючи замість нього власну ємність індуктора. Вона в описаних нижче високочастотних індукторів становить кілька десятків пікофарад, що відповідає робочому діапазону частот.
• Індуктор відповідно до рівнянь Максвелла створює в навколишньому просторі змінне магнітне поле з напруженістю H. Магнітне поле індуктора може замикатися як через окремий феромагнітний сердечник, так і існувати у вільному просторі.
• Магнітне поле, пронизуючи поміщену в індуктор заготівлю (або плавильну шихту) W, створює магнітний потік Ф. в ній.
• Ф, якщо W електропровідна, індукує у ній вторинний струм I2, те ж рівнянням Максвелла.
• Якщо Ф досить масивна і цільна, то I2 замикається всередині W, утворюючи вихровий струм, або струм Фуко.
• Вихрові струми згідно із законом Джоуля-Ленца віддає отриману ним через індуктор та магнітне поле від генератора енергію, нагріваючи заготівлю (шихту).

Електромагнітна взаємодія з погляду фізики досить сильна і має досить високу далекодію. Тому, незважаючи на багатоступінчасте перетворення енергії, індукційна піч здатна показати у повітрі або вакуумі ККД до 100%.

Примітка: в середовищі з неідеального діелектрика з діелектричною проникністю >1 потенційно досяжний ККД індукційних печей падає, а в середовищі з магнітною проникністю >1 досягти високого ККД простіше.

Канальна піч

Канальна індукційна плавильна піч – перша із застосованих у промисловості. Вона конструктивно схожа на трансформатор, див. рис. справа:

1. Первинна обмотка, що живиться струмом промислової (50/60 Гц) або підвищеної (400 Гц) частоти, виконана з мідної рідкого теплоносія, що охолоджується зсередини, трубки;
2. Вторинна короткозамкнена обмотка - розплав;
3. Кільцеподібний тигель із жаростійкого діелектрика, в якому міститься розплав;
4. Набірний із пластин трансформаторної сталі магнітопровід.

Канальні печі використовуються для переплавлення дюралю, кольорових спецсплавів, отримання високоякісного чавуну. Промислові канальні печі вимагають затравки розплавом, інакше «вторинка» не замкнеться коротко і нагріву не буде. Або між крихтами шихти виникнуть дугові розряди, і вся плавка просто вибухне. Тому перед пуском печі на тигель наливають трохи розплаву, а переплавлену порцію виливають не до кінця. Металурги кажуть, що пільна піч має залишкову ємність.

Канальну піч на потужність до 2-3 кВт можна зробити і самому із зварювального трансформатора промислової частоти. У такій печі можна розплавити до 300-400 г цинку, бронзи, латуні чи міді. Можна переплавляти дюраль, тільки виливку потрібно по охолодженні дати постаріти, від кількох годин до 2-х тижнів, залежно від складу металу, щоб набрала міцність, в'язкість і гнучкість.

Примітка: Дюраль взагалі був винайдений випадково. Розробники, розлютившись, що легувати алюміній ніяк не вдається, кинули в лабораторії черговий "ніякий" зразок і пішли в загул з горя. Протверезилися, повернулися – а жодний змінив колір. Перевірили - а він набрав міцність чи не стали, залишившись легким, як алюміній.

«Первинку» трансформатора залишають штатною, вона вже розрахована на роботу в режимі КЗ вторинної зварювальної дуги. "Вторинку" знімають (її потім можна поставити назад і використовувати трансформатор за прямим призначенням), а замість неї надягають кільцевий тигель. Але намагатись переробити в канальну піч зварювальний ВЧ-інвертор небезпечно! Його феритовий сердечник перегріється і розлетиться в шматки через те, що діелектрична проникність фериту >>1 див. вище.

Проблема залишкової ємності в малопотужній пічці відпадає: в шихту для затравки кладуть тяганину з того ж металу, зігнуту в кільце і зі скрученими кінцями. Діаметр дроту від 1 мм/кВт потужності печі.

Але виникає проблема кільцевого тигля: єдиний потрібний для малого тигля матеріал – електропорцеляна. У домашніх умовах обробити його самому неможливо, а де взяти придатний? Інші вогнетриви не годяться внаслідок високих діелектричних втрат у них або пористості та малої механічної міцності. Тому, хоч канальна піч дає плавку найвищої якості, не вимагає електроніки, а її ККД вже при потужності 1 кВт перевищує 90%, у саморобників вони не в ходу.

Під звичайний тигель

Залишкова ємність дратувала металургів – сплави плавилися дорогі. Тому, як тільки в 20-х роках минулого століття з'явилися досить потужні радіолампи, відразу народилася ідея: викинути на (не будемо повторювати професійні ідіоми суворих мужиків) магнітопровід, а звичайний тигель засунути прямо в індуктор, див. рис.

На промисловій частоті так не зробиш, магнітне поле низької частоти без концентруючого його магнітопроводу розповзеться (це т. зв. поле розсіювання) і віддасть свою енергію куди завгодно, тільки не в розплав. Компенсувати поле розсіювання можна підвищенням частоти до високої: якщо діаметр індуктора можна порівняти з довжиною хвилі робочої частоти, а вся система – в електромагнітному резонансі, то до 75% і більше енергії її електромагнітного поля буде зосереджено всередині «безсердечної» котушки. ККД вийде відповідний.

Проте вже в лабораторіях з'ясувалося, що автори ідеї переглянули очевидну обставину: розплав в індукторі, хоча б і діамагнітний, але електропровідний, за рахунок власного магнітного поля від вихрових струмів змінює індуктивність котушки. Початкову частоту знадобилося встановлювати під холодну шихту і змінювати у міру її плавлення. Причому в межах тим більших, чим більша заготівля: якщо для 200 г стали можна обійтися діапазоном 2-30 МГц, то для болванки із залізничною цистерною початкова частота буде близько 30-40 Гц, а робоча - до кількох кГц.

Підходящу автоматику на лампах зробити складно, «тягнути» частоту за болванкою – потрібен висококваліфікований оператор. Крім того, на низьких частотах сильним чином поводиться поле розсіювання. Розплав, який у такій печі ще й сердечник котушки, до певної міри збирає магнітне поле біля неї, але все одно для отримання прийнятного ККД знадобилося оточувати всю піч потужним феромагнітним екраном.

Тим не менш, завдяки своїм визначним достоїнствам і унікальним якостям (тип. індукційні печі) широко застосовуються і в промисловості, і саморобниками. Тому зупинимося докладніше на тому, як правильно зробити таку своїми руками.

Трохи теорії

При конструюванні саморобної «індукціонки» потрібно твердо пам'ятати: мінімум споживаної потужності не відповідає максимуму ККД, і навпаки. Мінімальну потужністьвід мережі піч візьме під час роботи на основний резонансної частоти, Поз. 1 на рис. Болванка/шихта при цьому (і на нижчих, дорезонансних частотах) працює як один короткозамкнутий виток, а в розплаві спостерігається лише один конвективний осередок.

У режимі основного резонансу в печі на 2-3 кВт можна розплавити до 0,5 кг сталі, але розігрів шихти/заготівлі триватиме до години і більше. Відповідно, загальне споживання електрики від мережі буде більшим, а загальний ККД – низьким. На дорезонансних частотах ще нижче.

Внаслідок цього індукційні печі для плавки металу працюють найчастіше на 2-й, 3-й та ін вищих гармоніках (Поз. 2 на рис.) Необхідна для розігріву/розплавлення потужність при цьому зростає; для того ж півкіло сталі на 2-й знадобиться 7-8 кВт, на 3-й 10-12 кВт. Але прогрівання відбувається дуже швидко, за хвилини або частки хвилин. Тому і ККД виходить високий: грубка не встигає «з'їсти» багато, як розплав уже можна лити.

Печі на гармоніках мають найважливішу, навіть унікальну гідність: у розплаві виникає кілька конвективних осередків, що миттєво і ретельно його перемішують. Тому можна вести плавку як т. зв. швидкої шихти, отримуючи сплави, які у будь-яких інших плавильних печах виплавити принципово неможливо.

Якщо ж «задерти» частоту в 5-6 і більше разів вище за основну, то ККД дещо (ненабагато) падає, але виявляється ще одна чудова властивість індукційки на гармоніках: поверхневе нагрівання внаслідок скін-ефекту, що витісняє ЕМП до поверхні заготівлі, Поз. 3 на рис. Для плавки цей режим використовується рідко, але для розігріву заготовок під поверхневу цементацію та загартування – мила справа. Сучасна техніка без такого способу термообробки була б неможлива.

Про левітацію в індукторі

А тепер проробимо фокус: накрутимо перші 1-3 витки індуктора, потім перегнемо трубку/шину на 180 градусів, і решту обмотки нав'ємо у зворотному напрямку (Поз 4 на рис.). Підключимо до генератора, введемо в індуктор тигель у шихті, дамо струм. Дочекаймося розплавлення, приберемо тигель. Розплав в індукторі збереться у сферу, що там залишиться висіти, доки вимкнемо генератор. Тоді впаде вниз.

Ефект електромагнітної левітації розплаву використовують для очищення металів шляхом зонної плавки, для отримання високоточних металевих кульок та мікросфер тощо. Але для належного результату плавку потрібно вести у високому вакуумі, тому тут про левітацію в індукторі згадано лише відомості.

Навіщо індуктор удома?

Як бачимо, навіть малопотужна індукційна пічка для квартирної проводки та лімітів споживання потужна. Для чого варто її робити?

По-перше, для очищення та поділу дорогоцінних, кольорових та рідкісних металів. Беремо, наприклад, старий радянський радіороз'єм із позолоченими контактами; золота/срібла на плакування тоді не шкодували. Кладемо контакти у вузький високий тигельок, суємо в індуктор, плавимо на основному резонансі (професійно, на нульовій моді). По розплавленні поступово знижуємо частоту і потужність, даючи застигнути болванці протягом 15 хв – півгодини.

Після остигання розбиваємо тигельок, і що бачимо? Латунний стовпчик з ясно помітним золотим кінчиком, який залишається лише відрізати. Без ртуті, ціанідів та інших убивчих реагентів. Нагріванням розплаву ззовні будь-яким способом цього не досягти, конвекція в ньому не дасть.

Ну, золото-золотом, а зараз і чорний брухт на дорозі не валяється. Але необхідність рівномірного, або точно дозованого по поверхні/об'єму/температурі нагрівання металевих деталей для якісного загартування у саморобника або ІП-індивідуала завжди знайдеться. І тут знову виручить піч-індуктор, причому витрата електрики буде посильною для сімейного бюджету: адже основна частка енергії нагріву посідає приховану теплоту плавлення металу. А змінюючи потужність, частоту та розташування деталі в індукторі, можна нагріти саме потрібне місце саме як треба, див. рис. вище.

Нарешті, зробивши індуктор спеціальної форми (див. рис. зліва), можна відпустити загартовану деталь у потрібному місці, порушуючи цементації із загартуванням на кінці/кінцях. Потім, де треба – гнем, плющим, а решта залишається твердим, в'язким, пружним. Наприкінці можна знову розігріти, де відпускали, і знову загартувати.

Приступаємо до грубки: що потрібно знати обов'язково

Електромагнітне поле (ЕМП) впливає на людський організм, хоча б прогріваючи його у всьому обсязі, як м'ясо у мікрохвильовій печі. Тому, працюючи з індукційною піччю як конструктор, майстр чи експлуатант, потрібно чітко усвідомити собі суть наступних понять:

ППЕ – густина потоку енергії електромагнітного поля. Визначає загальний фізіологічний вплив ЕМП організм незалежно від частоти випромінювання, т.к. ППЭ ЭМП однієї й тієї напруженості зростає зі зростанням частоти випромінювання. За санітарними нормами різних країн допустиме значення ППЕ від 1 до 30 мВт на 1 кв. м. поверхні тіла при постійному (понад 1 годину на добу) дії та втричі-вп'ятеро більше при одноразовому короткочасному, до 20 хв.

Примітка: особняком стоять США, у них допустима ППЕ – 1000 мВт (!) на кв. м. тіла. Фактично, американці вважають початком фізіологічного впливу його зовнішні прояви, коли людині вже стає погано, а довгострокові наслідки опромінення ЕМП повністю ігнорують.

ППЕ при віддаленні від точкового джерелавипромінювання падає по квадрату відстані. Одношарове екранування оцинкуванням або дрібнокомірчастою оцинкованою сіткою знижує ППЕ в 30-50 разів. Поблизу котушки по її осі ППЕ буде у 2-3 рази вище, ніж збоку.

Пояснимо на прикладі. Є індуктор на 2 кВт та 30 МГц з ККД у 75%. Отже, назовні з нього піде 0,5 кВт чи 500 Вт. На відстані 1 м від нього (площа сфери радіусом 1 м – 12,57 кв. м) на 1 кв. м. доведеться 500/12,57 = 39,77 Вт, а на людину - близько 15 Вт, це дуже багато. Індуктор потрібно розташовувати вертикально, перед включенням печі надягати на нього заземлений ковпак, що екранує, стежити за процесом здалеку, а після його закінчення негайно вимикати піч. На частоті в 1 МГц ППЕ впаде в 900 разів, і з екранованим індуктором можна працювати без особливих пересторог.

НВЧ – надвисокі частоти. У радіоелектроніці НВЧ вважають з т.зв. Q-діапазону, але з фізіології НВЧ починається приблизно зі 120 МГц. Причина – електроіндукційне нагрівання плазми клітин та резонансні явища в органічних молекулах. НВЧ має специфічно спрямовану біологічну дію з довготривалими наслідками. Достатньо отримати 10-30 мВт протягом півгодини, щоб підірвати здоров'я та/або репродуктивну здатність. Індивідуальна сприйнятливість до НВЧ вкрай мінлива; працюючи з ним, потрібно регулярно проходити спеціальну медкомісію.

Припинити НВЧ-випромінювання дуже важко, воно, як кажуть профі, «сифоніт» крізь найменшу лужок в екрані або за найменшого порушення якості заземлення. Ефективна боротьба з НВЧ-випромінюванням апаратури можлива лише на рівні його конструювання висококласними фахівцями.

Компоненти печі

Індуктор

Найважливіша частина індукційної печі – її нагрівальна котушка, індуктор. Для саморобних печей на потужність до 3 кВт піде індуктор з голої мідної трубки діаметром 10 мм або ж мідної голої шини перетином не менше 10 кв. мм. Внутрішній діаметр індуктора – 80-150 мм, кількість витків – 8-10. Витки не повинні стикатися, відстань між ними – 5-7 мм. Також жодна частина індуктора не повинна торкатися його екрана; мінімальний зазор – 50 мм. Тому для проходження висновків котушки до генератора потрібно передбачити вікно в екрані, яке не заважає його знімати/ставити.

Індуктори промислових печей охолоджують водою або антифризом, але на потужності до 3 кВт описаний вище індуктор при роботі його протягом до 20-30 хв примусового охолодження не вимагає. Однак він сам при цьому сильно нагрівається, а окалина на міді різко знижує ККД печі до втрати нею працездатності. Зробити самому індуктор із рідинним охолодженням неможливо, тому його доведеться час від часу міняти. Застосовувати примусове повітряне охолодження не можна: пластиковий або металевий корпус вентилятора поблизу котушки «притягнуть» до себе ЕМП, перегріються, а ККД печі впаде.

Примітка: для порівняння – індуктор для плавильної печі на 150 кг сталі зігнутий із мідної труби 40 мм зовнішнім діаметром та 30 внутрішнім. Число витків – 7, діаметр котушки всередині 400 мм, висота теж 400 мм. Для його розгойдування на нульовій моді потрібно 15-20 кВт за наявності замкнутого контуру охолодження дистильованою водою.

Генератор

Друга основна частина печі – генератор змінного струму. Зробити індукційну піч, не володіючи основами радіоелектроніки хоча б на рівні радіоаматора середньої кваліфікації, не варто намагатися. Експлуатувати – теж, адже якщо печка не під комп'ютерним керуванням, налаштувати її в режим можна, тільки відчуваючи схему.

При виборі схеми генератора слід уникати рішень, що дають жорсткий спектр струму. Як антиприклад наводимо досить поширену схему на тиристорному ключі, див. рис. вище. Доступний фахівцю розрахунок по осцилограмі, що додається до неї автором, показує, що ППЕ на частотах понад 120 МГц від індуктора, запитаного таким чином, перевищує 1 Вт/кв. м на відстані 2,5 м від установки. Вбивча простота, нічого не скажеш.

Як ностальгійний курйоз наводимо ще схему древнього лампового генератора, див. рис. праворуч. Такі робили радянські радіоаматори ще у 50-х роках, рис. праворуч. Налаштування в режим – повітряним конденсатором змінної ємності З із зазором між пластинами не менше 3 мм. Працює лише на нульовій моді. Індикатор налаштування – неонова лампочка Л. Особливість схеми – дуже м'який, «ламповий» спектр випромінювання, так що користуватися цим генератором можна без особливих запобіжних заходів. Але нажаль! – ламп для нього зараз не знайдеш, а за потужності в індукторі близько 500 Вт енергоспоживання від мережі – понад 2 кВт.

Примітка: вказана на схемі частота 27,12 МГц не є оптимальною, вона обрана з міркувань електромагнітної сумісності. У СРСР вона була вільною («сміттєвою») частотою, для роботи на якій дозволу не потрібно, аби пристрій перешкод нікому не давав. А взагалі С можна перебудовувати генератор в досить широкому діапазоні.

Наступного рис. ліворуч – найпростіший генератор із самозбудженням. L2 – індуктор; L1 – котушка зворотного зв'язку, 2 витки емальованого дроту діаметром 1,2-1,5 мм; L3 – болванка чи шихта. Як контурна ємність використовується власна ємність індуктора, тому ця схема не вимагає налаштування, вона автоматично входить у режим нульової моди. Спектр м'який, але за неправильної фазуванні L1 миттєво згоряє транзистор, т.к. він виявляється в активному режимі з КЗ по постійному струму в колі колектора.

Також транзистор може згоріти просто від зміни зовнішньої температури або саморозігріву кристала – будь-яких заходів для стабілізації його режиму не передбачено. Загалом, якщо у вас завалялися десь старі КТ825 або подібні до них, то починати експерименти з індукційного нагрівання можна з цієї схемки. Транзистор має бути встановлений на радіатор площею щонайменше 400 кв. див. з обдуванням від комп'ютерного або йому подібного вентилятора. Регулювання потужності в індукторі, до 0,3 кВт – зміною напруги живлення в межах 6-24 В. Його джерело має забезпечувати струм не менше 25 А. Потужність розсіювання резисторів базового дільника напруги не менше 5 Вт.

Схема слід. Мал. праворуч – мультивібратор з індуктивним навантаженням на потужних польових тразисторах (450 B Uk, щонайменше 25 A Ik). Завдяки застосуванню ємності в ланцюгу коливального контуру дає досить м'який спектр, але позашляховик, тому придатний для розігріву деталей до 1 кг для гартування/відпустки. Головний недолік схеми – дорожнеча компонентів, потужних полівиків та швидкодіючих (гранична частота не менше 200 кГц) високовольтних діодів у їх базових ланцюгах. Біполярні потужні транзисториу цій схемі не працюють, перегріваються та згоряють. Радіатор тут такий самий, як і в попередньому випадку, але обдування вже не потрібно.

Наступна схема вже претендує на звання універсальної потужністю до 1 кВт. Це – двотактний генератор із незалежним збудженням та мостовим включенням індуктора. Дозволяє працювати на 2-3 моді або в режимі поверхневого нагріву; частота регулюється змінним резистором R2, а діапазони частот перемикаються конденсаторами С1 і С2 від 10 кГц до 10 МГц. Для першого діапазону (10-30 кГц) ємність конденсаторів С4-С7 має бути збільшена до 68 мкФ.

Трансформатор між каскадами – на феритовому кільці з площею перерізу магнітопроводу від 2 кв. см. Обмотки - з емальованого дроту 0,8-1,2 мм. Радіатор транзисторів – 400 кв. див. на чотирьох з обдуванням. Струм в індукторі практично синусоїдальний, тому спектр випромінювання м'який і на всіх робочих частотах додаткових заходів захисту не потрібно, за умови роботи до 30 хв на день через 2 дні на 3-й.

Відео: саморобний індукційний нагрівач у роботі

Індукційні котли

Індукційні водогрійні котли, без сумніву, витіснять бойлери з ТЕНами скрізь, де електрика обходиться дешевше за інші види палива. Але їх незаперечні переваги породили і масу саморобок, від яких у фахівця іноді буквально волосся дибки встає.

Скажімо, така конструкція: пропіленову трубу з проточною водою оточує індуктор, а він запитаний від зварювального ВЧ-інвертора на 15-25 А. Варіант – з термостійкого пластику роблять пустотілий бублик (тор), по патрубках пропускають через нього воду, а для нагрівання обмотують шиною, що утворює згорнутий в кільце індуктор.

ЕМП передасть свою енергію воді добре; та має непогану електропровідність і аномально високу (80) діелектричну проникність. Згадайте, як стріляють у мікрохвильовій печі вологи, що залишилися на посуді.

Але, по-перше, для повноцінного обігріву квартири або взимку потрібно не менше 20 кВт тепла при ретельному утепленні зовні. 25 А за 220 В дають всього 5,5 кВт (а скільки ця електрика коштує за нашими тарифами?) за 100% ККД. Гаразд, нехай ми у Фінляндії, де електрика дешевша за газ. Але ліміт споживання на житло – 10 кВт, а за перебір потрібно платити за збільшеним тарифом. І квартирне проведення 20 кВт не витримає, потрібно тягнути окремий фідер від підстанції. У що така робота коштуватиме? Якщо електрикам ще далеко до перебору потужності по району і вони її дозволять.

Потім сам теплообмінник. Він повинен бути або металевим масивним, тоді діятиме тільки індукційне нагрівання металу, або з пластику з низькими діелектричними втратами (пропілен, між іншим, до таких не відноситься, годиться тільки дорогий фторопласт), тоді вода безпосередньо поглине енергію ЕМП. Але в будь-якому випадку виходить, що індуктор гріє весь об'єм теплообмінника, а воді тепло віддає тільки його внутрішня поверхня.

У результаті ціною великих праць з ризиком для здоров'я отримуємо бойлер з ККД печерного багаття.

Індукційний котел опалення промислового виробництва влаштований зовсім інакше: просто, але в домашніх умовах нездійсненно, див. рис. справа:

• Масивний мідний індуктор підключається безпосередньо до мережі.
• Його ЕМП гріє також потужний залізний лабіринт-теплообмінник з феромагнітного металу.
• Лабіринт одночасно ізолює індуктор від води.

Коштує такий бойлер у кілька разів дорожчий за звичайний з ТЕНом, і придатний для встановлення тільки на пластикові труби, але натомість дає масу вигод:

1. Ніколи не згорає – у ньому немає розжареної електроспіралі.
2. Масивний лабіринт надійно екранує індуктор: ППЕ у безпосередній близькості від 30 кВт індукційного бойлера – нуль.
3. ККД – більш ніж 99,5%
4. Абсолютно безпечний: власна постійна часу, що володіє великою індуктивністю котушки - більше 0,5 с, що в 10-30 разів більше часу спрацьовування ПЗВ або автомата. Його ще прискорює «віддача» від перехідного процесу при проби індуктивності на корпус.
5. Сам же пробій внаслідок «дубовості» конструкції винятково малоймовірний.
6. Не потребує окремого заземлення.
7. Байдужий до удару блискавки; спалити масивну котушку їй не під силу.
8. Велика поверхня лабіринту забезпечує ефективний теплообмін за мінімального температурного градієнта, що майже виключає утворення накипу.
9. Величезна довговічність та простота користування: індукційний бойлер спільно з гідромагнітною системою (ГМС) та фільтром-відстійником працює без обслуговування не менше 30 років.

Про саморобні котли для ГВП

Тут на рис. наведена схема малопотужного індукційного нагрівача для систем ГВП з накопичувальним баком. В її основі - будь-який силовий трансформатор на 0,5-1,5 кВт з первинною обмоткою на 220 В. Дуже добре підходять здвоєні трансформатори від старих лампових кольорових телевізорів - "трун" на двостержневому магнітопроводі типу ПЛ.

Вторинну обмотку з таких знімають, первичку перемотують на один стрижень, збільшивши кількість її витків для роботи в режимі, близькому до КЗ (короткого замикання) по вторинні. Сама вторинна обмотка - вода в U-подібному коліні з труби, що охоплює інший стрижень. Пластикова труба або металева – на промчастоті однаково, але металева має бути ізольована від решти системи діелектричними вставками, як показано на рис, щоб вторинний струм замикався лише через воду.

У будь-якому випадку така водогрійка небезпечна: можлива протікання сусідить з обмоткою під мережевою напругою. Якщо вже йти на такий ризик, то в магнітопроводі потрібно свердлити отвір під болт-заземлювач, і насамперед наглухо, в грунт, заземлити трансформатор і бак сталевою шиною не менше 1,5 кв. див. (Не кв. мм!).

Далі трансформатор (він повинен розташовуватися безпосередньо під баком), з підключеним до нього мережним проводом у подвійній ізоляції, заземлювачем та водогрійним витком заливають в одну «ляльку» силіконовим герметикомяк моторчик помпи акваріумного фільтра. Зрештою, вкрай бажано весь агрегат підключити до мережі через швидкодіюче електронне ПЗВ.

Відео: "індукційний" котел на основі побутової плитки

Індуктор на кухні

Індукційні варильні поверхні для кухні стали звичними, див. рис. За принципом дії це та ж індукційна пічка, тільки в ролі короткозамкнутої вторинної обмотки виступає днище будь-якого металевого варильного посуду, див. рис. праворуч, а не лише з феромагнітного матеріалу, як часто не знаючи пишуть. Просто алюмінієвий посудвиходить із вживання; медики довели, що вільний алюміній – канцероген, а мідна та олов'яна давно вже не в ході через токсичність.

Побутова індукційна плитка – породження віку високих технологій, хоча ідея її зародилася одночасно з індукційними плавильними печами. По-перше, для ізоляції індуктора від куховарства знадобився міцний, стійкий, гігієнічний і вільно пропускає ЕМП діелектрик. Відповідні склокерамічні композити з'явилися у виробництві порівняно недавно, і частку верхньої пластини плити припадає чимала частка її вартості.

Потім всі варильні посудини різні, а їх вміст змінює їх електричні параметри, і режими приготування страв теж різні. Обережним підкручуванням ручок до потрібної моди тут і фахівець не обійдеться, потрібний високопродуктивний мікроконтролер. Нарешті, струм в індукторі повинен бути за санітарними вимогами чистою синусоїдою, а його величина та частота повинні складним чином змінюватись за ступенем готовності страви. Тобто, генератор має бути з цифровим формуванням вихідного струму, керованим цим мікроконтролером.

Робити кухонну індукційну плиту самому немає сенсу: на лише електронні компоненти за роздрібними цінами грошей піде більше, ніж на готову хорошу плитку. І керувати цими приладами поки складно: у кого є, той знає, скільки там кнопочок або сенсорів з написами: «Рагу», «Спекотне» тощо. Автор цієї статті бачив плитку, де значилося окремо «Борщ флотський» та «Суп претаньєр».

Тим не менш, індукційні плити мають масу переваг перед іншими:

• Майже нульова, на відміну від мікрохвильових печей, ППЕ, хоч сам на цю плитку сідай.
• Можливість програмування для приготування найскладніших страв.
• Розпалювання шоколаду, витоплювання риб'ячого та пташиного жиру, приготування карамелі без найменших ознак пригорання.
• Висока економічність як наслідок швидкого нагріву та майже повного зосередження тепла у варильному посуді.

До останнього пункту: подивіться на рис. праворуч, там графіки розігріву куховарства на індукційній плиті та газовій конфорці. Хто знайомий з інтегруванням, той одразу зрозуміє, що індуктор на 15-20% економічніший, а з чавунним «млинцем» його можна і не порівнювати. Витрати грошей на енергоносій при приготуванні більшості страв індукційної плитиможна порівняти з газовою, а на гасіння і варіння густих супів навіть менше. Індуктор поки що поступається газу тільки при випіканні, коли необхідний рівномірний прогрів з усіх боків.

Відео: невдалий індукційний нагрівач із кухонної плити

На закінчення

Отже, індукційні електроприлади для підігріву води та приготування їжі краще купувати готові, дешевше та простіше вийде. А ось завести саморобну індукційну печі тигля в домашній майстерні не завадить: стануть доступними тонкі способи плавки і термообробки металів. Потрібно тільки пам'ятати про ППЕ з НВЧ і суворо дотримуватись правил конструювання, виготовлення та експлуатації.

Індукційна піч вже давно не новинка - цей винахід існує ще з 19-го століття, проте лише в наш час, з розвитком технологій та елементної бази, він нарешті починає повсюдно входити в побут. Раніше в тонкощах роботи індукторних печей було безліч питань, не всі фізичні процеси були остаточно зрозумілі, а самі агрегати мали масу недоліків і використовувалися тільки в промисловості, в основному для плавки металів.

Тепер же, з появою потужних високочастотних транзисторів та дешевих мікроконтролерів, які здійснили прорив у всіх сферах науки і техніки, з'явилися і по-справжньому ефективні індукційні печі, які можна вільно використовувати для побутових потреб (приготування їжі, підігрів води, опалення) і навіть зібрати своїми. руками.

Фізичні основи та принцип дії печі

Рис.1. Схема індукційної печі

Перед тим, як вибрати або виготовити індукторний нагрівач, слід розібратися, що це таке. У Останнім часомспостерігається спалах інтересу до цієї теми, але мало хто має повноцінне уявлення про фізику магнітних хвиль. Це породило безліч оман, міфів і масу непрацездатних чи небезпечних саморобок. Зробити індукторну піч своїми руками можна, але перед цим варто здобути хоча б елементарні знання.

Індукційна піч за принципом роботи заснована на явищі електромагнітної індукції. Ключовий елемент тут – це індуктор, що є високодобротною котушкою індуктивності. Індукційні печі широко застосовуються для нагріву або плавлення електропровідних матеріалів, найчастіше металів, за рахунок термічного ефекту від наведення в них електричного вихрового струму. Подана схема ілюструє пристрій цієї печі (рис. 1).

Генератором G виробляється напруга змінної частоти. Під дією його електрорушійної сили в котушці індуктора L протікає змінний струм I 1 . Індуктор L спільно з конденсатором C є коливальний контур, налаштований в резонанс з частотою джерела G, завдяки чому ефективність роботи печі істотно зростає.

Відповідно до фізичних законів у просторі навколо індуктора L виникає змінне магнітне поле H. Це поле може існувати і в повітряному середовищі, але для поліпшення характеристик іноді застосовують спеціальні феромагнітні сердечники, що мають кращу магнітну провідність порівняно з повітрям.

Силові лінії магнітного поля проходять крізь об'єкт W, поміщений всередину індуктора, і наводять у ньому магнітний потік Ф. Якщо матеріал, з якого зроблена заготовка W, є електропровідним, в ній виникає наведений струм I 2 , що замикається всередині та формує вихрові індукційні потоки. Відповідно до закону теплового впливу електрики вихрові струми розігрівають об'єкт W.

Виготовлення індуктивного нагрівача

Індукційна піч складається з двох основних функціональних блоків: індуктора (індукційна котушка, що нагріває) і генератора (джерела змінної напруги). Індуктор є оголеною мідну трубку, Згорнуту в спіраль (рис. 2).

Для виготовлення своїми руками печі потужністю не більше 3 кВт індуктор повинен бути виготовлений з наступними параметрами:

• діаметр трубки – 10 мм;
• діаметр спіралі – 8-15 см;
• кількість витків котушки – 8-10;
• відстань між витками – 5-7 мм;
• мінімальний просвіт у екрані – 5 см.

Не можна допускати дотику сусідніх витків котушки, дотримуйтесь зазначеної відстані. Індуктор ніяким чином не повинен стикатися із захисним екраном печі, зазор між ними повинен бути не меншим за вказаний.

Виготовлення генератора

Рис.3. Схема на лампах

Варто зазначити, що індукційна піч для свого виготовлення вимагає хоча б середніх радіотехнічних навичок та умінь. Особливо важливо мати їх для створення другого ключового елемента - високочастотного генератора струму. Ні зібрати, ні скористатися зробленою своїми руками піччю не вийде без цих знань. Більше того, це може бути небезпечним для життя.

Для тих, хто береться за цю справу зі знанням і розумінням процесу, існують різні способиі схеми, якими може бути зібрана індукційна піч. Вибираючи відповідну схему генератора, рекомендується відмовлятися від варіантів із жорстким спектром випромінювання. До них відноситься поширена схема з використанням тиристорного ключа. Високочастотне випромінювання від такого генератора здатне створити найпотужніші перешкоди для всіх навколишніх радіоприладів.

Ще з середини 20 століття серед радіоаматорів великим успіхом мала індукційна піч, зібрана на 4-х лампах. Її якість і ККД далеко не найкращі, а радіолампи в наш час важкодоступні, проте багато хто продовжує збирати генератори саме за цією схемою, оскільки вона має велика перевага: м'який, вузькосмуговий спектр струму, що генерується, завдяки якому така піч випромінює мінімум перешкод і максимально безпечна (рис. 3).

Налаштування режиму роботи цього генератора здійснюється за допомогою змінного конденсатора C. Конденсатор обов'язково повинен бути з повітряним діелектриком, зазор між пластинами повинен становити не менше 3 мм. На схемі також є неонова лампа Л, що служить індикатором.

Схема універсального генератора

Сучасні індукційні печі працюють більш досконалих елементах – мікросхемах і транзисторах. Великий успіх має універсальна схема двотактного генератора, що розвиває потужність до 1 кВт. Принцип роботи заснований на генераторі незалежного збудження, причому індуктор включений в режимі мосту (рис. 4).

Переваги двотактного генератора, зібраного за такою схемою:

1. Можливість працювати на 2-й та 3-й моді крім основної.
2. Є режим поверхневого нагріву.
3. Діапазон регулювання 10-10 000 кГц.
4. М'який спектр випромінювання у всьому діапазоні.
5. Не потребує додаткового захисту.

Перебудова частоти здійснюється за допомогою змінного резистора R2. Робочий діапазон частот визначається конденсаторами C 1 і C 2 . Міжкаскадний узгоджуючий трансформатор повинен бути з кільцевим феритовим осердям перерізом не менше 2 кв. Намотування трансформатора робиться з емальованого дроту перетином 0,8-1,2 мм. Транзистори потрібно посадити на загальний радіатор площею від 400 кв.

Висновок на тему

Випромінюване індукторною піччю електромагнітне поле (ЕМП) впливає на всі провідники навколо. У тому числі відбувається впливом геть організм людини. Внутрішні органи під впливом ЕМП поступово прогріваються, підвищується загальна температура тіла у всьому обсязі.

Тому при роботі з піччю важливо дотримуватися певних запобіжних заходів, щоб уникнути негативних наслідків.

Насамперед корпус генератора повинен бути екранований за допомогою кожуха з листів оцинкованого заліза або сітки з дрібними осередками. Це знизить інтенсивність опромінення у 30-50 разів.

Також слід мати на увазі, що в безпосередній близькості від індуктора щільність енергетичного потоку буде вищою, особливо вздовж осі намотування. Тому індукційна котушка має бути розташована вертикально, а за нагріванням краще спостерігати здалеку.

На сьогоднішній день сучасне виробництвометалевих виробів вимагає підвищеної якості матеріалів, що виготовляються без істотного підвищення ціни продукту. Ми пропонуємо Вам купити промислові індукційні тигельні печі для плавлення металу за цінами від виробника, за допомогою яких можна досягти таких вимог.

На відміну від полум'яних та дугових індукційні плавильні установки зберігають точність та однорідність хімічного складу та мають меншу вартість.

Компанія Проміндуктор займається виробництвом та продажем промислових індукційних тигельних плавильних печей, які підходять для плавки будь-яких видів металу: чавуну, сталі, алюмінію, міді, золота, платини та їх сплавів.

При покупці у нас Ви отримуєте низку переваг:

Висока якість - використовуємо останні світові розробки разом із власними;

Ціни від виробника - вартість значно нижча, ніж в інших компаній у Росії;

Економічність обладнання – економія електрики до 30%;

Технічна підтримка 24/7 – якщо Ви придбали обладнання у нас, то зможете отримати допомогу наших спеціалістів у будь-який час дня та ночі.

Наше виробництво та найкращі інженери знаходяться в Китаї, обладнання завжди є в наявності на складі, безкоштовна доставка по Росії, можлива доставка до країн СНД. Зателефонуйте нам і ми дамо професійні консультації у підборі.

Принцип роботи індукційних печей для плавки металу

За принципом роботи всі індукційні плавильні установки нагадують трансформатор, у якому є первинна та вторинна обмотка. Індуктор із мідної труби виконує роль первинної обмотки, що має своє власне водяне охолодження. Роль вторинної обмотки виконує метал (сталь, чавун, мідь, алюміній) під час нагрівання, закладений у тигель. Під дією струмів високої частоти котушка утворює електромагнітне поле в тиглі, під впливом якого відбувається нагрівання металу до максимальних температур протягом короткого періоду часу.

Промислові індукційні печі тиглів нашого виробництва мають можливість задати необхідну потужність нагріву для плавки металу в залежності від його типу. Ця функція є незаперечною перевагою цього обладнання.

Влаштування індукційної плавильної печі

Умовно індукційні печі тиглів можна розділити на 2 складові:

Плавильна установка

Допоміжне обладнання

Плавильна установка являє собою опорний каркас із двох зварених стійок із гідравлічними плунжерами та вузлову складову індуктора. Настановний механізм виконаний з прокатних листів нержавіючої сталі. Котушка індуктора виготовлена ​​з мідної труби, через яку відбувається охолодження за допомогою холодної води. Електрика та вода підключені до котушки за допомогою гнучких кабелів, які послідовно з'єднані. За допомогою гідравлічних плунжерів забезпечується нахил установки до 95 °.

Все обладнання індукційної печі для плавки металу живиться від частотного тиристорного перетворювача типу, який перетворює трифазний струм в однофазний. Фронтова панель має датчики захисту та обладнання, що контролює роботу перетворювача.

Регулювання частоти відбувається в автоматичному режимі за заданою програмою. На вирві зливу встановлені системи оповіщення та контролю охолодження процесів, а також рівня конденсації робочої зони.

Промислові індукційні тигельні плавильні печі для плавки металу від компанії ПРОМІНДУКТОР виготовлені за всіма світовими стандартами та з використанням останніх технологій.