El calentamiento por inducción es un método de calentamiento sin contacto por corrientes de alta frecuencia (RFH - calentamiento por radiofrecuencia, calentamiento por ondas de radiofrecuencia) de materiales conductores de electricidad.
Descripción del método.
El calentamiento por inducción es el calentamiento de materiales mediante corrientes eléctricas inducidas por un campo magnético alterno. En consecuencia, este es el calentamiento de productos hechos de materiales conductores (conductores) por el campo magnético de inductores (fuentes de un campo magnético alterno). El calentamiento por inducción se lleva a cabo de la siguiente manera. Una pieza de trabajo eléctricamente conductora (metal, grafito) se coloca en un llamado inductor, que es una o más vueltas de alambre (generalmente de cobre). En el inductor, utilizando un generador especial, se inducen corrientes potentes de varias frecuencias (de diez Hz a varios MHz), como resultado de lo cual surge un campo electromagnético alrededor del inductor. El campo electromagnético induce corrientes parásitas en la pieza de trabajo. Las corrientes de Foucault calientan la pieza de trabajo bajo la influencia del calor de Joule (consulte la ley de Joule-Lenz).
El sistema inductor de la pieza de trabajo es un transformador sin núcleo en el que el inductor es el devanado primario. La pieza de trabajo es un devanado secundario en cortocircuito. El flujo magnético entre los devanados está cerrado en el aire.
A alta frecuencia, las corrientes parásitas son desplazadas por el campo magnético formado por ellas hacia las delgadas capas superficiales de la pieza de trabajo Δ (efecto de superficie), como resultado de lo cual su densidad aumenta bruscamente y la pieza de trabajo se calienta. Las capas de metal subyacentes se calientan debido a la conductividad térmica. No es la corriente lo que importa, sino la alta densidad de corriente. En la capa de piel Δ, la densidad de corriente disminuye en un factor de e en relación con la densidad de corriente en la superficie de la pieza de trabajo, mientras que el 86,4% del calor se libera en la capa de piel (de la liberación total de calor. La profundidad de la piel La capa depende de la frecuencia de radiación: cuanto mayor es la frecuencia, más fina es la capa de piel. También depende de la permeabilidad magnética relativa μ del material de la pieza de trabajo.
Para hierro, cobalto, níquel y aleaciones magnéticas a temperaturas por debajo del punto de Curie, μ tiene un valor de varios cientos a decenas de miles. Para otros materiales (fundidos, metales no ferrosos, eutécticos líquidos de bajo punto de fusión, grafito, electrolitos, cerámicas eléctricamente conductoras, etc.) μ es aproximadamente igual a la unidad.
Por ejemplo, a una frecuencia de 2 MHz, la profundidad de la capa superficial del cobre es de aproximadamente 0,25 mm, para el hierro ≈ 0,001 mm.
El inductor se calienta mucho durante el funcionamiento, ya que absorbe su propia radiación. Además, absorbe la radiación de calor de una pieza de trabajo caliente. Los inductores están hechos de tubos de cobre enfriados con agua. El agua se suministra por succión, lo que garantiza la seguridad en caso de quemado u otra despresurización del inductor.
Solicitud:
Fusión, soldadura fuerte y soldadura de metales ultrapuros sin contacto.
Obtención de prototipos de aleaciones.
Doblado y tratamiento térmico de piezas de máquinas.
Producir joyería.
Procesamiento de piezas pequeñas que pueden resultar dañadas por el calentamiento de la llama o del arco.
Endurecimiento superficial.
Templado y tratamiento térmico de piezas de formas complejas.
Desinfección de instrumental médico.
Ventajas.
Calentamiento o fusión a alta velocidad de cualquier material conductor de electricidad.
El calentamiento es posible en una atmósfera de gas protector, en un ambiente oxidante (o reductor), en un líquido no conductor, en el vacío.
Calentamiento a través de las paredes de una cámara protectora hecha de vidrio, cemento, plástico, madera: estos materiales absorben la radiación electromagnética muy débilmente y permanecen fríos durante el funcionamiento de la instalación. Solo se calienta el material conductor de electricidad: metal (incluido el fundido), carbono, cerámica conductora, electrolitos, metales líquidos, etc.
Debido a las fuerzas MHD que surgen, el metal líquido se mezcla intensamente, hasta mantenerlo suspendido en el aire o en un gas protector; así es como se obtienen las aleaciones ultrapuras en pequeñas cantidades (fusión por levitación, fusión en un crisol electromagnético).
Dado que el calentamiento se realiza por medio de radiación electromagnética, no hay contaminación de la pieza de trabajo por los productos de la combustión del soplete en el caso del calentamiento por llama de gas, o por el material del electrodo en el caso del calentamiento por arco. La colocación de las muestras en una atmósfera de gas inerte y una alta velocidad de calentamiento eliminará la formación de incrustaciones.
Facilidad de uso debido al pequeño tamaño del inductor.
El inductor puede tener una forma especial: esto permitirá calentar uniformemente partes de una configuración compleja en toda la superficie, sin que se deforme o no se caliente localmente.
El calentamiento local y selectivo es sencillo.
Dado que el calentamiento es más intenso en la fina capas superiores piezas de trabajo, y las capas subyacentes se calientan más suavemente debido a la conductividad térmica, el método es ideal para el endurecimiento de la superficie de las piezas (el núcleo permanece viscoso).
Fácil automatización de equipos: ciclos de calentamiento y enfriamiento, control y mantenimiento de temperatura, suministro y retiro de piezas de trabajo.
Instalaciones de calentamiento por inducción:
En instalaciones con una frecuencia de funcionamiento de hasta 300 kHz, los inversores se utilizan en conjuntos IGBT o transistores MOSFET. Estas instalaciones están diseñadas para calentar piezas grandes. Para calentar piezas pequeñas se utilizan altas frecuencias (hasta 5 MHz, el rango de ondas medias y cortas), las instalaciones de alta frecuencia se construyen sobre tubos electrónicos.
Además, para calentar piezas pequeñas, se están construyendo instalaciones de frecuencia aumentada en transistores MOSFET para frecuencias de funcionamiento de hasta 1,7 MHz. Controlar los transistores y protegerlos a frecuencias más altas presenta ciertas dificultades, por lo tanto, los ajustes de frecuencias más altas siguen siendo bastante costosos.
Un inductor para calentar piezas pequeñas tiene un tamaño pequeño y baja inductancia, lo que conduce a una disminución en el factor de calidad del circuito oscilante operativo a bajas frecuencias y una disminución en la eficiencia, y también representa un peligro para el oscilador maestro (el factor de calidad del circuito oscilante es proporcional a L / C, un circuito oscilante con un factor de calidad bajo es demasiado bueno "Bombeado" con energía, forma un cortocircuito en el inductor y desactiva el oscilador maestro). Para aumentar el factor de calidad del circuito oscilatorio, se utilizan dos formas:
- aumento de la frecuencia de operación, lo que conduce a la complicación y al aumento del costo de la instalación;
- el uso de insertos ferromagnéticos en el inductor; encolado del inductor con paneles de material ferromagnético.
Dado que el inductor funciona de manera más eficiente a altas frecuencias, Aplicación industrial recibió calentamiento por inducción después del desarrollo y comienzo de la producción de potentes lámparas generadoras. Antes de la Primera Guerra Mundial, el calentamiento por inducción tenía un uso limitado. En ese momento, se utilizaban como generadores generadores de máquinas de mayor frecuencia (obra de V.P. Vologdin) o instalaciones de descarga de chispas.
El circuito generador puede ser, en principio, cualquier (multivibrador, generador RC, generador con excitación independiente, varios generadores de relajación), funcionando con una carga en forma de inductor y con potencia suficiente. También es necesario que la frecuencia de vibración sea lo suficientemente alta.
Por ejemplo, para "cortar" un alambre de acero con un diámetro de 4 mm en unos pocos segundos, se requiere una potencia de oscilación de al menos 2 kW a una frecuencia de al menos 300 kHz.
El esquema se elige de acuerdo con los siguientes criterios: confiabilidad; estabilidad de fluctuaciones; estabilidad de la potencia liberada en la pieza de trabajo; facilidad de fabricación; facilidad de personalización; el número mínimo de piezas para reducir el costo; el uso de piezas que juntas dan una reducción de peso y dimensiones, etc.
Durante muchas décadas, se utilizó un inductivo de tres puntos como generador de oscilaciones de alta frecuencia (generador Hartley, generador con retroalimentación de autotransformador, circuito en un divisor de voltaje de bucle inductivo). Este es un circuito autoexcitado de suministro de energía paralelo del ánodo y un circuito selectivo de frecuencia hecho en un circuito oscilatorio. Se ha utilizado con éxito y sigue utilizándose en laboratorios, talleres de joyería, empresas industriales, así como en la práctica de aficionados. Por ejemplo, durante la Segunda Guerra Mundial, en tales instalaciones se llevó a cabo el endurecimiento de la superficie de los rodillos del tanque T-34.
Desventajas de los tres puntos:
Baja eficiencia (menos del 40% cuando se usa una lámpara).
Una fuerte desviación de frecuencia en el momento del calentamiento de piezas de trabajo hechas de materiales magnéticos por encima del punto de Curie (≈700C) (cambios de μ), que cambia la profundidad de la capa de piel y cambia impredeciblemente el modo de tratamiento térmico. Cuando se tratan con calor piezas críticas, esto puede ser inaceptable. Además, los televisores potentes deberían funcionar en un rango estrecho de frecuencias permitidas por Rossvyazokhrankultura, ya que con un blindaje deficiente son en realidad transmisores de radio y pueden interferir con la transmisión de radio y televisión, los servicios costeros y de rescate.
Al cambiar las piezas de trabajo (por ejemplo, una más pequeña por una más grande), la inductancia del sistema inductor-pieza de trabajo cambia, lo que también conduce a un cambio en la frecuencia y profundidad de la capa de piel.
Al cambiar de inductores de una sola vuelta a inductores de varias vueltas, a otros más grandes o más pequeños, la frecuencia también cambia.
Bajo el liderazgo de Babat, Lozinsky y otros científicos, se desarrollaron circuitos generadores de dos y tres circuitos que tienen una mayor eficiencia (hasta un 70%), además de mantener mejor la frecuencia de operación. Su principio de funcionamiento es el siguiente. Debido al uso de circuitos acoplados y al debilitamiento de la conexión entre ellos, un cambio en la inductancia del circuito de trabajo no implica un cambio fuerte en la frecuencia del circuito de ajuste de frecuencia. Los transmisores de radio están diseñados según el mismo principio.
Los generadores TVF modernos son inversores basados en ensamblajes IGBT o potentes transistores MOSFET, generalmente hechos en un esquema de puente o medio puente. Opere a frecuencias de hasta 500 kHz. Las puertas de los transistores se abren mediante un sistema de control por microcontrolador. El sistema de control, dependiendo de la tarea en cuestión, le permite mantener automáticamente
A) frecuencia constante
b) potencia constante liberada en la pieza de trabajo
c) la mayor eficiencia posible.
Por ejemplo, cuando un material magnético se calienta por encima del punto de Curie, el grosor de la capa superficial aumenta bruscamente, la densidad de corriente disminuye y la pieza de trabajo comienza a calentarse peor. Además, las propiedades magnéticas del material desaparecen y el proceso de inversión de magnetización se detiene - la pieza de trabajo comienza a calentarse peor, la resistencia de carga disminuye abruptamente - esto puede conducir a la "separación" del generador y su falla. El sistema de control monitorea la transición a través del punto Curie y automáticamente aumenta la frecuencia en caso de una disminución repentina de la carga (o disminuye la potencia).
Observaciones.
El inductor debe colocarse lo más cerca posible de la pieza de trabajo. Esto no solo aumenta la densidad del campo electromagnético cerca de la pieza de trabajo (proporcional al cuadrado de la distancia), sino que también aumenta el factor de potencia Cos (φ).
El aumento de la frecuencia disminuye drásticamente el factor de potencia (proporcional al cubo de la frecuencia).
Cuando los materiales magnéticos se calientan, también se libera calor adicional debido a la inversión de la magnetización; su calentamiento hasta el punto de Curie es mucho más eficiente.
Al calcular el inductor, es necesario tener en cuenta la inductancia de los buses que alimentan el inductor, que puede ser mucho más alta que la inductancia del inductor en sí (si el inductor está hecho en forma de una vuelta de un diámetro pequeño o incluso parte de un giro, un arco).
Hay dos casos de resonancia en circuitos oscilatorios: resonancia de voltaje y resonancia de corriente.
Circuito oscilatorio paralelo - resonancia de corriente.
En este caso, el voltaje en la bobina y en el capacitor es el mismo que el del generador. En la resonancia, la resistencia del bucle entre los puntos de ramificación se vuelve máxima y la corriente (I total) a través de la resistencia de carga R - será mínima (la corriente dentro del bucle I-1L e I-2c es mayor que la corriente del generador).
Idealmente, la impedancia del bucle es infinita: el circuito no extrae corriente de la fuente. Cuando la frecuencia del generador cambia en cualquier dirección desde la frecuencia de resonancia, la resistencia total del circuito disminuye y la corriente de línea (I total) aumenta.
Circuito oscilatorio en serie - resonancia de voltaje.
La característica principal de un circuito resonante en serie es que su impedancia es mínima en resonancia. (ZL + ZC - mínimo). Cuando la frecuencia se sintoniza a un valor mayor o menor que la frecuencia resonante, la impedancia aumenta.
Producción:
En un circuito paralelo en resonancia, la corriente a través de los terminales del circuito es 0 y el voltaje es máximo.
En un circuito en serie, por el contrario, el voltaje tiende a cero y la corriente es máxima.
El artículo fue tomado del sitio http://dic.academic.ru/ y reelaborado en un texto que es más comprensible para el lector por la empresa Prominductor LLC.
Un calentador de inducción es un dispositivo para calentar metales mediante la exposición a las corrientes de Foucault. El principio mismo de dicho calentador se conoce desde hace mucho tiempo, y ahora los calentadores de inducción se utilizan activamente en muchas áreas de la industria. Nuestro inductor casero es fácil de usar, tiene relativamente diseño simple y no requiere ninguna configuración. Al mismo tiempo, el calentador es bastante potente.
El circuito inductor funciona según el principio de resonancia en serie. Hay varias formas de aumentar la potencia del dispositivo: seleccionando interruptores de campo más potentes, utilizando un condensador más grande en el circuito, aumentando el voltaje de suministro.
Monté un inductor de este tipo con mis propias manos, puramente por curiosidad, para probar el rendimiento del circuito.
Choke: listo para usar de la fuente de alimentación de la computadora. Está enrollado en un anillo de hierro en polvo y contiene de 10 a 25 vueltas de alambre de 1,5 mm.
Transistores de efecto de campo: hay una gran variedad, en mi caso se usaron transistores de efecto de campo de alto voltaje de canal N de la serie IRF740, pero es aconsejable usar transistores de efecto de campo enfocándose en la resistencia mínima de la unión abierta , así como la corriente máxima permitida. En la versión estándar, se recomienda utilizar interruptores de potencia de la serie IRFP250.
Los parámetros de este transistor:
Un transistor muy potente y bastante caro, pero con él puede obtener alta potencia, mientras que el consumo puede estar en la región de 20-40 amperios.
El contorno fue enrollado en una llanta con un diámetro de 4,5 cm y consta de 2x3 vueltas. Le aconsejo que enrolle 6 vueltas a la vez, luego retire el barniz de 3 vueltas en un área pequeña y suelde el cable allí, que será un grifo, se le suministra un power plus. En mi caso, se usó un cable de 1,5 mm para enrollar el bucle, pero idealmente se necesita un cable de 3-5 mm, se enrolla de acuerdo con el mismo principio.
Diodos Zener de 12-15 voltios, preferiblemente con una potencia de 1-2 vatios, todas las resistencias utilizadas son de 0,5 vatios.
Diodos: definitivamente necesita unos rápidos con un voltaje inverso de al menos 400 voltios, puede poner UF4007 ultrarrápido barato, en mi caso, se usaron diodos de la serie HER305, con un voltaje inverso de 400 voltios, con una corriente permitida de 3 Amperios.
Aumentar la potencia del circuito significa aumentar la corriente en el circuito. Cuanto mayor sea la capacitancia del condensador C1, mayor será la corriente. En mi caso, se usaron películas de 250 Voltios, 6 piezas de 0.33 mkF, pero la cantidad de condensadores en la versión estándar se recomienda 15-20 piezas con la misma capacidad, el voltaje de los condensadores es de 250-400 Voltios.
El principal inconveniente del circuito es una increíble cantidad de disipación de calor en los transistores, con mis teclas bastante buenas tuve que enfriar el circuito con dos refrigeradores, pero incluso ellos no tuvieron tiempo para quitar el calor adecuadamente, así que pensaré en el enfriamiento por agua. ...
Un inductor casero puede calentar rápidamente los pernos M6 a un tono amarillo.
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El horno de inducción se puede utilizar para fundir no un número grande metal, separación y purificación de metales preciosos, para calentar productos metálicos con el fin de endurecerlos o templarlos.
Además, se propone utilizar tales estufas para calentar la vivienda. Los hornos de inducción están disponibles comercialmente, pero es más interesante y más económico hacer un horno de este tipo con sus propias manos.
Para obtener tales corrientes, se usa un llamado inductor, que es un inductor que contiene solo unas pocas vueltas de un alambre grueso.
El inductor está alimentado por una corriente alterna de 50 Hz (a veces a través de un transformador reductor) o por un generador de alta frecuencia.
Una corriente alterna que fluye a través del inductor genera un campo magnético alterno que impregna el espacio. Si hay algún material en este espacio, entonces se inducirán corrientes en él, que comenzarán a calentar este material. Si este material es agua, entonces su temperatura aumentará, y si es metal, luego de un tiempo comenzará a derretirse.
Los hornos de inducción son de dos tipos:
La diferencia fundamental entre estos dos tipos de hornos es que, en el primer caso, el inductor se encuentra dentro del metal fundido y en el segundo, en el exterior. La presencia de un circuito magnético aumenta la densidad del campo magnético que penetra en el metal colocado en el crisol, lo que facilita su calentamiento.
Un ejemplo de horno de inducción con núcleo magnético es un horno de inducción de canal. El esquema de dicho horno incluye un circuito magnético cerrado hecho de acero de transformador, en el que se encuentra el devanado primario: un inductor y un crisol anular en el que se encuentra el material para fundir. El crisol está hecho de dieléctrico resistente al calor. La fuente de alimentación de dicha instalación se realiza desde una red de corriente alterna con una frecuencia de 50 Hz o un generador con una frecuencia aumentada de 400 Hz.
Estos hornos se utilizan para fundir duraluminio, metales no ferrosos o para producir hierro fundido de alta calidad.
Los hornos de crisol que no tienen circuito magnético están más extendidos. La ausencia de un circuito magnético en el horno lleva al hecho de que el campo magnético creado por corrientes de frecuencia industrial se disipa fuertemente en el espacio circundante. Y para aumentar la densidad del campo magnético en un crisol dieléctrico con material fundido, se deben utilizar frecuencias más altas. Se cree que si el circuito inductor está sintonizado en resonancia con la frecuencia del voltaje de suministro, y el diámetro del crisol es proporcional a la longitud de onda de resonancia, entonces se puede concentrar hasta el 75% de la energía del campo electromagnético en la región del crisol.
Esquema de fabricación de hornos de inducción.
Como han demostrado los estudios, para asegurar una fusión eficaz de los metales en un horno de crisol, es deseable que la frecuencia del voltaje que suministra el inductor sea 2-3 veces mayor que la frecuencia resonante. Es decir, dicho horno funciona en el segundo o tercer armónico de frecuencia. Además, cuando se opera a frecuencias tan altas, se produce una mejor mezcla de la aleación, lo que mejora su calidad. El modo con el uso de frecuencias aún más altas (quinto o sexto armónico) se puede utilizar para el cementado o endurecimiento de la superficie del metal, lo que está asociado con la aparición del efecto piel, es decir, el desplazamiento de un campo electromagnético de alta frecuencia a la superficie de la pieza de trabajo.
Conclusiones de la sección:
Una de las opciones para hacer un horno de inducción con sus propias manos es el canal uno.
Para su fabricación, puede utilizar el habitual transformador de soldadura operando a una frecuencia de 50 Hz.
En este caso, el devanado secundario del transformador debe reemplazarse con un crisol anular.
En un horno de este tipo, es posible fundir hasta 300-400 g de metales no ferrosos, y consumirá 2-3 kW de potencia. Tal horno tendrá una alta eficiencia y permitirá fundir metal de alta calidad.
La principal dificultad para hacer un horno de inducción de canal con sus propias manos es la adquisición de un crisol adecuado.
Para la fabricación del crisol se debe utilizar un material con altas propiedades dieléctricas y alta resistencia. Como porcelana eléctrica. Pero dicho material no es fácil de encontrar y aún más difícil de procesar en casa.
Los elementos más importantes de un horno de crisol de inducción son:
Como inductor para hornos de crisol de hasta 3 kW, se puede utilizar un tubo o alambre de cobre con un diámetro de 10 mm o un bus de cobre con una sección transversal de 10 mm². El diámetro del inductor puede ser de unos 100 mm. El número de vueltas es de 8 a 10.
Además, hay muchas modificaciones del inductor. Por ejemplo, se puede hacer en forma de ocho, trébol u otra forma.
El inductor generalmente se calienta mucho durante el funcionamiento. En los diseños industriales del inductor, se utilizan bobinas refrigeradas por agua.
En casa, usar este método es difícil, pero el inductor puede funcionar normalmente durante 20-30 minutos, lo que es suficiente para el trabajo doméstico.
Sin embargo, tal modo de funcionamiento del inductor provoca la aparición de incrustaciones en su superficie, lo que reduce drásticamente la eficiencia del horno. Por lo tanto, de vez en cuando, el inductor debe reemplazarse por uno nuevo. Algunos expertos sugieren cubrir el inductor con un material resistente al calor para protegerlo contra el sobrecalentamiento.
El alternador de alta frecuencia es otro elemento esencial del horno de crisol de inducción. Se pueden considerar varios tipos de tales generadores:
El alternador más simple para alimentar el inductor es un generador autoexcitado, cuyo circuito tiene un transistor del tipo KT825, dos resistencias y una bobina de retroalimentación. Un generador de este tipo puede generar una potencia de hasta 300 W, y la potencia del generador se regula cambiando el voltaje constante de la fuente de alimentación. La fuente de alimentación debe proporcionar hasta 25 A.
El generador de tiristores propuesto para el horno de crisol incluye un tiristor del tipo T122-10-12, un dinistor KN102E, varios diodos y un transformador de pulsos. El tiristor funciona en modo pulsado.
Horno de inducción salir adelante por sí mismo
Esta radiación de microondas puede afectar negativamente a la salud humana. De acuerdo con los estándares de seguridad rusos con vibraciones de alta frecuencia, se permite trabajar con una densidad de flujo de energía electromagnética de no más de 1-30 mW / m². Para este generador, como muestran los cálculos, esta radiación a una distancia de 2,5 m de la fuente alcanza 1,5 W / m2. Este valor es inaceptable.
El circuito generador MOSFET incluye cuatro MOSFET IRF520 e IRFP450 y es un generador push-pull con excitación independiente y un inductor incluido en un circuito puente. Se utiliza un microcircuito IR2153 como oscilador maestro. Para enfriar los transistores, se requiere un radiador de al menos 400 cm² y flujo de aire.Este generador puede proporcionar una fuente de alimentación de hasta 1 kW y cambiar la frecuencia de oscilación en el rango de 10 kHz a 10 MHz. Como resultado, un horno que utiliza este tipo de generador puede funcionar tanto en modo de fusión como en modo de calentamiento de superficie.
Hornear larga quema Puede trabajar en una pestaña de 10 a 20 horas. Al hacer un horno de combustión prolongada con sus propias manos, debe tener en cuenta las características de diseño para que emita el máximo calor con el mínimo consumo de energía. Lea sobre cómo montar correctamente la estufa en nuestro sitio web.
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Para calentar una vivienda, este tipo de estufa se suele utilizar junto con una caldera de agua caliente.
Una de las opciones para una caldera de agua caliente casera tipo inducción es una estructura que calienta una tubería con agua corriente mediante un inductor, que se alimenta desde la red mediante un inversor de soldadura HF.
Sin embargo, como muestra el análisis de tales sistemas, debido a las grandes pérdidas de energía del campo electromagnético en el tubo dieléctrico, la eficiencia de tales sistemas es extremadamente baja. Además, se requiere una gran cantidad de electricidad para calentar una casa, lo que hace que dicha calefacción no sea rentable económicamente.
De este apartado podemos sacar conclusiones:
Como se mencionó anteriormente, las fuentes de alimentación de alta frecuencia se utilizan en hornos de tipo crisol.
Por lo tanto, al operar un horno de inducción, el inductor debe colocarse verticalmente; antes de encender el horno, se debe colocar un blindaje conectado a tierra en el inductor. Cuando el horno está encendido, es necesario observar los procesos que ocurren en el crisol desde la distancia y apagarlo inmediatamente después de completar el trabajo.
Al operar un horno de inducción de fabricación propia, debe:
Los peligros térmicos también deben tenerse en cuenta al trabajar con el horno. Tocar la piel con el inductor caliente puede causar quemaduras graves.
microklimat.pro
El controlador del calentador de inducción puede estar hecho de cualquier cosa, por ejemplo: TL-494, NE555, generador lógico o alguna versión exótica. En su versión, utilicé el microcircuito K174XA11, configurándolo en el límite de frecuencia de 40 a 80 kHz. Y el ciclo de trabajo es exactamente del 50%: este es el la mejor opción para conductores. A continuación se muestra un diagrama completo de un generador para calentar metales:
El transformador TP1 es namonan en un pequeño anillo de ferrita con un diámetro exterior de 2 cm, todos los devanados están enrollados con el mismo cable de 0,4 y contienen 30 vueltas cada uno. El transformador de corriente (TP2) está enrollado en un anillo de ferrita con un diámetro de 50 mm. El devanado primario contiene 22 vueltas con un cable de 1 mm, las 2-3 vueltas secundarias se doblan en cuatro cables de 1 mm. El inductor está hecho de cable de 3 mm con un diámetro interior de 11 mm, el número de vueltas es 6.
Para ajustar la resonancia, coloco un LED regular en serie con el inductor, encendido a través de una resistencia de 1k, si el generador no funcionó después de encenderlo, debe intercambiar los terminales de uno de los devanados que van a la base del transistores. En la primera puesta en marcha, no aplique inmediatamente todo el voltaje al de potencia, debe aplicar aproximadamente 10-12v y sentir los transistores para calentar en trabajo correcto los circuitos de transistores prácticamente no se calientan.
Hay pocas fotos, solo una, pero hay un video del funcionamiento del dispositivo.
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En la actualidad, los hornos con sistema de inducción son muy utilizados en el proceso de fundición de metales. La corriente producida en el campo del inductor contribuye al calentamiento de la sustancia, y esta característica de tales dispositivos no solo es básica, sino también la más importante. El procesamiento lleva al hecho de que la sustancia sufre varias transformaciones. La primera etapa de la transformación es la etapa electromagnética, después de la cual la etapa eléctrica y luego la etapa térmica. La temperatura que emite la estufa se aplica prácticamente sin dejar residuos, por lo que esta solución es la mejor entre todas las demás. Mucha gente puede estar interesada en un horno de inducción hecho a mano. A continuación, hablaremos sobre las posibilidades de implementar dicha solución.
Este tipo de equipo se puede dividir a grandes rasgos en categorías principales. En el primero, el canal cardíaco actúa como base, y el metal se coloca en dichos hornos de manera anular alrededor del inductor. La segunda categoría no tiene tal elemento. Este tipo se llama crisol y el metal se coloca aquí dentro del inductor. Es técnicamente imposible utilizar un núcleo cerrado en este caso.
El horno de fundición en este caso funciona sobre la base del fenómeno de inducción magnética. Y aquí hay varios componentes. El inductor es el componente más importante de este dispositivo. Es una bobina con tubos de cobre como conductores en lugar de cables ordinarios. Este requisito lo establece el propio diseño de los hornos de fusión. La corriente que fluye en el inductor genera un campo magnético que afecta al crisol, en cuyo interior se encuentra el metal. En este caso, al material se le asigna el papel de un devanado de transformador secundario, es decir, una corriente lo atraviesa y lo calienta. Así es como se lleva a cabo la fusión, incluso si un horno de inducción se hace a mano. ¿Cómo construir este tipo de horno y aumentar su eficiencia? Ésta es una pregunta importante que tiene respuesta. El uso de corrientes de mayor frecuencia puede aumentar significativamente el grado de eficiencia del equipo. Para ello, conviene utilizar fuentes de alimentación especiales.
Este tipo de equipo tiene ciertas rasgos característicos que son ventajas y desventajas.
Dado que la distribución del metal debe ser uniforme, el material resultante se caracteriza por una buena masa homogénea. Este tipo de horno funciona transportando energía a través de zonas, mientras que también se presenta la función de enfocar la energía. Se encuentran disponibles para su uso los siguientes parámetros, como la capacidad, la frecuencia de operación y el método de revestimiento, así como la regulación de la temperatura a la que se funde el metal, lo que facilita enormemente el proceso de trabajo. El potencial tecnológico existente del horno crea una alta tasa de fusión, los dispositivos son amigables con el medio ambiente, completamente seguros para los humanos y listos para trabajar en cualquier momento.
La desventaja más notable de dicho equipo es la dificultad para limpiarlo. Dado que el calentamiento de la escoria se produce exclusivamente por el calor generado por el metal, esta temperatura no es suficiente para asegurar su pleno aprovechamiento. La alta diferencia de temperatura entre el metal y la escoria no hace que el proceso de eliminación de residuos sea lo más simple posible. Como otra desventaja, es habitual distinguir un espacio, por lo que siempre es necesario reducir el grosor del revestimiento. Debido a tales acciones, después de un tiempo, puede resultar un mal funcionamiento.
En la industria, los hornos de inducción de crisol y canal se encuentran con mayor frecuencia. En el primero, los metales se funden en cantidades arbitrarias. Los tanques para metal en tales versiones pueden contener hasta varias toneladas de metal. Por supuesto, en este caso, es imposible hacer hornos de fusión por inducción con sus propias manos. Los hornos de canal están diseñados para fundir metales no ferrosos diferentes tipos así como hierro fundido.
Este tema suele ser de interés para los fanáticos de la ingeniería de radio y la tecnología de radio. Ahora está claro que crear hornos de inducción con sus propias manos es bastante realista, y muchos lo han logrado. Sin embargo, para crear dicho equipo, se requiere implementar la operación de un circuito eléctrico que contendría las acciones prescritas del propio horno. Tales soluciones requieren el uso de generadores de alta frecuencia capaces de producir oscilaciones de ondas. Se puede construir un horno de inducción de bricolaje simple de acuerdo con el esquema utilizando cuatro lámparas electrónicas en combinación con un neón, lo que indica que el sistema está listo para usar.
En este caso, el mango del condensador de CA no se encuentra dentro del instrumento. Gracias a esto, se puede crear un horno de inducción de bricolaje. El diagrama del dispositivo describe en detalle la ubicación de cada elemento individual. Puede asegurarse de que el dispositivo sea lo suficientemente potente si usa un destornillador, que debería alcanzar un estado al rojo vivo en solo unos segundos.
Si está creando un horno de inducción con sus propias manos, cuyo principio de funcionamiento y montaje se estudia y se lleva a cabo de acuerdo con el esquema apropiado, debe saber que la velocidad de fusión en este caso puede verse afectada por uno o más de los factores enumerados a continuación:
Frecuencia de pulso;
Pérdidas por histéresis;
Generando energía;
Período de liberación de calor en el exterior;
Pérdidas por corrientes de Foucault.
Si va a un horno de inducción con sus propias manos, cuando use lámparas, debe recordar que su poder debe distribuirse de modo que cuatro piezas sean suficientes. Al usar un rectificador, obtendrá una red de aproximadamente 220 V.
En la vida cotidiana, estos dispositivos rara vez se utilizan, aunque estas tecnologías se pueden encontrar en sistemas de calefacción... Se pueden ver en forma de microondas, hornos electricos y cocinas de inducción. En el entorno de las nuevas tecnologías, este desarrollo ha encontrado una amplia aplicación. Por ejemplo, el uso de corrientes parásitas de inducción en cocinas de inducción le permite cocinar una gran variedad de platos. Como tardan muy poco en calentarse, el quemador no se puede encender si no hay nada encendido. Sin embargo, se requieren utensilios de cocina especiales para usar cocinas tan especiales y útiles.
Un horno de crisol de inducción de bricolaje consiste en un inductor, que es un solenoide hecho de un tubo de cobre enfriado por agua y un crisol, que puede estar hecho de materiales cerámicos y, a veces, de acero, grafito y otros. En tal dispositivo, puede fundir hierro fundido, acero, metales preciosos, aluminio, cobre, magnesio. Los hornos de inducción de bricolaje se fabrican con una capacidad de crisol de un par de kilogramos a varias toneladas. Pueden ser de vacío, de gas, abiertos y de compresor. Los hornos son alimentados por corrientes de alta, media y baja frecuencia.
Entonces, si está interesado en un horno de inducción de bricolaje, el esquema implica el uso de tales unidades básicas: un baño de fusión y una unidad de inducción, que incluye una piedra de hogar, un inductor y un núcleo magnético. Un horno de canal se diferencia de un horno de crisol en que la energía electromagnética se convierte en energía térmica en un canal de liberación de calor, en el que siempre debe haber un cuerpo conductor de electricidad. Para realizar la puesta en marcha inicial de un horno de canal, se vierte metal fundido en él o se inserta una plantilla de un material que puede expandirse en el horno. Cuando se completa la fundición, el metal no se drena por completo, pero queda un "pantano", destinado a llenar el canal de liberación de calor para una futura puesta en marcha. Si un horno de inducción lo va a hacer usted mismo, entonces para facilitar el reemplazo de la piedra del hogar para el equipo, se hace desmontable.
Entonces, si está interesado en un mini horno de inducción de bricolaje, entonces es importante saber que su elemento principal es la bobina de calentamiento. En el caso de una versión casera, basta con utilizar un inductor fabricado con un tubo de cobre desnudo, cuyo diámetro es de 10 mm. Para el inductor, se usa un diámetro interno de 80-150 mm y el número de vueltas es de 8-10. Es importante que las vueltas no se toquen, y la distancia entre ellas es de 5-7 mm. Las partes del inductor no deben entrar en contacto con su pantalla; el espacio mínimo debe ser de 50 mm.
Si va a hacer un horno de inducción con sus propias manos, debe saber que, a escala industrial, el agua o el anticongelante están involucrados en el enfriamiento de los inductores. En el caso de baja potencia y funcionamiento a corto plazo del dispositivo creado, puede prescindir de la refrigeración. Pero durante el funcionamiento, el inductor se calienta mucho y la escala en el cobre no solo puede reducir drásticamente la eficiencia del dispositivo, sino que también puede provocar una pérdida completa de su rendimiento. Es imposible fabricar un inductor con enfriamiento por su cuenta, por lo que deberá reemplazarlo con regularidad. No se debe utilizar refrigeración por aire forzado, ya que la carcasa del ventilador ubicada cerca del serpentín "atraerá" los campos electromagnéticos, lo que provocará un sobrecalentamiento y una caída en la eficiencia del horno.
Al ensamblar un horno de inducción con sus propias manos, el esquema implica el uso de tales elemento importante como un alternador. No debe intentar hacer una estufa si no conoce los conceptos básicos de la electrónica de radio al menos al nivel de un radioaficionado promedio. La elección del circuito generador debe ser tal que no proporcione un espectro de corriente fuerte.
Este tipo de equipos se ha generalizado en áreas como la fundición, donde el metal ya ha sido depurado y necesita darle una forma específica. También puedes conseguir algunas aleaciones. También se generalizaron en la industria de la joyería. El principio simple de funcionamiento y la posibilidad de ensamblar un horno de inducción con sus propias manos permiten aumentar la rentabilidad de su uso. Para esta área, se pueden utilizar dispositivos con una capacidad de crisol de hasta 5 kilogramos. Para las pequeñas industrias, esta opción será óptima.
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Recientemente, se hizo necesario crear un pequeño calentador de inducción con sus propias manos. Vagando por Internet, encontré varios circuitos de calentadores de inducción. Muchos esquemas no se adaptaban debido a la tubería bastante complicada, algunos no funcionaban, pero también había opciones de trabajo.
Hace unos días llegué a la conclusión de que se puede fabricar un calentador de inducción a partir de un transformador electrónico con un costo mínimo.
El principio del calentamiento por inducción es el efecto de las corrientes de Foucault sobre el metal. Dicho calentador se utiliza activamente en varios campos de la ciencia y la tecnología. En teoría, las corrientes de Foucault son indiferentes a los tipos y propiedades de los metales, por lo que un inductor puede calentar o fundir absolutamente cualquier metal.
Transformador electrónico - unidad de pulso Fuente de alimentación, sobre la base de la cual se construye nuestro calentador. Este es un inversor de medio puente simple, construido sobre dos transistores de potencia bipolares de la serie MJE13007, que se sobrecalientan terriblemente durante el funcionamiento, por lo que necesitan una muy buena disipación de calor.
Primero, debe quitar el transformador principal del transformador electrónico. Haremos una especie de inductor a base de una taza de ferrita. Para hacer esto, tome una taza de 2000NM (el tamaño de la taza no es particularmente importante, pero preferiblemente más grande). Enrollamos 100 vueltas de cable de 0,5 mm en el marco, retiramos el barniz de los extremos de los cables y estañamos. Luego, soldamos los extremos de los cables en lugar del transformador de pulso estándar, ¡todo está listo!
El resultado es un calentador de inducción casero bastante potente (eficiencia no superior al 65%), sobre cuya base se puede montar incluso una pequeña estufa de inducción. Si toma una pieza de metal y acerca este metal al centro de la bobina, luego de unos segundos, el metal se calentará. Con un calentador de este tipo, los cables con un diámetro de 1,5 mm se pueden derretir; lo logré en solo 20 segundos, pero al mismo tiempo, los transistores ET de alto voltaje se calentaron tanto que fue posible freír huevos en ellos.
En el curso del trabajo, puede ser necesario un enfriamiento adicional para los disipadores de calor, ya que la experiencia ha demostrado que el disipador de calor simplemente no tiene tiempo para eliminar el calor de los transistores.
El funcionamiento básico de un inversor de este tipo es bastante sencillo. El circuito del calentador de inducción en sí es conveniente porque no requiere ningún ajuste (en circuitos más complejos, a menudo es necesario ajustar el circuito a la frecuencia de resonancia, calcular con precisión el número de vueltas y el diámetro del cable del circuito, también como calcular el condensador de bucle, pero todo esto no está allí y el circuito funciona de inmediato).
El voltaje de la red (220 voltios) primero se rectifica mediante un rectificador de diodo y luego se alimenta al circuito. La frecuencia la establece el dinistor (diac) de la marca DB3. El circuito en sí no tiene ninguna protección, solo una resistencia limitadora en la entrada de energía, que supuestamente debería funcionar como un fusible de red, pero al menor problema, los transistores saltan primero. La confiabilidad del circuito del calentador de inducción se puede aumentar reemplazando los diodos en el rectificador por otros más potentes agregando filtro de red a la entrada del circuito y reemplazando los transistores de potencia por otros más potentes, digamos, MJE13009.
En general, no recomiendo encender un calentador de este tipo durante mucho tiempo, si no hay enfriamiento activo, de lo contrario, tendrá que cambiar los transistores cada 5 minutos.
Los calentadores de inducción funcionan según el principio de "generar corriente a partir del magnetismo". En una bobina especial, se genera un campo magnético alterno de alta potencia, que genera corrientes parásitas en un conductor cerrado.
Un conductor cerrado en las cocinas de inducción son los utensilios de cocina de metal, que se calientan mediante corrientes eléctricas parásitas. En general, el principio de funcionamiento de tales dispositivos no es complicado, y si tiene un poco de conocimiento en física y eléctrica, ensamblar un calentador de inducción con sus propias manos no será difícil.
Los siguientes dispositivos se pueden fabricar de forma independiente:
Se debe hacer una cocina de inducción con sus propias manos de acuerdo con todas las reglas y regulaciones para el funcionamiento de estos dispositivos. Si se emite una radiación electromagnética peligrosa para los seres humanos fuera del cuerpo en direcciones laterales, entonces está estrictamente prohibido utilizar dicho dispositivo.
Además, una gran dificultad a la hora de diseñar una estufa es la selección del material para la base de la encimera, que debe cumplir los siguientes requisitos:
En las placas de inducción domésticas, se utilizan cerámicas caras, cuando se fabrican en casa. placa de inducción, es bastante difícil encontrar una alternativa digna a dicho material. Por lo tanto, para empezar, debe diseñar algo más simple, por ejemplo, un horno de inducción para endurecer metales.
Figura 1. Diagrama eléctrico de un calentador de inducción 
Figura 2. Dispositivo. 
Figura 3. Diagrama esquemático de un calentador de inducción simple Para hacer un horno, necesitará los siguientes materiales y herramientas:
Materiales adicionales y sus características:
El proceso de fabricación de un generador electrónico y una bobina en sí lleva un poco de tiempo y se lleva a cabo en la siguiente secuencia:
Hace algún tiempo, compramos un par de convertidores inductivos en China con la esperanza de que, a pesar de la simplicidad del diseño y la pequeña cantidad de componentes de radio, este dispositivo se pueda usar en el taller, por ejemplo, como ayuda para aflojar. tornillos atascados o para endurecer metales de pequeño tamaño. Al final resultó que, 100 W de potencia es muy poco para estos propósitos, sin embargo, el dispositivo funciona de manera muy decente y efectiva, no peor que.
1 variante del esquema 
2 variante del esquema A primera vista en el tablero, puede ver que la cantidad de elementos está limitada al mínimo requerido. El circuito consta de dos MOSFET, dos diodos de alta velocidad, dos inductores, resistencias y elementos resonantes, es decir, una bobina externa y una gran capacitancia.
Durante las primeras pruebas del generador, durante la determinación del límite de potencia, los transistores se quemaron. Probamos IRFR120 aquí, pero debido a la baja corriente máxima, permanecieron solo un par de segundos. Luego llegó el turno del IRFR2905: se trata de transistores de 50 A de bajo voltaje, con los que el calentador funcionó incluso mejor que con el mosfet original, donde la marca no es visible en absoluto.
Cuando se conecta un voltaje constante de 12 V, el dispositivo consume alrededor de 1.8 A. Cuando un objeto metálico se acerca a la bobina, la corriente comienza a subir. En el pico, fue posible alcanzar una corriente de unos 12 A, lo que da casi 150 W, es decir, incluso más de lo que afirma el fabricante. En inactivo, hay unos 20 W de consumo de energía y nada se calienta, lo que puede indicar el correcto funcionamiento de toda la estructura.
Para la prueba se utilizó una fuente de alimentación de transformador simple. Durante los experimentos, se verificó el calentamiento de tres elementos: un destornillador de 6 mm, un perno de 8 mm y el mismo perno con dos tuercas.
Como puede ver, un destornillador de tamaño mediano puede calentar hasta el punto de ebullición con este dispositivo en 2 minutos. Este es un resultado bastante decente. Si podemos endurecer la punta de un destornillador en casa, entonces dicho calentador será útil.
El perno tarda unos 3 minutos en calentarse hasta el punto de ebullición, también buen resultado considerando la sencillez del dispositivo.
El perno con dos tuercas tardó 4 minutos en calentarse, bastante tiempo. Puede usar un dispositivo de esta manera para calentar una tuerca atascada para desenroscarla, pero el proceso será largo e inconveniente. Además, es posible que no sea posible insertarlo completamente dentro de la bobina, lo que afectará significativamente la efectividad de esta operación.
Un calentador de inducción cuesta alrededor de $ 9, es decir, menos de 600 rublos. Esta es una pequeña cantidad para un dispositivo que puede calentar eficazmente pequeños objetos metálicos. Por supuesto, este calentador no se puede comparar con dispositivos similares más caros por varios miles de rublos (que también está a la venta en Ali), pero para aplicaciones domésticas, de aficionados o incluso de pequeños talleres, será útil.
Los calentadores eléctricos son muy populares, que son completamente seguros, funcionales y eficientes. Se puede usar un calentador de inducción de fabricación propia para calentar agua o convertirse en la base de todo el sistema de calefacción en una casa privada. Solo debe elegir un esquema de fabricación de alta calidad, que permitirá fabricar un equipo confiable y versátil.
Un calentador similar - remedio efectivo Para calentar
El principio de funcionamiento de los calentadores de inducción se basa en la liberación de calor por los metales cuando la corriente pasa a través de ellos. Cuando se aplica voltaje al circuito portador de corriente, se generan un campo magnético y una corriente de inducción, que genera una gran cantidad de calor. Hoy, sobre la base de esta tecnología, se producen varios calentadores eléctricos, que combinan simultáneamente dimensiones compactas y se distinguen por un excelente rendimiento. Debido a la simplicidad del diseño de tales instalaciones, no será difícil hacerlas usted mismo.
Una de las ventajas de este calentador es una eficiencia de casi el 100%. Las ventajas del calentamiento por inducción incluyen las siguientes:
En la vida cotidiana, las tecnologías de calentamiento por inducción se implementan en estufas de cocina y calderas de calefacción totalmente automatizadas. Tales instalaciones son populares en el mercado nacional debido a su facilidad de mantenimiento, confiabilidad de diseño, eficiencia y versatilidad de uso.
El circuito del dispositivo de calentamiento por inducción es tan simple que no es difícil ensamblarlo con sus propias manos. Requiere solo una experiencia mínima en la lectura de circuitos y la capacidad de trabajar con un soldador o equipo similar. Puede hacer las opciones más simples para calentadores para calentar el aire en una habitación y hacer una caldera completa para una casa de campo.
En este video, aprenderá cómo hacer un calentador de inducción simple.
La tecnología de calentamiento por inducción se distingue por su eficiencia y simplicidad de diseño. Hasta la fecha, se han generalizado dos tipos de inducción:
En la fabricación de calentadores caseros, se utilizan tipos de inducción de vórtice, lo que se explica por su facilidad de implementación y excelente eficiencia. El principio de funcionamiento de dicho equipo se basa en la transferencia de energía al refrigerante desde un campo magnético. Se genera una poderosa radiación en un inductor conductor de metal. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina de metal, crea poderosas corrientes de vórtice, con su posterior transformación en energía térmica.
El intercambiador de calor de dicha caldera se puede realizar en forma de columna convencional, en el que entra agua a presión desde abajo, y su calentamiento por inducción se realiza a lo largo de toda la altura. El refrigerante calentado sale de la caldera a través del ramal superior y se dirige a un circuito cerrado del sistema de calefacción. La circulación constante de agua en la caldera evita el sobrecalentamiento de los elementos, lo que garantiza la mayor seguridad posible en el uso de dicho equipo.
La formación de incrustaciones se evita mediante una ligera vibración del refrigerante a medida que pasa a través del intercambiador de calor, lo que elimina la aparición de depósitos de calcio, y el propietario elimina la necesidad de limpieza y otro mantenimiento del equipo de inducción.
El calentamiento por inducción aún no es tan popular como las calderas de gas y de combustible sólido. Esto puede explicarse por el alto costo de dichos sistemas de calefacción para casas privadas. Para uso doméstico una caldera construida con tecnología de inducción costará 30,000 rublos y más. Por lo tanto, no es sorprendente que muchos propietarios se nieguen a comprar equipos de fábrica y fabricarlos ellos mismos. Con el circuito adecuado, componentes económicos y la capacidad de leer la documentación técnica, puede crear un calentador de inducción eficiente y completamente seguro para una caldera de calefacción en solo unas pocas horas.
Se pueden fabricar elementos de inducción de calefacción de alta calidad sobre la base de un transformador con un devanado primario y secundario. Las corrientes parásitas necesarias para el funcionamiento de dicho equipo se forman en el devanado primario y crean un campo de inducción. Un potente campo electromagnético actúa sobre el devanado secundario, que es, de hecho, un calentador de inducción y emite una gran cantidad de calor que se utiliza para calentar el refrigerante.
El diseño de un calentador de inducción casero basado en un transformador incluirá los siguientes elementos:
El núcleo está formado por dos tubos ferromagnéticos de diferentes diámetros. Se sueldan entre sí, después de lo cual se hace un devanado toroidal de alambre de cobre duradero. Haz al menos 85 vueltas con el mantenimiento obligatorio de una distancia igual entre ellos. Cuando la electricidad pasa a través del núcleo y el devanado en un circuito cerrado, se crean flujos de vórtice que calientan el núcleo y el devanado secundario. Posteriormente, el calor resultante se utiliza para calentar el refrigerante.
En un circuito inductor de bricolaje que utiliza un inversor de alta frecuencia, los elementos principales son un alternador, elementos calefactores e inductores. Se necesitará un generador para convertir un voltaje estándar con una frecuencia de 50 Hertz en una corriente eléctrica de alta frecuencia. Después de la modulación, la corriente se alimenta a una bobina inductora cilíndrica. El devanado de la bobina está hecho de alambre de cobre, lo que permite generar un campo magnético alterno que genera las corrientes parásitas necesarias, por cuya apariencia se calienta el cuerpo metálico de la camisa de agua. El calor resultante se transfiere al refrigerante.
No es difícil hacer un calentador de alta calidad basado en un inversor de soldadura de alta frecuencia. Solo es necesario cuidar un aislamiento térmico confiable y de alta calidad, que garantizará las tasas de eficiencia más altas posibles. De lo contrario, en ausencia de un aislamiento térmico confiable, la eficiencia del sistema de calefacción se reduce significativamente, lo que conduce a un consumo de energía significativo para el funcionamiento del equipo.
Hay al menos 3 elementos principales que deben estar operativos en el calentador. Hacer el calentador de metal de inducción más simple con sus propias manos no será difícil. Para tal trabajo, necesitará las siguientes herramientas:
Para hacer una bobina, que se utiliza para emitir un campo magnético alterno, deberá preparar un trozo de tubo de cobre con una longitud de 800 milímetros y un diámetro de 8 milímetros.
De los componentes utilizados, los más caros son los transistores de potencia de alta potencia, de los cuales se deben instalar al menos dos. Los modelos IRFP 150, IRFP260 o IRFP460 son adecuados para este trabajo.
Es posible hacer un circuito oscilatorio de un calentador de agua usando capacitores cerámicos con un voltaje de 1600 voltios y una capacidad de 0.1 mF. Para formar una corriente alterna de alta potencia en una bobina, deberá utilizar al menos 7 de estos condensadores de 12 V.
Durante el funcionamiento, los transistores de efecto de campo pueden calentarse mucho. Sin el uso de radiadores de aluminio de alta calidad, se derretirán literalmente unos segundos después de que se aplique el voltaje al transformador. Los disipadores de calor y los radiadores se colocan en los transistores a través de pasta térmica, de lo contrario la eficiencia de enfriamiento no será demasiado alta.
Los diodos para calentadores de vino por inducción utilizan una acción ultrarrápida. Los modelos HER 307, UF 4700, MUR 460 son los más adecuados para tal esquema.
También necesitará comprar dos resistencias de 10k ohmios de aproximadamente 0.25W, una resistencia de 2W y 440 ohmios. Deberá utilizar dos diodos Zener de 15 voltios. Su potencia óptima es de al menos 2 vatios. Se instala un estrangulador estándar en los cables de alimentación que suministran voltaje a la bobina.
El suministro de energía al calentador se realiza mediante una unidad de suministro de energía con un voltaje de 12-40 Voltios y una potencia de no más de 500 W. Puede usar baterías de automóvil o una fuente de alimentación de computadora vieja.
Se hace una espiral con un diámetro de aproximadamente 4 centímetros a partir de un tubo de cobre de acuerdo con la plantilla existente. Debe tener al menos 7 vueltas que no se toquen entre sí. Al final del segundo tubo, se sueldan anillos de sujeción ferromagnéticos, que serán necesarios para conectar los transistores al radiador.
La placa de circuito impreso se fabrica de acuerdo con un esquema que le permite convertir una corriente estándar en una potente y de alta frecuencia. En amplitudes de alto voltaje, un calentador de fabricación propia funcionará de manera estable, consumiendo un mínimo de electricidad y proporcionando calefacción de alta calidad. Los condensadores se instalan en paralelo en la placa de circuito impreso, formando un circuito oscilatorio con la bobina.
Se realiza una prueba de funcionamiento, durante la cual controlan la ausencia de cortocircuitos en los devanados del resorte. En presencia de cortocircuitos y el contacto de las vueltas de la bobina entre sí, los transistores fallarán instantáneamente y un calentador de inductor de fabricación propia requerirá reparaciones costosas.
Dentro de la bobina de inducción, se puede instalar un cuerpo de intercambiador de calor a través del aislamiento, dentro del cual circulará el líquido calentado. Debido a su alta eficiencia, la tecnología de calentamiento por inducción, incluso con un consumo mínimo de electricidad, proporciona una gran cantidad de energía térmica, lo que permite un calentamiento de alta calidad de la habitación.
El intercambiador de calor está formado por un tubo de 20 milímetros de diámetro, fabricado en acero inoxidable. Una o más bobinas de inducción se ensartan en dicha tubería, mientras que los elementos metálicos no deben entrar en contacto con las bobinas de la voluta, que está energizada. Con una potencia nominal de 2 kW, la eficiencia de dicho dispositivo será suficiente para proporcionar el calentamiento instantáneo de un líquido con su uso posterior con fines técnicos o para calentar una habitación.
Los calentadores de inducción son una tecnología prometedora que se utiliza activamente hoy en día en la fabricación de calderas de calefacción autónomas. La simplicidad del esquema para la implementación de dichos aparatos eléctricos le permite realizarlos usted mismo. Al hacer un calentador inductivo de este tipo con sus propias manos, puede ahorrar en la compra de equipos costosos, mientras que en términos de funcionalidad electrodomésticos caseros no será inferior a los costosos modelos de fábrica de calentadores.
