Индукционный нагреватель из сварочного инвертора: как сделать своими руками, схемы и процесс установки

Индукционный нагреватель (плавильная печь) для бытового применения своими руками. Работоспособная схема установки – описание, рекомендации к производству

Принцип технологии индукционный нагрев

Принцип технологии индукционного нагрева достаточно прост с физической точки зрения. Образованная из проводника тока катушка генерирует высокочастотное магнитное поле.

В свою очередь, металлический объект, помещённый во внутреннюю область катушки, индуцирует вихревые токи. В результате объект сильно нагревается.

Параллельно с катушкой индуктивности, как правило, включается резонансная ёмкость. Предпринимается такой шаг для компенсации индуктивного характера катушки.

Резонансная цепь, созданная элементами катушка-конденсатор, возбуждается на собственной резонансной частоте. Значение тока возбуждения существенно меньше, чем значение тока, протекающего через катушку индуктивности.

Шаг 1: Компоненты

Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.

Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока. Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.

Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.

Как сделать своими руками?

Допустим, вы решили сделать лично индукционный нагреватель, для этого подготавливаем трубу, в неё насыпаем небольшие куски стальной проволоки (9 см в длину).

Труба может быть пластиковой или металлической, главное, с толстенными стенками. Затем, она закрывается специальными переходниками со всех сторон.

Далее, на неё накручиваем медную проволоку до 100 витков и располагаем по центральной части трубки. В результате получится индуктор. К этой обмотке подсоединяем выходную часть инвертора. В качестве помощника прибегаем к терморегулятору.

В качестве нагревателя выступает труба.

Подготавливаем генератор и всю конструкцию собираем.

Необходимые материалы и инструменты:

  • проволока из нержавеющей стали или катанка (диаметр 7 мм);
  • вода;
  • сварочный инвертор;
  • провод из эмалированной меди;
  • сетка из металла, имеющая маленькие отверстия;
  • переходники;
  • толстостенная труба из пластика;

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Пошаговое руководство:

  1. Режим проволоку на кусочки, длиною 50 мм.
  2. Подготавливаем оболочку для нагревателя. Используем толстостенную трубу (диаметр 50 мм).
  3. Дно и верх корпуса закрываем сеткой.
  4. Готовим индукционную катушку. Медным проводом делаем намотку на корпус 90 витков и располагаем их в центре оболочки.
  5. Из трубопровода вырезаем часть трубы и устанавливаем индукционный котёл.
  6. Катушку соединяем с инвертором и заполняем котёл водой.
  7. Заземляем полученную конструкцию.
  8. Проверяем систему в работе. Без воды использовать нельзя, так как может расплавиться пластиковая труба.

Из сварочного инвертора

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими рукамиСамым простым бюджетным вариантом является изготовление индукционного нагревателя, используя сварочный инвертор:

  1. Для этого берём полимерную трубу, стенки её должны быть толстыми. С торцов монтируем 2 вентиля и подсоединяем разводку.
  2. Засыпаем в трубу кусочки (диаметр 5 мм) металлической проволоки и монтируем верхний вентиль.
  3. Далее, делаем 90 витков вокруг трубы медной проволокой, получаем индуктор. Нагревательным элементом является труба, генератором используем сварочный аппарат.
  4. Прибор должен стоять в режиме переменного тока с высокой частотой.
  5. Подсоединяем медную проволоку к полюсам сварочного аппарата и проверяем работу.

Базовые принципы

Плавильная печь в данном случае работает на базе явления магнитной индукции. И тут имеется несколько компонентов. Индуктор – это важнейшая составляющая этого приспособления. Он представляет собой катушку, проводниками в которой служат не обычные провода, а медные трубки. Это требование выставляет сама конструкция плавильных печей. Ток, который проходит в индукторе, порождает магнитное поле, оказывающее воздействие на тигель, внутри которого расположен металл. В этом случае на материал возложена роль вторичной трансформаторной обмотки, то есть сквозь него проходит ток, нагревающий его. Так и осуществляется плавление, даже если сделана индукционная печь своими руками. Как построить такой тип печи и увеличить ее эффективность? Это важный вопрос, на который есть ответ. Использование токов повышенной частоты позволяет заметно увеличить степень эффективности оборудования. Для этого уместно использовать специальные блоки питания.

Индукционные печи своими руками

Шаг 2: Схема инвертора

Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.

Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.

Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.

Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве

Популярность использования оборудования в быту обусловлена неплохой экономией электроэнергии. При установке на кухне плит, работающих по методу индукции, у владельца исчезает необходимость включения вентиляции, т.к. окружающее пространство практически не прогревается. Нагревательная поверхность не требует сложной очистки, поскольку она выполнена из стекла.

Из-за увеличенной скорости нагрева продолжительность работы системы сокращается, что тоже позволяет сэкономить на электричестве.

Принцип работы и область применения

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Генератором повышается частота тока и передаёт свою энергию катушке. Индуктором ведётся преобразование высокочастотного тока в переменное электромагнитное поле. С высокой частотой меняются электромагнитные волны.

Нагревание происходит за счёт разогрева вихревых токов, которые провоцируются переменными вихревыми векторами электромагнитного поля. Почти без потерь передаётся энергия с высоким КПД и энергии достаточно на разогрев теплоносителя и даже больше.

Аккумуляторная энергия передаётся на теплоноситель, который находится внутри трубы. Теплоноситель, в свою очередь, является охладителем нагревательного элемента. За счёт чего, увеличивается срок эксплуатации.

Промышленность является наиболее активным потребителем индукционных нагревателей, так как многие проектирования предусматривают вести с высокой термообработкой. С их использованием повышается прочность продукции.

В высокочастотных кузницах устанавливаются приборы с высокой мощностью.

Кузнечно-прессовые компании, используя такие агрегаты, повышают производительность труда и уменьшают износ штампов, сокращают расход металла. Установки со сквозным нагревом могут охватывать сразу некоторое количество заготовок.

При поверхностном упрочнении деталей, применение такого нагрева позволяет увеличить в несколько раз износостойкость и получить значительный экономический эффект.

Основной материал

Одна из главнейших проблем при самостоятельном изготовлении индукционной плитки заключается в выборе подходящего материала. Вещество, использующееся в виде основы будущей плитки, должен удовлетворять некоторым критериям.

Индукционная плитка создается с использованием материалов, подходящих по следующим требованиям:

  • Предельные показатели проводимости электромагнитного излучения.
  • Полное отсутствие токопроводящих качеств.
  • Высокая устойчивость к большим температурам.

Как правило, варочные плиты, изготовленные популярными брендами-производителями, обладают поверхностью из дорогостоящей керамики. Самостоятельно найти подобный материал достаточно трудно, поэтому возникает вопрос о том, из чего можно изготовить индукционную плиту.

Перед началом работ по изготовлению варочной поверхности следует не только ознакомиться со всеми правилами техники безопасности, но и попробовать свои силы на практике.

Отличным вариантом станет изготовление достаточно простого, но в то же время технологичного агрегата – индукционной печи для плавки металла своими руками.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

  • высокий показатель КПД;
  • агрегат работает практически бесшумно;
  • индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
  • нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
  • оборудование не требует постоянного обслуживания;
  • благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
  • из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Что понадобится

В работе предстоит использовать достаточно большое количество инструментов, которые, впрочем, с легкостью найдутся у каждого мастера. Возможно, некоторые специфичные наименования придется докупать в специализированных строительных и электротехнических магазинах.

  • Паяльная станция.
  • Припой.
  • Текстолит.
  • Дрель небольшого размера.
  • Радиодетали.
  • Термопаста.
  • Химикаты для создания платы из текстолита.

Как уже говорилось ранее, все предметы из вышеприведенного списка без особых проблем приобретаются в специализированных супермаркетах.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

  1. Высокое качество нагрева.
  2. Высокая точность управления и гибкость.
  3. Надёжность. Может работать автономно, имея автоматику.
  4. Греет любую жидкость.
  5. КПД прибора 90%.
  6. Длительный срок службы (до 30 лет).
  7. Простота монтирования.
  8. Нагревательный прибор не собирает накипь.
  9. За счёт автоматики, экономия электроэнергии.

Минусы:

  1. Высокая стоимость моделей с автоматикой.
  2. Зависимость от электроснабжения.
  3. Некоторые модели шумят.

Пошаговое руководство по изготовлению нагревателя

Вся работа по изготовлению индукционного нагревателя подразделяется на несколько этапов, на протяжении каждого из которых выполняется обработка одной из основных деталей.

Далее мы подробно расскажем о том, как собрать индукционный нагреватель для автосервиса своими руками, используя все вышеприведенные наборы.

Бытовое применение печей

В быту такие устройства используются достаточно редко, хотя подобные технологии можно встретить в отопительных системах. Их можно увидеть в форме микроволновых печей, электрических духовок и индукционных плит. В среде новых технологий данная разработка нашла широкое применение. К примеру, использование вихревых индукционных токов в индукционных плитах позволяет готовить огромное разнообразие блюд. Так как для разогрева им требуется очень мало времени, конфорку нельзя включить, если на ней ничего не стоит. Однако для использования таких особых и полезных плит требуется специальная посуда.

Индукционная печь своими руками принцип работы и сборка

Как сделать своими руками

Рассмотрим второй способ изготовления мощного индукционного нагревателя своими руками. В отличие от первого способа, составляющих будет гораздо меньше, однако его мощность будет выше, за счет использования несколько иных компонентов и типа подключения.

Нам понадобится:

1. Инвертор сварочный;
2. Генерирующий сварочный ток (от 15 А);
3. Медная проволока.

В качестве сердечника рекомендуется использовать полимерные материалы. Это обусловлено тем, что они способны выдерживать довольно высокие температуры при нагревании. В нашем случае будет полимерная труба с диаметром 50 мм.

На сердечник необходимо намотать проволоку, соединить ее с инверторными клеммами таким образом, чтобы не было перекручивания.

Полезное видео по созданию нагревателя индукционного типа

В предложенных видео подробно описан принцип работы устройств индукционного типа. Также в ролике можно посмотреть особенности самостоятельной сборки агрегата.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...