Induktionsvarmer kan opdeles i industri- og husholdningsapparater. En af de vigtigste metoder til at generere varme til smeltning af metal i den metallurgiske industri er induktionsovne. Enheder, der fungerer efter induktionsprincippet, er komplekst elektrisk udstyr og sælges i en bred vifte.

Induktionsteknologi er grundlaget for sådanne enheder fra vores hverdag som mikrobølger, elektriske ovne, induktionskomfurer, varmtvandskedler, ovn varmesystem. Komfurer med induktivt princip arbejdet er praktisk, praktisk og økonomisk, men kræver brug af specielle redskaber.

De mest almindelige ovne i hverdagen er dem, der bruger induktionsprincippet til opvarmning af rum. Muligheder for sådan opvarmning er kedelinstallationer eller autonome enheder. Induktionsovne er uundværlige i smykkefremstilling og små værksteder. lille størrelse til smeltning af metal.

Fordele ved smeltning

Induktionsopvarmning er direkte, berøringsfri, og dens princip gør det muligt at bruge den genererede varme med maksimal effektivitet. Effektivitetsfaktoren (effektiviteten) ved brug af denne metode har en tendens til 90%. Under smeltningsprocessen sker der termisk og elektrodynamisk bevægelse af det flydende metal, hvilket bidrager til ensartet temperatur i hele volumen af ​​det homogene materiale.

Sådanne enheders teknologiske potentiale skaber fordele:

• ydeevne – kan bruges umiddelbart efter tænding;
• høj hastighed smelteproces;
• mulighed for at justere smeltetemperaturen;
• zone- og fokuseret energiorientering;
• ensartethed af smeltet metal;
• intet affald fra legeringselementer;
• miljømæssig renlighed og sikkerhed.

Fordele ved opvarmning

Ordninger

Til en mester, der kan læse elektriske diagrammer, det er helt muligt at lave en varmeovn eller en induktionssmelteovn med egne hænder. Hver mester skal bestemme gennemførligheden af ​​at installere en hjemmelavet enhed for sig selv. Det er også nødvendigt at have en god forståelse af den potentielle fare ved dårligt udførte sådanne strukturer.

For at skabe en arbejdsovn uden et færdigt kredsløb skal du have forståelse af det grundlæggende i fysik induktionsopvarmning. Uden sikker viden er det ikke muligt at designe og installere en sådan elektrisk enhed. Enhedsdesign består af udvikling, design og diagrammer.

For de smarte ejere, der har brug for en sikker induktionsovn, er kredsløbet særligt vigtigt, da det kombinerer alle de bedste praksisser fra en hjemmehåndværker. Sådanne populære enheder som induktionsovne har en række forskellige monteringsordninger, hvor håndværkere har mulighed for at vælge:

• ovnbeholdere;
• driftsfrekvens;
• foringsmetode.

Karakteristika

Når du opretter en induktionssmelteovn med dine egne hænder, skal du overveje bestemt tekniske specifikationer , der påvirker metallets smeltehastighed:

• generator strøm;
• puls frekvens;
• tab på grund af hvirvelstrømme;
• tab af hysterese;
• varmeoverførselsintensitet (køling).

Driftsprincip

Grundlaget for induktionsovnen er at få varme fra den producerede elektricitet vekslende elektromagnetisk felt(EMF) induktor (induktor). Det vil sige, at elektromagnetisk energi omdannes til elektrisk hvirvelenergi og derefter til termisk energi.

Hvirvelstrømme lukket inde i legemer frigiver termisk energi, som opvarmer metallet indefra. Flertrins energiomdannelse reducerer ikke ovnens effektivitet. På grund af det enkle betjeningsprincip og evne selvmontering ordninger øger rentabiliteten ved at bruge sådanne enheder.

Disse effektive enheder, i en forenklet version og med reducerede dimensioner, fungerer fra et standard 220V netværk, men kræver en ensretter. I sådanne enheder kan kun elektrisk ledende materialer opvarmes og smeltes.

Design

En induktionsenhed er en slags transformer, som drives af en vekselstrømkilde induktor - primærvikling, den opvarmede krop er den sekundære vikling.

Den enkleste lavfrekvente varmeinduktor kan betragtes som en isoleret leder (lige kerne eller spiral), placeret på overfladen eller inde metalrør.

Hovedkomponenter i enheden, der arbejder efter princippet om induktion, overveje:

Strøm fra generatoren sender kraftige strømme af varierende frekvens ind i en induktor, som skaber et elektromagnetisk felt. Dette felt er en kilde til hvirvelstrømme, som absorberes af metallet og smelter det.

Varmesystem

Når du installerer hjemmelavede induktionsvarmer i et varmesystem, bruger håndværkere ofte billige modeller svejseinvertere (DC til AC spændingsomformere). Inverterens energiforbrug er højt, så for fast job sådanne systemer du skal bruge et kabel med et tværsnit på 4–6 mm2 i stedet for de sædvanlige 2,5 mm2.

Sådanne varmesystemer skal være lukkede og automatisk styret. Også af hensyn til driftssikkerheden kræves en pumpe til tvungen cirkulation kølevæske, anordninger til fjernelse af luft fanget i systemet, trykmåler. Varmelegemet skal være placeret mindst 1 m fra loft og gulv, og mindst 30 cm fra vægge og møbler.

Generator

Induktorerne modtager strøm fra den industrielle frekvensindstilling på 50 Hz fra fabrikken. Og fra generatorer og omformere med høje, mellem- og lave frekvenser (individuelle strømforsyninger) virker induktorer i hverdagen. Det er mest effektivt at inddrage højfrekvente generatorer i samlingen. Kan bruges i mini induktionsovne strømme af forskellige frekvenser.

Generatoren bør ikke producere et hårdt strømspektrum. Ifølge en af ​​de mest populære ordninger til montering af induktionsovne i levevilkår Den anbefalede generatorfrekvens er 27,12 MHz. En af disse generatorer er samlet af følgende dele:

• 4 tetroder (elektroniske rør) af høj effekt (6p3s mærke), med parallel forbindelse;
• 1 ekstra neonlys - indikator for at enheden er klar til drift.

Induktor

Forskellige modifikationer af induktoren kan præsenteres i form af en trefoil, et tal på otte og andre muligheder. Midten af ​​samlingen er et elektrisk ledende grafit- eller metalemne, omkring hvilket lederen er viklet.

Til høje temperaturer Bøde grafitbørster varmes op (smelteovne) og nichrome spiral ( varmeapparat). Den nemmeste måde at lave en induktor på er i form af en spiral, hvis indvendige diameter er 80-150 mm. Materialet til lederens varmespiral er også ofte et kobberrør eller PEV 0,8 ledning.

Antallet af vindinger af varmespiralen skal være mindst 8–10. Den nødvendige afstand mellem vindingerne er 5-7 mm, og kobberrørets diameter er normalt 10 mm. Minimum frigang Der skal være mindst 50 mm mellem induktoren og andre dele af enheden.

Arter

Adskille typer af induktionsovne med dine egne hænder:

• kanal - det smeltede metal er placeret i en rille omkring induktorkernen;
• digel - metallet er placeret i en aftagelig digel inde i induktoren.

I store industrier opererer kanalovne fra industrielle frekvensanordninger, og digelovne opererer ved industrielle, mellem- og høje frekvenser. I den metallurgiske industri bruges ovne af digeltypen til smeltning:

• støbejern;
• stål;
• kobber;
• magnesium;
• aluminium;
• ædle metaller.

Kanaltype induktionsovne bruges til smeltning:

• støbejern;
• forskellige ikke-jernholdige metaller og deres legeringer.

Kanal

En induktionsovn af kanaltypen skal, når den er opvarmet, have elektrisk ledende krop i varmegenereringszonen. Under den indledende opstart af en sådan ovn hældes smeltet metal i smeltezonen, eller der indsættes en forberedt metalskabelon. Efter afslutning af metalsmeltning er råmaterialerne ikke helt drænet, hvilket efterlader en "sump" til næste smeltning.

Digel

Digel-induktionsovne er de mest populære blandt håndværkere, fordi de er nemme at bruge. En digel er en speciel aftagelig beholder placeret i en induktor sammen med metal til efterfølgende opvarmning eller smeltning. Digelen kan være lavet af keramik, stål, grafit og mange andre materialer. Den adskiller sig fra kanaltypen i mangel af en kerne.

Køling

Øger effektiviteten af ​​smelteovnen i industrielle forhold og i små fabriksfremstillede husholdningsapparater, køling. Ved kort drift og lav effekt hjemmelavet enhed Du kan undvære denne funktion.

Udfør køleopgaven selv hjemmehåndværker ikke muligt. Skala på kobber kan føre til tab af enhedens funktionalitet, så regelmæssig udskiftning af induktoren vil være påkrævet.

Under industrielle forhold bruges vandkøling ved hjælp af frostvæske og kombineres også med luftkøling. Tvungen luftkøling i hjemmelavede husholdningsapparater er uacceptabel, da ventilatoren kan absorbere EMF'er, hvilket vil føre til overophedning af ventilatorhuset og et fald i ovnens effektivitet.

Sikkerhed

Når du arbejder med ovnen, bør du pas på termiske forbrændinger og tage højde for det høje brandfare enhed. Mens enhederne er i drift, må de ikke flyttes. Du skal være særlig forsigtig, når du installerer varmeovne i boligområder.

EMF påvirker og opvarmer hele det omgivende rum, og denne funktion er tæt forbundet med kraften og frekvensen af ​​enhedens stråling. Kraftige industrielle enheder kan påvirke metaldele ved siden af ​​dig, på folks stoffer, på genstande i deres lommer.

Den mulige påvirkning af sådanne anordninger på personer med implanterede pacemakere under drift skal tages i betragtning. Ved køb af apparater med induktionsdriftsprincip skal du omhyggeligt læse betjeningsvejledningen.

Den mest avancerede type opvarmning er en, hvor varme skabes direkte i den opvarmede krop. Denne opvarmningsmetode opnås meget godt ved at lede en elektrisk strøm gennem kroppen. Direkte inklusion af et opvarmet legeme i et elektrisk kredsløb er imidlertid ikke altid muligt af tekniske og praktiske årsager.

I disse tilfælde kan den perfekte type opvarmning opnås ved hjælp af induktionsvarme, hvor der også skabes varme i selve det opvarmede legeme, hvilket eliminerer unødvendigt, normalt stort, energiforbrug i ovnens vægge eller i andre varmeelementer. På trods af den relativt lave effektivitet ved at generere strømme af høje og høje frekvenser, er den samlede effektivitet af induktionsopvarmning ofte højere end.

Induktionsmetoden giver også mulighed for hurtig opvarmning af ikke-metalliske legemer jævnt i hele deres tykkelse. Den dårlige varmeledningsevne af sådanne legemer udelukker muligheden for hurtig opvarmning af deres indre lag på sædvanlig måde, dvs. ved at tilføre varme udefra. Ved induktionsmetoden genereres varme ligeligt i både det ydre og det indre lag, og der kan endda være fare for overophedning af sidstnævnte, hvis den nødvendige varmeisolering af de ydre lag ikke udføres.

En særlig værdifuld egenskab ved induktionsopvarmning er muligheden for en meget høj koncentration af energi i det opvarmede legeme, hvilket er let tilgængeligt for præcis dosering. Det er kun muligt at opnå den samme rækkefølge af energitæthed, men denne opvarmningsmetode er svær at kontrollere.

Funktionerne og de velkendte fordele ved induktionsopvarmning har skabt brede muligheder for dens anvendelse i mange industrier. Derudover giver det dig mulighed for at skabe nye typer strukturer, der slet ikke er gennemførlige. på de sædvanlige måder varmebehandling.

Fysisk proces

I induktionsovne og enheder frigives varme i et elektrisk ledende opvarmet legeme af strømme induceret i det af et vekslende elektromagnetisk felt. Der sker således direkte opvarmning her.

Induktionsopvarmning af metaller er baseret på to fysiske love: og Joule-Lenz-loven. Metallegemer (emner, dele osv.) er placeret i, hvilket exciterer en hvirvel i dem. Den inducerede emk bestemmes af ændringshastigheden af ​​den magnetiske flux. Under påvirkning af induceret emk strømmer hvirvelstrømme (lukket inde i kroppene) i legemer og frigiver varme. Denne EMF skaber i metallet, termisk energi, frigivet af disse strømme, får metallet til at varme op. Induktionsopvarmning er direkte og berøringsfri. Det giver dig mulighed for at nå temperaturer, der er tilstrækkelige til at smelte de mest ildfaste metaller og legeringer.

Intens induktionsopvarmning er kun mulig i elektromagnetiske felter med høj intensitet og frekvens, som er skabt af specielle enheder - induktorer. Induktorerne får strøm fra et 50 Hz netværk (industrielle frekvensindstillinger) eller fra individuelle strømkilder - generatorer og omformere af mellem- og højfrekvenser.

Den enkleste induktor til lavfrekvente indirekte er en isoleret leder (lang eller spiral) placeret inde i et metalrør eller placeret på dets overflade. Når strøm løber gennem induktorlederen, induceres varmelegemer i røret. Varme fra røret (det kan også være en digel, beholder) overføres til det opvarmede medium (vand, der strømmer gennem røret, luft osv.).

Induktionsopvarmning og hærdning af metaller

Den mest anvendte er direkte induktionsopvarmning af metaller ved mellem- og højfrekvenser. Til dette formål anvendes specialdesignede induktorer. Induktoren udsender , som falder på den opvarmede krop og dæmpes i den. Energien fra den absorberede bølge omdannes til varme i kroppen. Opvarmningseffektiviteten er højere, jo tættere den udsendte type er elektromagnetisk bølge(flad, cylindrisk osv.) til kroppens form. Derfor bruges flade induktorer til at opvarme flade legemer, og cylindriske (solenoide) induktorer bruges til at opvarme cylindriske emner. Generelt kan de have kompleks form, på grund af behovet for at koncentrere elektromagnetisk energi i den ønskede retning.

Et træk ved induktiv energiinput er evnen til at regulere den rumlige placering af flowzonen.

For det første flyder hvirvelstrømme inden for det område, der er dækket af induktoren. Kun den del af kroppen, der er i magnetisk forbindelse med induktoren, opvarmes, uanset kroppens overordnede dimensioner.

For det andet afhænger dybden af ​​hvirvelstrømscirkulationszonen og dermed energifrigivelseszonen blandt andre faktorer af frekvensen af ​​induktorstrømmen (stiger ved lave frekvenser og falder med stigende frekvens).

Effektiviteten af ​​energioverførsel fra induktoren til den opvarmede strøm afhænger af størrelsen af ​​afstanden mellem dem og stiger, når den falder.

Induktionsopvarmning bruges til overfladehærdning af stålprodukter, gennem opvarmning til plastisk deformation (smedning, stempling, presning osv.), smeltning af metaller, varmebehandling(udglødning, hærdning, normalisering, hærdning), svejsning, overfladebehandling, lodning af metaller.

Indirekte induktionsvarme bruges til opvarmning teknologisk udstyr(rørledninger, beholdere osv.), opvarmning af flydende medier, tørre belægninger, materialer (f.eks. træ). Den vigtigste parameter induktionsvarmeinstallationer - frekvens. For hver proces (overfladehærdning, gennem opvarmning) er der et optimalt frekvensområde, der giver den bedste teknologiske og økonomiske ydeevne. Til induktionsopvarmning anvendes frekvenser fra 50Hz til 5MHz.

Fordele ved induktionsvarme

1) Overførsel elektrisk energi direkte ind i det opvarmede legeme tillader direkte opvarmning af ledermaterialer. Samtidig stiger opvarmningshastigheden sammenlignet med indirekte installationer, hvor produktet kun opvarmes fra overfladen.

2) Overførsel af elektrisk energi direkte til det opvarmede legeme kræver ikke kontaktanordninger. Dette er praktisk under betingelser med automatiseret produktionslinjeproduktion, når du bruger vakuum og beskyttelsesudstyr.

3) På grund af fænomenet overfladeeffekt maksimal effekt, frigives i overfladelaget af det opvarmede produkt. Derfor giver induktionsopvarmning under hærdning hurtig opvarmning af produktets overfladelag. Dette gør det muligt at opnå en høj hårdhed af overfladen af ​​delen med en relativt viskøs kerne. Processen med overfladeinduktionshærdning er hurtigere og mere økonomisk end andre metoder til overfladehærdning af et produkt.

4) Induktionsopvarmning giver i de fleste tilfælde mulighed for at øge produktiviteten og forbedre arbejdsforholdene.

Induktionssmelteovne

En induktionsovn eller enhed kan betragtes som en slags transformer, hvor den primære vikling (induktoren) er forbundet med en vekselstrømkilde, og selve det opvarmede legeme fungerer som sekundærviklingen.

Arbejdsprocessen for induktionssmelteovne er kendetegnet ved elektrodynamisk og termisk bevægelse af flydende metal i et bad eller digel, hvilket bidrager til at opnå et metal med homogen sammensætning og dets ensartede temperatur gennem hele volumen, samt lavt metalspild (flere gange mindre end i lysbueovne).

Induktionssmelteovne bruges til fremstilling af støbegods, herunder formede, af stål, støbejern, ikke-jernholdige metaller og legeringer.

Induktionssmelteovne kan opdeles i industrielle frekvenskanalovne og industrielle, mellem- og højfrekvente digelovne.

En kanalinduktionsovn er en transformer, normalt af industriel frekvens (50 Hz). Den sekundære vikling af transformeren er en spole af smeltet metal. Metallet er indesluttet i en ildfast ringformet kanal.

Den vigtigste magnetiske flux inducerer en EMF i kanalmetallet, EMF skaber en strøm, strømmen opvarmer metallet, derfor ligner en induktionskanalovn en transformer, der arbejder i kortslutningstilstand.

Induktorerne i kanalovne er lavet af et langsgående kobberrør, det er vandkølet, kanaldelen af ​​ildstenen afkøles af en ventilator eller fra et centraliseret luftsystem.

Induktionskanalovne er designet til kontinuerlig drift med sjældne overgange fra en metalkvalitet til en anden. Kanalinduktionsovne bruges hovedsageligt til smeltning af aluminium og dets legeringer samt kobber og nogle af dets legeringer. Andre serier af ovne er specialiserede som blandere til at holde og overophede flydende støbejern, ikke-jernholdige metaller og legeringer, før de hældes i forme.

Driften af ​​en induktionsdigelovn er baseret på absorptionen af ​​elektromagnetisk energi fra en ledende ladning. Buret er placeret inde i en cylindrisk spole - en induktor. Fra et elektrisk synspunkt er en induktionsdigelovn en kortsluttet lufttransformator, hvis sekundære vikling er en ledende ladning.

Induktionsdigelovne bruges primært til smeltning af metaller til formstøbte emner i batch-tilstand, og også, uanset driftsmåden, til smeltning af nogle legeringer, såsom bronze, som har en skadelig virkning på beklædningen af ​​kanalovne.

I mange år har folk smeltet metal. Hvert materiale har sit eget smeltepunkt, som kun kan opnås ved hjælp af specialudstyr. De første ovne til smeltning af metal var ret store og blev udelukkende installeret i store organisationers værksteder. I dag kan en moderne induktionsovn installeres på små værksteder, når man opretter smykkeproduktion. Den er lille, nem at bruge og yderst effektiv.

Driftsprincip

Smelteenheden i en induktionsovn bruges til at opvarme mest forskellige metaller og legeringer. Det klassiske design består af følgende elementer:

1. Afløbspumpe.
2. Vandkølet induktor.
3. Ramme lavet af rustfrit stål eller aluminium.
4. Kontakt område.
5. Ildstedet er lavet af varmebestandig beton.
6. Støtte med hydraulisk cylinder og lejeenhed.

Driftsprincippet er baseret på skabelsen af ​​Foucault hvirvelinduktionsstrømme. Som regel, når man arbejder husholdningsapparater Sådanne strømme forårsager fejl, men i dette tilfælde bruges de til at opvarme ladningen til den nødvendige temperatur. Næsten al elektronik begynder at blive varm under drift. Denne negative faktor i brugen af ​​elektricitet udnyttes fuldt ud.

Fordele ved enheden

Induktionssmelteovnen begyndte at blive brugt relativt for nylig. De berømte åbne ovne, højovne og andre typer udstyr er installeret på produktionssteder. En sådan ovn til smeltning af metal har følgende fordele:

Det er sidstnævnte fordel, der bestemmer spredningen af ​​induktionsovne i smykker, da selv en lille koncentration af fremmede urenheder kan påvirke det opnåede resultat negativt.

Afhængigt af designegenskaberne skelnes der mellem gulvstående og bordplade induktionsovne. Uanset hvilken mulighed der blev valgt, er der flere grundlæggende regler for installation:

Enheden kan blive meget varm under drift. Derfor bør der ikke være brændbare eller eksplosive stoffer i nærheden. Desuden ifølge teknologi brandsikkerhed tæt bør der skal monteres brandskærm.

Kun to typer ovne er meget udbredt: digel og kanal. De har lignende fordele og ulemper, forskellene ligger kun i den anvendte driftsmetode:

Den mest populære type induktionsovn er digeltypen. Dette skyldes deres høje ydeevne og lette betjening. Derudover kan et sådant design om nødvendigt laves uafhængigt.

Hjemmelavede versioner er ret almindelige. For at oprette dem skal du bruge:

1. Generator.
2. Digel.
3. Induktor.

En erfaren elektriker kan om nødvendigt lave en induktor med egne hænder. Dette strukturelle element er repræsenteret af en vikling af kobbertråd. Digelen kan købes i butikken, men et lampekredsløb, et selvmonteret batteri af transistorer eller en svejse-inverter bruges som generator.

Brug af en svejse-inverter

En induktionsovn til smeltning af metal med egne hænder kan oprettes ved hjælp af svejse inverter som generator. Denne mulighed fik mest udbredt, da indsatsen kun vedrører fremstillingen af ​​induktoren:

1. Tyndvægget kobberrør bruges som hovedmateriale. Den anbefalede diameter er 8-10 cm.
2. Røret bøjes efter det ønskede mønster, hvilket afhænger af det anvendte huss egenskaber.
3. Der bør ikke være en afstand på mere end 8 mm mellem vindingerne.
4. Induktoren er placeret i et tekstolit- eller grafithus.

Efter at have oprettet induktoren og placeret den i huset, er der kun tilbage at installere den købte digel på dens plads.

Et sådant kredsløb er ret komplekst i udførelse, det involverer brugen af ​​modstande, flere dioder, transistorer med forskellige kapaciteter, en filmkondensator, kobbertråd med to forskellige diametre og gasspjældringe. Forsamlingens anbefalinger er som følger:

Det skabte kredsløb er placeret i en tekstolit- eller grafitkasse, som er dielektrikum. Ordning, involverer brug af transistorer, ret svært at implementere. Derfor bør du kun påtage dig fremstillingen af ​​en sådan komfur, hvis du har visse arbejdsevner.

Lampe komfur

På det seneste er lampebaserede brændeovne blevet skabt sjældnere og sjældnere, da de kræver omhyggelig håndtering. Det anvendte kredsløb er enklere sammenlignet med tilfældet med at bruge transistorer. Montering kan udføres i flere trin:

De anvendte lamaer skal beskyttes mod mekanisk påvirkning.

Køling af udstyr

Når du opretter en induktionsovn med dine egne hænder, opstår det største problem med afkøling. Dette skyldes følgende punkter:

1. Under drift opvarmes ikke kun det smeltede metal, men også nogle elementer i udstyret. Det er derfor for langt arbejde effektiv køling er påkrævet.
2. Metoden baseret på brugen af ​​luftstrøm er kendetegnet ved lav effektivitet. Derudover anbefales det ikke at installere ventilatorer i nærheden af ​​ovnen. Dette skyldes, at metalelementer kan påvirke de genererede hvirvelstrømme.

Typisk udføres afkøling ved tilførsel af vand. At skabe et vandkølingskredsløb derhjemme er ikke kun svært, men også økonomisk urentabelt. Industrielle versioner af ovnen har allerede et indbygget kredsløb, hvortil det er nok at forbinde koldt vand.

Sikkerhedsforanstaltninger

Ved brug af en induktionsovn skal visse sikkerhedsforanstaltninger følges. Grundlæggende anbefalinger:

Når du installerer udstyr, bør du overveje, hvordan ladningen vil blive læsset, og det smeltede metal vil blive ekstraheret. Det anbefales at afsætte et separat forberedt rum til installation af en induktionsovn.

Induktionsovnen er ikke længere et nyt produkt - denne opfindelse har eksisteret siden det 19. århundrede, men først i vores tid, med udviklingen af ​​teknologi og elementær base, begynder den endelig at komme ind i hverdagen overalt. Tidligere var der mange spørgsmål om forviklingerne ved driften af ​​induktionsovne, ikke alle fysiske processer blev fuldt ud forstået, og enhederne selv havde mange mangler og blev kun brugt i industrien, hovedsageligt til smeltning af metaller.

Nu, med fremkomsten af ​​kraftige højfrekvente transistorer og billige mikrocontrollere, som har gjort gennembrud inden for alle områder af videnskab og teknologi, er der dukket virkelig effektive induktionsovne op, som frit kan bruges til husholdningsbehov(madlavning, opvarmning af vand, opvarmning) og selv samle det.

Fysisk grundlag og princip for drift af ovnen

Fig.1. Induktionsovn diagram

Før du vælger eller laver en induktionsvarmer, bør du forstå, hvad det er. For nylig har der været en bølge af interesse for dette emne, men få mennesker har en fuldstændig forståelse af magnetiske bølgers fysik. Dette har givet anledning til mange misforståelser, myter og en masse ineffektive eller usikre hjemmelavede produkter. Du kan lave en induktionsovn med dine egne hænder, men før det bør du mindst få grundlæggende viden.

Driftsprincippet for en induktionsovn er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion. Nøgleelementet her er induktoren, som er en induktor af høj kvalitet. Induktionsovne bruges i vid udstrækning til opvarmning eller smeltning af elektrisk ledende materialer, oftest metaller, på grund af den termiske effekt af at inducere en elektrisk hvirvelstrøm ind i dem. Diagrammet præsenteret ovenfor illustrerer strukturen af ​​denne ovn (fig. 1).

Generator G producerer en variabel frekvensspænding. Under påvirkning af dens elektromotoriske kraft løber en vekselstrøm I 1 i induktorspolen L. Induktor L sammen med kondensator C repræsenterer et oscillerende kredsløb indstillet til resonans med frekvensen af ​​kilden G, på grund af hvilken effektiviteten af ​​ovnen øges betydeligt.

I overensstemmelse med fysiske love opstår der et vekslende magnetfelt H i rummet omkring induktoren L. Dette felt kan også eksistere i luften, men for at forbedre egenskaberne bruges nogle gange specielle ferromagnetiske kerner, der har bedre magnetisk ledningsevne sammenlignet med luft.

Elledninger magnetisk felt passere gennem en genstand W placeret inde i induktoren og inducere en magnetisk flux F i den. Hvis materialet, som emnet W er lavet af, er elektrisk ledende, opstår der en induceret strøm I 2, der lukker inde og danner hvirvelinduktion. I overensstemmelse med loven om den termiske effekt af elektricitet opvarmer hvirvelstrømme objektet W.

Fremstilling af en induktiv varmelegeme

En induktionsovn består af to hovedfunktionsblokke: en induktor (varmeinduktionsspole) og en generator (vekselspændingskilde). Induktoren er blottet kobberrør, krøllet til en spiral (fig. 2).

For at lave en ovn med en effekt på højst 3 kW med egne hænder, skal induktoren laves med følgende parametre:

• rørdiameter - 10 mm;
• spiral diameter - 8-15 cm;
• antal spoleomdrejninger - 8-10;
• afstanden mellem vindingerne er 5-7 mm;
• Minimumsafstanden i skærmen er 5 cm.

Lad ikke tilstødende vindinger af spolen komme i kontakt med den specificerede afstand. Induktoren må ikke komme i kontakt på nogen måde med beskyttende skærm ovne, må afstanden mellem dem ikke være mindre end specificeret.

Generator fremstilling

Fig.3. Lampekredsløb

Det er værd at bemærke, at en induktionsovn til dens fremstilling kræver mindst gennemsnitlige radiotekniske færdigheder og evner. Det er især vigtigt at have dem til at skabe et sekund nøgleelement– højfrekvent strømgenerator. Du vil ikke være i stand til at samle eller bruge en hjemmelavet komfur uden denne viden. Desuden kan det være livstruende.

For dem, der påtager sig denne sag med viden og forståelse for processen, er der forskellige måder og diagrammer, hvorefter en induktionsovn kan samles. At vælge passende ordning generator, anbefales det at opgive muligheder med et hårdt strålingsspektrum. Disse omfatter et meget brugt kredsløb, der bruger en tyristorkontakt. Højfrekvent stråling fra en sådan generator kan skabe kraftig interferens for alle omgivende radioenheder.

Siden midten af ​​det 20. århundrede har en induktionsovn samlet med 4 lamper haft stor succes blandt radioamatører. Dens kvalitet og effektivitet er langt fra den bedste, og radiorør er vanskelige at få i disse dage, men mange fortsætter med at samle generatorer ved hjælp af dette særlige design, da det har en stor fordel: et blødt, smalbåndet spektrum af den genererede strøm , takket være hvilken en sådan ovn udsender et minimum af interferens og er så sikker som muligt (fig. 3).

Driftstilstanden for denne generator konfigureres vha variabel kondensator C. Kondensatoren skal have et luftdielektrikum, afstanden mellem dens plader skal være mindst 3 mm. Diagrammet indeholder også en neonlampe L, der fungerer som indikator.

Universal generatorkredsløb

Moderne induktionsovne fungerer på mere avancerede elementer - mikrokredsløb og transistorer. Det universelle kredsløb af en push-pull generator, der udvikler effekt op til 1 kW, har haft stor succes. Driftsprincippet er baseret på en uafhængig magnetiseringsgenerator, hvor induktoren er tændt i brotilstand (fig. 4).

Fordele ved en push-pull generator samlet i henhold til dette skema:

1. Evne til at arbejde på 2. og 3. tilstand ud over den vigtigste.
2. Der er en overfladeopvarmningstilstand.
3. Reguleringsområde 10-10000 kHz.
4. Blødt emissionsspektrum gennem hele serien.
5. Kræver ikke yderligere beskyttelse.

Frekvensjustering udføres ved hjælp af en variabel modstand R2. Driftsfrekvensområdet indstilles af kondensatorerne C 1 og C 2. Melleskal have en ringferritkerne med et tværsnit på mindst 2 cm2. Transformatorens vikling er lavet af emaljeret tråd med et tværsnit på 0,8-1,2 mm. Transistorer skal placeres på en fælles radiator med et areal på 400 sq.cm.

Konklusion om emnet

Det elektromagnetiske felt (EMF), der udsendes af en induktorovn, påvirker alle ledere omkring den. Dette inkluderer virkninger på den menneskelige krop. Indre organer under påvirkning af EMF opvarmes de jævnt, den samlede kropstemperatur stiger gennem hele volumen.

Når du arbejder med ovnen, er det derfor vigtigt at tage visse forholdsregler for at undgå negative konsekvenser.

Først og fremmest skal generatorhuset afskærmes ved hjælp af et hus lavet af galvaniserede jernplader eller et net med små celler. Dette vil reducere strålingsintensiteten med 30-50 gange.

Det skal også huskes, at i umiddelbar nærhed af induktoren vil energifluxtætheden være højere, især langs viklingsaksen. Derfor skal induktionsspolen placeres lodret, og det er bedre at observere opvarmningen på afstand.

En husholdningsinduktionsovn kan nemt opvarme dit hjem. I industrien bruges disse enheder til smeltning af forskellige metaller. Derudover kan de deltage i varmebehandlingen af ​​dele, såvel som deres hærdning. Den største fordel ved en induktionsovn er dens brugervenlighed. Derudover er de nemme at vedligeholde og kræver ikke periodiske eftersyn, hvilket er meget vigtigt.

Der er absolut ingen grund til at tildele et separat rum til at installere denne enhed. Ydeevnen af ​​disse enheder er meget god. Det skyldes i høj grad, at designet ikke indeholder dele, der er udsat for mekanisk slid. Generelt er induktionsovne sikre for menneskers sundhed og udgør ingen fare under drift.

Hvordan virker dette?

Driften af ​​en induktionsovn begynder med tilførsel af vekselstrøm til generatoren. Samtidig passerer den gennem en speciel induktor, som er placeret inde i strukturen. Dernæst bruger enheden en kondensator. Dens hovedopgave er dannelsen af ​​et oscillerende kredsløb. I dette tilfælde er hele systemet indstillet til driftsfrekvensen. Induktoren i ovnen skaber et vekslende magnetfelt. På dette tidspunkt stiger spændingen i enheden til 200 V.

For at lukke kredsløbet har systemet en ferromagnetisk kerne, men den er ikke installeret i alle modeller. Efterfølgende interagerer magnetfeltet med emnet og skaber en kraftig flux. Dernæst induceres det elektrisk ledende element, og der opstår en sekundær spænding. I dette tilfælde dannes en hvirvelstrøm i kondensatoren. Ifølge Joule-Lenz-loven giver den sin energi til induktoren. Som et resultat opvarmes emnet i ovnen.

Hjemmelavede induktionsovne

En gør-det-selv induktionsovn er lavet strengt i henhold til tegningerne i overensstemmelse med sikkerhedsreglerne. Enhedshuset skal vælges fra aluminiumslegering. En stor platform skal være tilvejebragt i toppen af ​​strukturen. Dens tykkelse skal være mindst 10 mm. En stålskabelon bruges oftest til at fylde diglen. For at dræne det smeltede metal skal du bruge et foringshulrum i form af en tud. I dette tilfælde skal strukturen have et polstringsområde.

Til sektioner monteres et isolerende stativ over skabelonen. Lige under den vil der være en hængslet støtte. For at kunne afkøle induktoren skal ovnen have en fitting. Spænding tilføres apparatet gennem broen, som er placeret i bunden af ​​apparatet. For at vippe beholderen skal en selvfremstillet induktionsovn have en separat gearkasse. I dette tilfælde er det bedst at lave et håndtag, så du kan dræne metallet manuelt.

Termolit-virksomhedens ovne

Induktionsovne til smeltning af metal af denne type varemærke har acceptabel konvertereffekt. Kapaciteten på kameraerne i modellerne kan dog variere meget. Den gennemsnitlige metalsmeltehastighed er 0,4 t/t. I dette tilfælde svinger forsyningsnettets nominelle spænding omkring 0,3 V. Vandforbruget i en induktionsovn afhænger af kølesystemet. Typisk er denne parameter 10 kubikmeter/time. Samtidig er det specifikke energiforbrug ret højt.

Karakteristika for Termolit TM1 ovnen

Denne smelteovn (induktion) har en samlet kapacitet på 0,03 tons. Samtidig er konvertereffekten kun 50 kW, og den gennemsnitlige smeltehastighed er 0,04 tons i timen. Forsyningsspændingen skal være mindst 0,38 V. Vandforbruget til køling i denne model er ubetydeligt. Dette skyldes i høj grad lav effekt enheder.

Ulemper inkluderer: højt forbrug elektricitet. I gennemsnit bruger ovnen cirka 650 kW pr. driftstime. Frekvensomformeren i denne model er af TFC-50-klassen. Generelt er Termolit TM1 et økonomisk udstyr, men med dårlig ydeevne.

Induktionsovn "TG-2"

Induktionssmelteovne i "TG"-serien produceres med en kammerkapacitet på 0,6 tons. Enhedens nominelle effekt er 100 kW. Desuden er det i en times kontinuerlig drift muligt at smelte 0,16 tons ikke-jernholdige metaller. Denne model får strøm fra et netværk med en spænding på 0,3 V.

Vandforbruget af induktionsovnen "TG-2" er ret betydeligt og i gennemsnit forbruges op til 10 pr. driftstime. kubikmeter væsker. Alt dette skyldes behovet for intensiv køling af gearkassen. På den positive side er moderat strømforbrug. Typisk forbruges der op til 530 kW el pr. driftstime. Frekvensomformeren i TG-2 modellen er installeret i TFC-100 klassen.

Ovne "Thermo Pro"

De vigtigste modifikationer af udstyr fra dette firma er induktionssmelteovne "SAT 05", "SAK-1" og "SOT 05". Deres gennemsnitlige nominelle smeltepunkt er 900 grader. Samtidig svinger apparaternes effekt omkring 150 kW. Derudover skal deres gode præstationer bemærkes. På en times arbejde kan ikke-jernholdige metaller smeltes 80 kg. Samtidig er mange Thermo Pro-modeller fremstillet til meget målrettet brug. Nogle er udelukkende designet til at arbejde med aluminium, mens andre er designet til at smelte bly eller tin.

Ændring "SAT 05"

Denne induktionsovn er designet til at smelte aluminium. Effekten af ​​denne enhed er præcis 20 kW. Samtidig kan der føres op til 20 kg metal igennem pr. driftstime. Kammerkapaciteten i modellen "SAT 05" er 50 kg, og frekvensomformeren er af klassen "TFC".

Batterierne i enheden er af kondensatortypen. Producenten installerede et specielt vandkølet kabel i den nederste del af strukturen. Denne model har et kontrolpanel. Blandt andet skal det bemærkes et stort sæt af SAT 05 komfuret. Det inkluderer alt installationstilbehør samt driftsdokumenter.

Parametre for SAK-1 ovnen

Denne induktionsovn bruges oftest til smeltning af bly såvel som tin. I nogle tilfælde er det tilladt at bruge kobber, men produktiviteten falder markant. Den gennemsnitlige smeltetemperatur svinger omkring 1000 grader, denne enhed har en effekt på 250 kW. På en times kontinuerlig drift er det muligt at passere op til 400 kg ikke-jernholdige metaller. Samtidig tillader udstyrets kapacitet at læsse op til 1000 kg materiale. Forsyningsspændingen er 0,3 kV.

Vandforbruget til køling af SAK-1 modellen er ubetydeligt. Ovnen forbruger cirka 10 kubikmeter væske i timen. Det specifikke elforbrug er ligeledes lille og udgør 530 kW. Frekvensomformeren i dette design er af mærket TPCH-400. Generelt viste SAK-1-modellen sig at være økonomisk og nem at bruge.

Gennemgang af modellen "SAK 05"

Induktionsovne til metalsmeltning "SAK 05" er kendetegnet ved en stor kapacitet - 0,5 tons Samtidig er forsyningsomformerens effekt 400 kW. Driftssmeltehastigheden i denne ovn er ret høj. Enhedens nominelle spænding er 0,3 kV. I løbet af en times drift forbruges cirka 11 kubikmeter vand til at afkøle systemet. Det skal også bemærkes, at elforbruget er betydeligt og udgør 530 kW. Frekvensomformeren i enheden er af TFC-400-klassen. Samtidig er den i stand til at øge den maksimale temperatur til 800 grader. Induktionsovnen "SAK 05" er udelukkende beregnet til smeltning af aluminium og bronze. Varmevekslerskabet blev installeret af producenten af ​​mærket "IM". En anden ting, der er værd at bemærke, er den praktiske fjernbetjening. Der er alarmanlæg og hydraulikstation i anlægget.

Standardsættet indeholder blandt andet et sæt turbodæk og monteringstilbehør. Generelt viste "SAK 05"-modellen sig at være ret beskyttet, og du kan bruge den uden risiko for helbredet. Dette blev i høj grad opnået på grund af stænger, der er monteret på hydrauliske cylindre. I dette tilfælde sprøjter metallet praktisk talt ikke. Direkte frekvensjustering under drift sker i automatisk tilstand. Kondensatorer bruges i denne mellemspændingsmodel.