¡Diagrama de un calentador de inducción de 500 vatios que puede hacer usted mismo! Hay muchos esquemas similares en Internet, pero el interés en ellos está desapareciendo, ya que básicamente o no funcionan o funcionan pero no como nos gustaría. Este circuito de un calentador de inducción está completamente funcionando, probado y, lo más importante, no es complicado, ¡creo que lo apreciará!
La bobina de trabajo contiene 5 vueltas, se usó un tubo de cobre con un diámetro de aproximadamente 1 cm para enrollar, pero es posible que sea más pequeño. Este diámetro no fue elegido por casualidad, se suministra agua a través del tubo para enfriar la bobina y los transistores.
Puse los transistores en el IRFP150 ya que el IRFP250 no estaba a mano. Condensadores de película de 0,27 microfaradios 160 voltios, pero puede poner 0,33 microfaradios o más si no puede encontrar los primeros. Tenga en cuenta que el circuito se puede alimentar con voltajes de hasta 60 voltios, pero en este caso, se recomienda poner los condensadores a un voltaje de 250 voltios. Si el circuito está alimentado por un voltaje de hasta 30 voltios, ¡150 serán suficientes!
Los diodos Zener se pueden configurar a 12-15 voltios desde 1 vatio, por ejemplo 1N5349 y similares. Se pueden usar diodos UF4007 y similares. Resistencias 470 Ohm desde 2 vatios.
Para el lugar de los radiadores se utilizaron placas de cobre, las cuales se sueldan directamente al tubo, ya que este diseño utiliza refrigeración por agua. En mi opinión, este es el enfriamiento más efectivo, porque los transistores se calientan bien y ¡ningún ventilador o súper radiador los salvará del sobrecalentamiento!
Las placas de enfriamiento en el tablero están colocadas de tal manera que el tubo de la bobina pasaría a través de ellas. Las placas y el tubo deben soldarse juntos, para esto usé quemador de gas y un soldador grande para soldar radiadores de automóviles.
Los condensadores están ubicados en una placa de circuito impreso de dos lados, la placa también está soldada al tubo de la bobina en línea recta para una mejor refrigeración.
Los estranguladores están enrollados en anillos de ferrita, personalmente los saqué de la fuente de alimentación de la computadora, el cable se usó con aislamiento de cobre.
El calentador de inducción es lo suficientemente potente, derrite el latón y el aluminio con mucha facilidad, las partes de hierro también se derriten, pero un poco más lento. Como utilicé transistores IRFP150, en términos de parámetros, el circuito se puede alimentar con un voltaje de hasta 30 voltios, por lo que la potencia está limitada solo por este factor. Así que todavía recomiendo usar el IRFP250.
¡Eso es todo! A continuación les dejo un video del calentador de inducción y una lista de piezas que se pueden comprar en AliExpress a un precio muy bajo!
|
Casi un año se gastó en los resultados de este artículo, bueno, tomó mucho dinero, así que lea hasta el final antes de sacar conclusiones de las primeras líneas; muchas cosas se aclararán.
Todo comenzó con el hecho de que el tema de reemplazar la calefacción de la casa estaba maduro. El gas, por supuesto, es bueno, pero nuestra caldera es bastante vieja y no quiero cambiarla: tiene un control de temperatura suave y las modernas son discretas, es decir. no se queman a la mitad o 1/4 del máximo, y cuanto más suave sea el ajuste, más económico será el calentador. Sí, los ahorros no son grandes, pero incluso puedo gastar entre 200 y 300 rublos de ahorros a mi propia discreción y sin pagar la gasolina.
Bueno, como era de esperar, todo empezó con un motor de búsqueda. Escribí la consulta de búsqueda "Caldera de inducción" y comencé a estudiar las páginas que encontré ... Y tuve que pensar seriamente en ello ...
En primer lugar, me avergonzó la tontería con la que estaban llenas las páginas con la descripción de la caldera de inducción, el principio del calentamiento por inducción y la miseria de los circuitos de control. Puedes comprobarlo tú mismo escribiendo en el buscador CALDERA DE INDUCCIÓN CON LAS MANOS o DIBUJOS DE LA CALDERA DE INDUCCIÓN. Casi en todas las páginas hay un enlace a un video en el que un hombre en el baño empuja una estufa de inducción detrás de un intercambiador de calor y transmite alegremente que todo está listo, guardando silencio sobre el hecho de que las estufas proporcionan un apagado automático y reinicio de la estufa cada 2-3 horas.
En una de las páginas que promocionan calderas de inducción Se esbozó una paranoia absoluta, no me puedo resistir y cito:
El elemento calefactor se calienta por el hecho de que una corriente fluye a través de su conductor con mayor resistencia, por lo tanto, en cualquier caso, se calienta hasta los 600-750 * C especificados y el refrigerante en su superficie siempre hierve. Debido a esto, el elemento calefactor rápidamente se llena de sarro. A partir de esto, la transferencia de calor disminuye y el elemento calefactor eventualmente se quema.
En una caldera de inducción, puede usar diferentes refrigerantes, incluso productos de aceite, si no se sobrecalientan por encima de 70 * C.
QUÉ ?? !!! 600-750 grados? Vale, cogemos el calentador de aceite, tiramos el termostato y lo calentamos al máximo, pre-rezando para que no reviente. Por supuesto, es mejor ver una vez que escuchar cien veces. Así que mira
Entonces, la temperatura de la espiral es de 421 grados a una temperatura del radiador de 168 grados, y esto tiene en cuenta el hecho de que hay aceite en el interior y su conductividad térmica. peor que el agua 5 veces. Curiosamente, ¿de dónde vienen los 600-750 grados? Entonces, por si acaso, la temperatura de fusión del aluminio es de 660 grados, el cobre es de 1100. Sin embargo, sé de dónde: algunas aleaciones de nicromo tienen el máximo temperatura de trabajo 750 ° C, pero existen grandes dudas sobre si se logrará.
¿El elemento calefactor está cubierto de sarro? Sí, ¿y se agregó la foto? Mmm ...
Oho-hoyushki ho-ho ... Para aquellos que no saben, esto es diez de lavadora y en un momento los cambié con bastante frecuencia, porque trabajaba en un taller de reparaciones. Entonces, esta aterradora palabra DRY:
La cal son depósitos de calcio duro que no se disuelven bien y se forman como resultado de la generación de vapor o el calentamiento del agua. Además de la cal, cuando se calienta el agua, también se forma dióxido de carbono. Pero su cantidad importa, solo a escala industrial trabajando con agua dura. Entonces, en las salas de calderas, al descalcificar las calderas, es imperativo ventilar las instalaciones, pero al hervir agua, también es necesario garantizar una buena ventilación en la habitación.
La formación de incrustaciones durante el calentamiento del agua siempre ocurre si el agua es dura. Solo aquí la escala puede ser diferente, tk. la dureza del agua puede no ser necesariamente carbonato. Está claro que la razón de la formación de incrustaciones de carbonato son las sales de calcio y magnesio. Si la formación de incrustaciones ocurre debido al silicato de calcio, entonces la incrustación resulta ser sulfato. Los compuestos de ácido silícico de sustancias como el hierro, el aluminio o el calcio dan lugar a la formación de incrustaciones de silicato. Por lo tanto, la formación de incrustaciones después de trabajar con agua dura no significa que se hayan caído las incrustaciones de carbonato. Aunque conviene aclarar que las incrustaciones de carbonatos son las más habituales.
¡Decir ah! A partir de esto, no es difícil concluir que las incrustaciones se suministran solo con una nueva porción de agua, y el agua en el sistema se cambia muy raramente, y esta misma capa de incrustaciones se forma solo una vez y se espesa un poco con cada nueva porción de agua. , y el agua también se agrega al sistema con poca frecuencia. En consecuencia, la caldera alcanzará el estado de la caldera que se muestra en la foto en aproximadamente 20 años después de que los radiadores de aluminio se pudran, ya que la incrustación se deposita no solo en el cuerpo del elemento calefactor, sino también en el cuerpo de la caldera en sí, menos, pero aún se asienta.
Y, por cierto, es muy posible deshacerse de las incrustaciones en la calefacción: 100 gramos de antical en el sistema eliminarán por completo este problema; ha sido verificado por el funcionamiento de la caldera eléctrica durante tres temporadas de calefacción.
Pero volvamos al anuncio de calderas de inducción:
En las calderas TEN, solo se puede utilizar agua como portador de calor y, además, es mejor que se destile.
En el mantenimiento de los elementos calefactores, las calderas son menos prácticas que las de inducción, porque el contacto de transición entre el conductor de la fuente de alimentación y el conductor del propio elemento calefactor se sobrecalienta constantemente, por lo que se oxida y debilita. Es necesario controlar constantemente que el conductor de la fuente de alimentación no se queme; de lo contrario, si se quema, puede dañarse. Conexión roscada Es necesario cambiar el elemento calefactor y dicho elemento calefactor en funcionamiento. este problema no existe en las calderas de inducción, porque la conexión de su elemento calefactor con la fuente de alimentación se realiza a través de un campo electromagnético de corriente alterna.
Bueno, sí, por supuesto, por supuesto. ¿Está la bobina inductora conectada a la salida de forma inalámbrica? ¡FRIO! La mayoría de las veces, el desgaste ocurre en los puntos de conexión bajo cargas pesadas y trabajo continuo las 24 horas, por lo que los contactos sobrecalentados no suenan convincentes ... Bien, ¿qué sigue?
Las calderas de inducción se pueden instalar en cualquier lugar, incluso no en un lugar separado. Son ignífugos y silenciosos.
¡¡¡Ajá !!! ¿Y el diez patín dentro de la caldera golpea constantemente su cabeza contra las paredes y por eso no es posible estar en la habitación en absoluto?
Las calderas de inducción brindan seguridad eléctrica a una persona mucho más alta que los elementos calefactores: las calderas, porque el elemento calefactor en sí puede quemarse de dos maneras: a) con la despresurización del cuerpo; en este caso, el nicromo calentado se desmorona por el agua que cae sobre él; no hay peligro de que una persona se quede bajo voltaje; b) sin despresurización del caso; en este caso, el nicromo calentado puede adherirse al cuerpo del elemento calefactor. El elemento calefactor sigue funcionando y, a través del agua, se energiza el cuerpo metálico de la caldera.
Es un argumento bastante lógico si la caldera se monta en violación de las reglas de seguridad: cualquier dispositivo de energía debe estar conectado a tierra. Y puede matar a un tonto con una batería, bueno, si con una honda y en la cabeza.
La bobina de inducción de una caldera de inducción con una potencia de 3 kW y más a 50 Hz aún no se ha hecho pequeña y compacta. Por tanto, el elemento calefactor-caldera tiene unas dimensiones mucho menores con la misma potencia que la caldera de inducción.
Y no será posible incluso cuando la frecuencia sea baja, solo 50 Hz, pero se necesita cierta inductancia, e incluso un cable, para que él mismo no se caliente cuando estos mismos 3 kW lo atraviesen. Entonces la caldera de inducción siempre será grande.
Bueno, los diagramas esquemáticos de las calderas de inducción son generalmente algo. En uno de los sitios, se propuso utilizar el siguiente esquema para una caldera de inducción:
Realmente, sonrió durante mucho tiempo: con una fuente de alimentación de 10 ... 30 voltios, ¿van a calentar la caldera? Sí, la fuente de alimentación de este pedo generará más calor que este juguete para niños de secundaria.
No ocultaré una versión bastante curiosa del circuito de tiristores, pero el trabajo en frecuencias de sonido no llamó mi atención.
Uno de los cánticos publicitarios literalmente divertido:
Ahorro en el consumo de electricidad
El consumo de 2,5 kW en lugar de 4-5 es un resultado excelente. Pero no fue suficiente para los aficionados al bricolaje ambiciosos y ahorrativos. Pero, ¿dónde conseguir electricidad barata para la estufa? Resulta que la respuesta se conoce desde hace mucho tiempo.
Este dispositivo se llama inversor y convierte CC en CA. Con él, puede reducir el consumo de corriente para calefacción a casi cero.
Para reducir el consumo de energía, necesitamos lo siguiente:
Dos acumuladores no menos 190 la hora (mejor 250 la hora). Inversor 4 kW.
Cargador de batería (24 V).
Las tuberías principales deben estar hechas de material no magnético (plástico, aluminio, cobre).
Conectamos las baterías en paralelo y las ponemos en "carga" constante. El proceso que tiene lugar en un circuito eléctrico:
Se genera una corriente continua en las baterías, que se alimenta al inversor.
El inversor convierte DC a 220V AC.
La corriente del inversor se suministra al horno de inducción, que funciona con normalidad (caudal).
El cargador recarga constantemente las baterías.
Honestamente, esta es una cita de Internet y ni siquiera puedo imaginar a quién va dirigida.
En general, el anuncio de la caldera de inducción fue decepcionante, pero aún así la vergüenza persistió: los fabricantes, de forma intermitente, argumentaron que la caldera de inducción tiene un rendimiento mucho mayor en comparación con el elemento calefactor. Este es el gancho del que me enamoré: el rendimiento de la caldera, de hecho, no es una mala economía en términos de luz.
No había suficiente determinación para hacer una caldera de inducción de inmediato, así que decidí intentar ensamblar una batería de calentamiento por inducción primero. Lo primero que se pidió fue una estufa de inducción, pero no se llegó a un acuerdo con el sapo sobre el tema de su compra, por lo tanto, habiendo encontrado un diagrama de la cocina de inducción en Internet, se aisló la sección de potencia, que se ensambló. .
La idea era bastante simple: los condensadores de película no retienen muy bien corrientes grandes, por lo que hay varios de ellos, y si hay varios, será posible seleccionar la capacitancia de tal manera que el circuito LC resultante sea impulsado en resonancia y se obtienen campos magnéticos máximos.
Como intercambiador de calor, se decidió utilizar un tubo cuadrado, el área de intercambio de calor tanto en el exterior como en el interior, y esto es natural.
Se sospechaba que la electrónica estaría muy caliente, ya que en la versión monoplaza era necesario utilizar el radiador soplado. Bueno, para que el flujo de aire no persiga en vano, se decidió usarlo como flujo de convección, para dirigirlo hacia adentro a través de la tubería. tubo cuadrado intercambiador de calor, aumentando así el rendimiento de la estructura.
La ubicación de las bobinas entre los registros de transferencia de calor las apantalla completamente, lo que evita que la radiación electromagnética de alta frecuencia escape de la carga, ya que esto no solo es perjudicial, sino que también reduce la eficiencia de este dispositivo. Bueno, para que en caso de daños en el aislamiento del cable en sí, las bobinas no toquen el intercambiador de calor, se usa cartón corrugado impregnado con pegamento epoxi. También se podía utilizar fibra de vidrio, pero no se disponía de una pieza tan grande.Luego, todo esto se recogió en un aparato y se ajustó. Resultó que, a diferencia de la versión de ciclo único, los transistores de potencia no necesitaban soplar con el mismo radiador, pero aún quedaba el ventilador; con él, el intercambio de calor va mucho mejor. Sin embargo, las revoluciones se redujeron al mínimo de audibilidad, por lo que tendrá más recursos, menos polvo se acumulará en el interior y no será molesto con un zumbido.
Después del montaje, fue naturalmente necesario comparar qué es realmente más rentable: la semilla oleaginosa o la unidad de inducción. Se llevaron a cabo un montón de mediciones, pero cada vez que el dispositivo de inducción en relación con el carnaval resultó ser un ganador, lo que enfureció bastante a los espectadores de YouTube. Sí, claro, algunas medidas no eran del todo correctas, pero la última serie prácticamente no despertó crítica, aunque las opiniones de que yo no fui a la escuela y no conozco la ley de conservación todavía parpadearon. Sí, en realidad no violé esta ley, estamos hablando de productividad y nada más.
En general, las últimas mediciones se resumieron en una tabla de acuerdo con los resultados de los cuales usted mismo puede sacar sus propias conclusiones, lo que es más rentable.
CALENTAR UNA HABITACIÓN PEQUEÑA A UNA TEMPERATURA DE 40 ° C |
|||
KW agotados |
Velocidad media del viento |
Temperatura exterior promedio |
|
| Calentador de aceite | |||
| Calentador de inducción | |||
MANTENIENDO LA TEMPERATURA EN LA MISMA HABITACIÓN DURANTE EL DÍA |
|||
| Inducción | |||
| Mantequilla | |||
| Convección | |||
| Dos carnaval | |||
MÁS DETALLES SOBRE EL CLIMA |
|||
 |
|||
En el video se muestra con todos los detalles sobre qué y cómo se hizo. Se muestra con MUY detalle por lo que es más de una hora y media, así que abastecerse de palomitas de maíz.
Preguntas como "¿Podrías recopilar el tablero de control por mí?" Sí, podría, por supuesto, pero solo hay dos novedades:
Esto es caro, porque hay que hacer los tableros manualmente, TOTALMENTE manualmente, ya que no veo la cola para este dispositivo y no necesito pedir tableros en la fábrica con un lote mínimo de 10 piezas. Y hacer una tabla es planchar y taladrar manualmente, y estañar, es decir, bastante tiempo que no puedo tomar y donar, ya sabes, la vida útil es limitada y gastarlo en algo que no me interesa y no recibir dinero por ello es simplemente una estupidez.
La probabilidad de recordar este diseño para una soldadura no preparada no es muy alta, ya que además de la placa, también se requiere un inductor, y estas son bobinas, la cantidad de vueltas en las que depende directamente del método de su conexión, el espesor del acero y la distancia entre la bobina y el acero.
En general, decidí salvarme de la charla ociosa sobre este tema e hice un video con recomendaciones sobre la fabricación de inductores, y si alguien tiene el deseo de comprar una placa, simplemente le envío a ver este video con las preguntas "¿Puede ¿tú haces lo mismo?" Filas de compradores se derriten como nieve bajo la lluvia ...
El resultado de la competencia entre el quemador de inducción y el quemador de aceite, por supuesto, impresionó y la idea de montar una caldera de inducción se me quedó MUY fuerte en la cabeza. Lo primero que había que decidir era qué tipo de indutor cobrar. Por supuesto, a diferencia de las calderas de inducción domésticas, no iba a hacerlo a 50 Hz. Y para esto, ya se necesitaban condensadores más serios: hay demasiadas imágenes de películas explosivas en Internet. Por lo tanto, se encargaron condensadores para cocinas de inducción- Definitivamente resistirán tanto la corriente como el voltaje. Para suprimir el ruido de impulso en la fuente de alimentación, se ordenaron condensadores y para crear resonancia, se compraron condensadores de la serie MKP, que se utilizan en cocinas de inducción. Para la fuente de alimentación, tomé 5 uF y 3 uF, para el inductor 0.27 uF. Donde ya compré un letrero de que el producto no está disponible, elija los CONDENSADORES MKP usted mismo.
Otro factor para la creación de una caldera de inducción fue su producción en serie, aunque no la nuestra, pero más compacta y de alta frecuencia: calderas de inducción chinas con una capacidad de 6 kW y 10 kW. Es cierto que en las fotos estaba claro que los chinos descansaban en la potencia máxima de 3 kW de una sección del calentador, ya que usaban convertidores de un ciclo; esto se puede ver en la presencia de dos y tres tableros de control idénticos con forzado ventilación. Usando un inversor de puente push-pull, esperaba obtener 4-5 kW de una sección, y dado que la sección de potencia puede servir a 2 secciones del inductor, no hubo ningún problema con la potencia.
¿Por qué la capacidad de una caldera de inducción es limitada? Todo es bastante común: se requiere cierta inductancia para obtener resonancia. Si la resonancia está en las frecuencias de audio, entonces tanto el control como el inductor se volverán audibles, y esto será MUY agotador, por decirlo suavemente. Si vamos a frecuencias más altas, entonces nos veremos obligados a reducir el número de vueltas y la fuerza del campo magnético requerido para la aparición de las corrientes de Foucault, es decir. las corrientes de Foucault, que calientan el acero, disminuirán. Después de todo, la fuerza del campo magnético es directamente proporcional al número de vueltas y la corriente que fluye a través de ellas. No fue posible enrollar el transformador elevador para obtener más voltaje por dos razones:
Dimensiones y costo de la ferrita.
Problemas con el aislamiento del inductor y la parte de potencia del control
Sí, sí, el aislamiento aquí tampoco es lo último en importancia: con resonancia y un inversor de puente, se aplica aproximadamente 800 voltios a la bobina del inductor. Si duplicas la frecuencia, también tendrás que reducir 2 veces el número de vueltas, y para obtener la misma potencia tendrás que doblar la tensión aplicada, que ya es de 1600 voltios. No, no me atreví a comenzar tal cosa, y tampoco te aconsejo, esto se está volviendo demasiado peligroso.
La primera versión del esquema de control dejó en claro que, además de una mayor precisión, el esquema debe cambiarse ligeramente, lo cual se hizo. Sin embargo, en la primera versión, fui a verificar:
No me impresionó en absoluto ... Sin embargo, después de una pequeña reflexión, llegué a la conclusión de que tenía prisa con el cheque: el campo magnético alrededor de la bobina del inductor no estaba cerrado, y esto provocó pérdidas: la hoja de acero que estaba al lado de la caldera calentado notablemente durante el experimento ...
Bueno, dado que todavía sacudí el control de la caldera de inducción, se decidió montar un soporte no matable para probar los inductores y, en realidad, un control nuevo y más reflexivo para la caldera de inducción.
Después de sentarnos por la noche, terminamos con un esquema de banco de pruebas de este tipo. En principio, solo la primera etapa de limitación de corriente no es tradicional aquí: el valor efectivo no está formado por la duración del pulso, como generalmente se acepta en el controlador TL494, sino cambiando la frecuencia de conversión. Esta decisión se debe principalmente al hecho de que no hay necesidad de lidiar con pulsos de autoinducción, que provocan el calentamiento de los transistores de potencia, y dado que la carga tiene una reactancia que aumenta con respecto a la frecuencia utilizada, no había dudas sobre el rendimiento de los transistores. esta solución de circuitos. Además, se introdujo un medidor de frecuencia analógico en el circuito, lo que le permite navegar en las frecuencias utilizadas. Por supuesto, la escala del medidor de frecuencia se calibró de acuerdo con las lecturas de un medidor de frecuencia real.
AMPLIAR ESQUEMA
El control de la caldera también sufrió algunos cambios y el diagrama esquemático final tomó la siguiente forma:
AMPLIAR ESQUEMA
Los esquemas tienen principio general control de la corriente que fluye a través de la carga - control de frecuencia. En el stand, la frecuencia depende de la corriente que circula por la carga; para la caldera, esta dependencia está formada por el termostato. Además, la regulación tiene dos etapas: la primera disminución en el consumo ocurre cuando la temperatura del refrigerante alcanza un cierto valor y se realiza en pasos. La segunda etapa de regulación es suave y cambia la potencia suministrada al inductor de la caldera dependiendo de la temperatura de la habitación calentada. Por lo tanto, la inercia del calentador está completamente ausente.
Después de la prueba fallida de la primera versión de la caldera de inducción, se probó el blindaje de las bobinas con varillas de ferrita; la ganancia de rendimiento fue pronunciada. Esto, por supuesto, inspiró, pero no mucho, el proyecto se volvió demasiado caro, se requería mucha ferrita, pero no difiere en lo económico.
La solución al problema llegó en dos etapas. En un principio, se decidió utilizar un intercambiador de calor toroidal con un laberinto en el interior, pero después de una pequeña reflexión apareció un boceto de una caldera de inducción toroidal sin laberinto y con una disposición diferente de las tuberías de entrada y salida.
El primer encendido mostró que había muy pocas bobinas enrolladas en la caldera y la bobina tuvo que compactarse y enrollarse.
Antes del montaje del tablero de control para la caldera de inducción, había esencialmente una semana, pero nos picaban las manos: la caldera ya estaba lista y la preparación del banco de pruebas también estaba obsesionada.
Se ensambló y probó un modelo de calefacción con varias opciones para calderas eléctricas, pero el experimento final se interrumpió: el diámetro de las tuberías resultó ser demasiado pequeño y el agua en la caldera con el elemento calefactor simplemente hirvió:
Se rediseñó el modelo de calefacción: se agregó una bomba de circulación, que eliminaría la ebullición del agua, y el volumen de agua en el modelo aumentó de un balde y medio a seis y medio, lo que permitió aumentar significativamente la duración del experimento. Entonces, la hora del XI, bueno, o la hora de la verdad ha llegado:
Para ser honesto, estaba molesto. No hubo ganancia de rendimiento mágico. Está claro que con la autocirculación, la probabilidad de un aumento probablemente sería: con un movimiento lento del agua, se forman burbujas en la superficie del elemento calefactor, que se llevarán al tanque de expansión, quitando el calor. , pero cuando se usa una bomba de circulación, este efecto se anula: el elemento calefactor se lava demasiado intensamente con agua y la formación de gas se reduce diez veces.
Por supuesto, la caldera de inducción se puso en resonancia, pero la dependencia de la corriente que fluye es lineal: comienza a aumentar con el aumento de la frecuencia y la resonancia acercándose, y después de pasarla, la corriente también disminuye linealmente. No se detectaron ráfagas de corriente que fluyeran a través de la bobina.
Bueno, como el modelo está completamente ensamblado, no pude resistirme a intentar jugar con la caldera de electrodos:
Para estos experimentos, también se compró un medidor eléctrico nuevo y moderno que, después de completar las mediciones, simplemente resultó ser innecesario. Por supuesto, mi nariz curiosa también estaba metida en ella:
En general, no ensamblé completamente el tablero de control de la caldera; no hay diferencia en el rendimiento térmico entre una caldera de inducción y una caldera con elementos calefactores, por lo tanto, no necesitaré este tablero. No, no lo desmontaré hasta el final; tanto el TL494 como el IR2110 están disponibles y todavía no le he soldado los transistores de potencia. Déjalo rodar por ahora. Pero pondré en servicio las ideas del calentamiento por inducción: con un conjunto similar de dispositivos de potencia, puede calentar lenta o rápidamente muchas cosas de acero para diversos fines. De modo que se ganó la experiencia y quedó el stand para nuevos experimentos.
Por supuesto, es una lástima que la idea con una caldera de inducción resultara insostenible, pero existe una tecnología para la fabricación de calentadores de inducción, que son, por supuesto, más complicados en electrónica que un calentador de convección de fábrica, pero utilizando control de temperatura más preciso, o mediante regulación continua, como en una caldera se puede lograr un ahorro decente.
Les recuerdo una vez más, no estamos hablando de eficiencia, sino de productividad y no necesito agitar libros de texto sobre física y termodinámica frente a mi nariz, los experimentos descritos en los libros de texto se establecieron en condiciones ideales, y el La vivienda nunca estará en tales condiciones, siempre tendrá intercambio de calor con medio ambiente... No tenía suficiente mente para calcular matemáticamente qué y cómo sucedería, así que ensamblé varios modelos y verifiqué todo EXPERIMENTALMENTE y vi todo con mis propios ojos. Así que calme su sarcasmo y, en caso de duda, puede repetir todo: todos los diagramas esquemáticos, todas las construcciones utilizadas se describen con suficiente detalle.
En conclusión, unas palabras sobre las perspectivas de este método de calentamiento en la vida cotidiana. Se puede calentar cualquier metal magnetizante. ¿Por qué lo harás? Esto no es asunto de mi perro. Por mi parte, se probaron con éxito dos opciones: una plancha doméstica con base de acero y soldador casero para tubos de plástico.
Desafortunadamente, en ese momento, se probaron los inductores y la sección de potencia, y la temperatura se controló mediante un termopar. Hasta la fecha, ya se ha desarrollado el control de este calentador a través del MC sin el uso de sensores de contacto.
El principio de funcionamiento se basa en una disminución gradual de la potencia suministrada al inductor a medida que se alcanza la temperatura establecida. Cuando utilice el IR2155® como oscilador maestro, necesitará un optoacoplador de fotorresistencia LED o una lámpara de fotorresistencia. A medida que la temperatura se acerca a la establecida, los LED se encienden a su vez. El primero aumenta la frecuencia del oscilador maestro en 1,5 veces, eliminando así el inductor de la resonancia. El segundo aumenta aún más la frecuencia en 1,5 veces. Bueno, el tercero detiene completamente el generador.
En el video se muestra cómo hacer un optoacoplador de este tipo:
Al final de este video, solo hay un vistazo de una prueba de hierro.
Diagrama esquemático El termostato sin contacto se muestra a continuación. Puede alimentar el MK desde cualquier fuente de alimentación estabilizada de cinco voltios. En Ali, por cierto, las FUENTES DE ALIMENTACIÓN UNIVERSAL se venden con un voltaje de salida de 5 voltios para el controlador y 12 voltios, que se pueden usar para alimentar el IR2155 y deshacerse de las resistencias de 2 W. Solo la tierra de cinco voltios es mejor para separar doce voltios de la tierra.
El circuito, la placa y el firmware del MK están en el ARCHIVO.
Cuando se usa como un oscilador maestro, optoacopladores TL494 o SG3525, puede usar un optoacoplador LED-fototransistor (PC817), cuyo transistor está incluido en el circuito de la resistencia de ajuste de frecuencia.
La idea de calentar metal con las corrientes parásitas de Foucault excitadas por el campo electromagnético de una bobina no es nueva en absoluto. Se ha utilizado con éxito durante mucho tiempo en hornos de fusión industriales, herrerías, dispositivos de calefacción domésticos: estufas y calderas eléctricas. Estos últimos son bastante caros, por lo que los artesanos del hogar no dejan de intentar hacer calentador de inducción agua con tus propias manos. Nuestra tarea es considerar opciones viables dispositivos caseros y averigüe si pueden usarse para calentar una casa.
Primero, expliquemos cómo funcionan los calentadores eléctricos de inducción. Una corriente alterna, que pasa a través de las espiras de la bobina, forma un campo electromagnético a su alrededor. Si coloca un núcleo hecho de un metal magnético dentro del devanado, entonces se calentará por las corrientes parásitas que surgen bajo la influencia del campo. Ese es todo el principio.
Una condición importante. Para que el núcleo de metal se caliente, la bobina debe estar alimentada por corriente alterna que cambia el vector de signo y campo con alta frecuencia. Cuando aplica CC al devanado, obtiene un electroimán ordinario.
El elemento calefactor en sí se llama inductor y es la parte principal de la instalación. V calderas de calefacciónél es tubo de acero con un refrigerante que fluye dentro, y en estufas de cocina- una bobina plana, lo más cerca posible de la encimera, como se muestra a continuación en la foto.
Una bobina inductora calienta una tubería de hierro, que transfiere calor al agua que fluye. La segunda parte del calentador de inducción es un circuito que aumenta la frecuencia de la corriente. El hecho es que el voltaje con una frecuencia industrial de 50 Hz es de poca utilidad para el funcionamiento. dispositivos similares... Si conecta el inductor directamente a la red, comenzará a zumbar con fuerza y calentará ligeramente el núcleo, además, junto con los devanados. Para convertir efectivamente la electricidad en calor y transferirla completamente al metal, la frecuencia debe aumentarse a al menos 10 kHz, que es lo que hace el circuito eléctrico.
¿Cuáles son las ventajas reales de las calderas de inducción sobre los elementos calefactores y el electrodo?
Aquí, un utensilio de cocina de metal magnético sirve como núcleo. Un número suficiente de varios diseños creado para diversos fines. Tome un calentador de inducción de tamaño pequeño hecho con una fuente de alimentación de computadora de 250-500 W. El modelo que se muestra en la foto será útil para un artesano en un garaje o servicio de automóvil para fundir varillas de aluminio, cobre y latón.
Pero la construcción no es adecuada para la calefacción de espacios debido a su baja potencia. Hay dos opciones reales en Internet, cuyas pruebas y trabajos fueron filmados en video:
Referencia. Hay otros, completamente construcciones caseras donde los artesanos ensamblan convertidores de frecuencia desde cero. Pero esto requiere conocimientos y habilidades en el campo de la ingeniería de radio, por lo que no los consideraremos, sino que simplemente daremos un ejemplo de dicho esquema.
Ahora echemos un vistazo más de cerca a cómo se fabrican los calentadores de inducción de bricolaje y, lo más importante, cómo funcionan.
Si buscaba de cerca información sobre este tema, probablemente se encontró con este diseño, ya que el maestro publicó su ensamblaje en el popular recurso de video de YouTube. Después de eso, muchos sitios publicaron versiones de texto de la fabricación de este inductor en la forma instrucciones paso a paso... En resumen, el calentador se hace así:
Un matiz importante. La longitud y la sección transversal del cable para enrollar la bobina deben ser determinadas por el inductor estándar de la estufa de modo que corresponda a la potencia de los transistores de efecto de campo en el circuito eléctrico. Si toma más cable, la potencia de calefacción disminuirá, menos: los transistores se sobrecalentarán y fallarán. Cómo se ve visualmente, vea el video:
Como puede adivinar, el papel del elemento calefactor lo desempeñan aquí los cepillos de metal ubicados en el campo magnético alterno de la bobina. Si enciende la encimera al máximo, mientras simultáneamente pasa agua corriente a través de una caldera improvisada, entonces será posible calentarla a 15-20 ° C, lo que se demostró mediante pruebas unitarias.
Dado que la potencia de la mayoría de las cocinas de inducción se encuentra en el rango de 2-2.5 kW, entonces con la ayuda de un generador de calor puede calentar habitaciones. con área total no más de 25 m². Hay una forma de aumentar el calor conectando un inductor a la máquina de soldar, pero aquí hay algunas dificultades:
El autor demuestra la verificación del rendimiento de un calentador de agua inductivo en su video a continuación. Las pruebas han demostrado que la unidad requiere mejoras, pero el resultado final, lamentablemente, se desconoce. Parece que el artesano dejó el proyecto sin terminar.
En este caso, no es necesario desmontar la estufa china barata. La conclusión es soldar un tanque de caldera de acuerdo con su tamaño, guiado por instrucciones paso a paso:
El montaje final y la puesta en marcha consiste en montar la caldera en la pared e insertarla en el sistema de calefacción. Quemador se inserta en el enchufe desde las esquinas de la pared trasera del tanque y se conecta a la red. Queda por encender el calentamiento del inductor.
Aquí se enfrenta al mismo problema que se encontró con el modelo anterior. Sin duda, el calentamiento por inducción funcionará, pero su potencia de 2,5 kW es suficiente para calentar un par de habitaciones pequeñas en el frío exterior. En otoño y primavera, cuando la temperatura no haya bajado de cero, una caldera casera podrá calentar un área de 35-40 m². Cómo conectarlo al sistema correctamente, vea el siguiente video:
Presentamos deliberadamente opciones para calentadores de agua de inducción de un diseño simple, para que todos puedan hacer una unidad de este tipo por su cuenta. Pero la pregunta seguía siendo si es necesario hacer este negocio y dedicar su propio tiempo. Hay una serie de consideraciones objetivas a este respecto:
Por supuesto, puede prescindir de compras costosas, comprender a fondo el diseño y hacer un calentador de inducción desde cero. Pero no podrá hacer todo gratis, porque necesita comprar componentes para el circuito. Tenga en cuenta que las bonificaciones de dicha unidad de calefacción son pequeñas, por lo que no es apropiado tomarse en serio su fabricación con el fin de calentar una casa privada.
La fundición de metales por inducción se utiliza ampliamente en diversas industrias: metalurgia, ingeniería mecánica, joyería. Un horno simple de inducción para fundir metal en casa se puede ensamblar a mano.
El calentamiento y la fusión de los metales en los hornos de inducción se producen debido al calentamiento interno y a los cambios en la red cristalina del metal cuando las corrientes de Foucault de alta frecuencia los atraviesan. Este proceso se basa en el fenómeno de resonancia, en el que las corrientes parásitas tienen un valor máximo.
Para provocar el flujo de corrientes parásitas a través del metal fundido, se coloca en la zona de acción del campo electromagnético del inductor: la bobina. Puede ser en forma de espiral, figura de ocho o trébol. La forma del inductor depende del tamaño y la forma de la pieza a calentar.
La bobina del inductor está conectada a una fuente de alimentación de CA. En los hornos de fundición industriales se utilizan corrientes de frecuencia industrial de 50 Hz; para fundir pequeños volúmenes de metales en joyería se utilizan generadores de alta frecuencia, por ser más eficientes.
Las corrientes parásitas se cierran en un circuito limitado por el campo magnético del inductor. Por lo tanto, el calentamiento de los elementos conductores es posible tanto dentro como fuera de la bobina.
Horno de canal demasiado grande y diseñado para volúmenes industriales de fusión de metales. Se utiliza en la fundición de hierro fundido, aluminio y otros metales no ferrosos.
Horno de crisol bastante compacto, es utilizado por joyeros, radioaficionados, una estufa de este tipo se puede ensamblar con sus propias manos y usar en casa.
El crisol se coloca en un inductor, los extremos del devanado están conectados a una fuente de corriente. Cuando la corriente fluye a través del devanado, surge un campo electromagnético con un vector variable a su alrededor. Las corrientes de Foucault surgen en un campo magnético, se dirigen perpendicularmente a su vector y pasan a lo largo de un circuito cerrado dentro del devanado. Pasan a través del metal colocado en el crisol, mientras lo calientan hasta el punto de fusión.
Dignidad horno de inducción:
Se puede utilizar un inversor de soldadura como generador de un horno de inducción para fundir metal. También puede ensamblar el generador de acuerdo con los siguientes diagramas con sus propias manos.
Este diseño es simple y seguro ya que todos los inversores están equipados con protección interna contra sobrecargas. En este caso, todo el ensamblaje del horno se reduce a hacer un inductor con sus propias manos.
Por lo general, se realiza en forma de espiral hecha de un tubo de cobre de pared delgada con un diámetro de 8-10 mm. Se dobla de acuerdo con la plantilla del diámetro requerido, colocando las vueltas a una distancia de 5-8 mm. El número de vueltas es de 7 a 12, según el diámetro y las características del inversor. La resistencia total del inductor debe ser tal que no provoque sobrecorriente en el inversor, de lo contrario será disparado por la protección interna.
El inductor puede fijarse en una carcasa de grafito o PCB e instalarse dentro del crisol. Simplemente puede colocar el inductor sobre una superficie resistente al calor. La carcasa no debe conducir corriente, de lo contrario, el cortocircuito de la corriente parásita pasará a través de ella y la potencia de la instalación disminuirá. Por la misma razón, no se recomienda colocar objetos extraños en la zona de fusión.
¡Cuando se opera desde un inversor de soldadura, su carcasa debe estar conectada a tierra! La salida y el cableado deben estar clasificados para el consumo de corriente del inversor. 
El sistema de calefacción de una casa privada se basa en el funcionamiento de una estufa o caldera, de alto rendimiento y una larga vida útil ininterrumpida que depende tanto de la marca y la instalación de los dispositivos de calefacción como de correcta instalación Chimenea.
encontrará recomendaciones para elegir una caldera de combustible sólido, y en la siguiente se familiarizará con los tipos y reglas:
Hay muchos diferentes caminos ensambla un calentador de inducción con tus propias manos. En la figura se muestra un esquema bastante simple y probado de un horno de fusión de metales:
Secuencia de montaje de bricolaje:
Calentador de inducción para fundir metal: video
Se puede montar un horno de inducción más potente para fundir metales con sus propias manos en tubos electrónicos. El diagrama del dispositivo se muestra en la figura. 
Para generar corriente de alta frecuencia, se utilizan 4 lámparas de haz conectadas en paralelo. Como inductor se utiliza un tubo de cobre con un diámetro de 10 mm. La unidad está equipada con un condensador de ajuste para la regulación de potencia. La frecuencia emitida es 27,12 MHz.
Para montar el circuito necesitas:
Montaje de bricolaje del dispositivo:
Para todos los amantes de las delicias ahumadas en frío, sugerimos que aprendan cómo hacer un ahumadero con sus propias manos de forma rápida y sencilla, y que se familiaricen con las instrucciones en fotos y videos para hacer un generador de humo para fumar en frío.
Las plantas de fusión industriales están equipadas con un sistema de enfriamiento forzado a base de agua o anticongelante. Realizar el enfriamiento por agua en el hogar requerirá costos adicionales, comparables en precio al costo de la fundición de metal en sí.
La refrigeración por aire con un ventilador es posible si el ventilador se encuentra lo suficientemente lejos. De lo contrario, el devanado de metal y otros elementos del ventilador servirán como circuito adicional para cerrar las corrientes parásitas, lo que reducirá la eficiencia de la unidad.
Los elementos de los circuitos electrónicos y de lámparas también pueden calentarse activamente. Para enfriarlos, se proporcionan disipadores de calor.El horno de fusión doméstico también se puede utilizar para calentamiento rápido elementos metálicos, por ejemplo, al estañar o moldear. Las características de las instalaciones presentadas se pueden adaptar a una tarea específica cambiando los parámetros del inductor y la señal de salida de los grupos electrógenos, de esta manera se puede lograr su máxima eficiencia.
El dispositivo más moderno y económico para calentar agua es un calentador de agua por inducción. A diferencia de los análogos, es completamente ecológico, no seca ni quema el aire y cumple con los requisitos de seguridad modernos. Se puede utilizar tanto como calentador de agua instantáneo y desempeñar el papel de una caldera para calentar la habitación. El dispositivo generalmente se compra en una tienda, ofrecemos una alternativa: autoproducción... En este último caso, es posible que el dispositivo no tenga un atractivo apariencia, pero mucho más barato.
El dispositivo tiene un diseño bastante simple y no requiere ningún documento especial para su uso e instalación. El calentador de agua por inducción tiene un alto grado de eficiencia y una confiabilidad óptima para el usuario. Al usarlo como caldera para calefacción, ni siquiera es necesario instalar una bomba, ya que el agua fluye por las tuberías por convección (cuando se calienta, el líquido prácticamente se convierte en vapor).
Además, el dispositivo tiene una serie de ventajas, que lo distingue entre otros tipos de calentadores de agua. Entonces, calentador de inducción:
En los calentadores de inducción, el agua se calienta debido a la tubería por la que fluye, y esta última se calienta debido a la corriente de inducción generada por la bobina.
No olvide que el mantenimiento de un calentador de inducción será mucho más económico que una caldera o una caldera de gas. El dispositivo tiene un mínimo de piezas que casi nunca fallan.
A pesar de la gran cantidad de ventajas, un calentador de agua por inducción también tiene una serie de desventajas:
El dispositivo es un transformador con dos devanados: primario y secundario. El primer circuito convierte la energía eléctrica en corrientes parásitas, creando así un campo de inducción direccional, que proporciona calentamiento por inducción. En el circuito secundario, la energía convertida se transfiere al refrigerante (en nuestro caso, es agua).
Es importante considerar el tipo de material del que está hecho el devanado. Entonces, en modelos domésticos, se usa con mayor frecuencia alambre de cobre... Este material es muy adecuado para calentar agua en calderas.
Además del transformador, el dispositivo contiene un generador y una bomba (opcional).
Diagrama de un calentador de agua por inducción simple. Como puede ver, el dispositivo tiene un diseño bastante simple y una pequeña cantidad de elementos.
El dispositivo incluye:
Gracias a este diseño, la transmisión de potencia prácticamente no tiene pérdidas. La eficiencia alcanza el 98%.
Un calentador de agua por inducción consta de un generador, una bobina y un núcleo, este último se calienta mediante energía electromagnética.
El dispositivo convierte la energía eléctrica en energía electromagnética. Este último, a su vez, actúa sobre el núcleo (tubería), que se calienta y transfiere energía térmica al agua. Todas estas energías son convertidas por un inductor que consta de una bobina y un núcleo. El generador se usa para aumentar la frecuencia de la corriente, ya que es difícil lograr un calentamiento alto con la frecuencia estándar de 50 Hz.
En los modelos de fábrica, la frecuencia actual alcanza 1 kHz.
Antes de continuar con la instalación, debe abastecerse de las piezas necesarias. Entonces, la mejor opción Habrá un inversor de soldadura de alta frecuencia, que cambiará suavemente el rango de corriente... Tal dispositivo será el más barato. Una opción más cara sería un transformador trifásico, que es la fuente de alimentación de CA para el inductor del calentador de agua. En este caso, vale la pena usar una bobina de 50-90 vueltas y, como material, tomar alambre de cobre con un diámetro de 3 o más milímetros.
Como núcleo, puede usar tuberías de metal y polímero junto con un cable (utilizado como elemento calefactor). En este último caso, el espesor de las paredes no debe ser inferior a 3 mm para soportar fácilmente las altas temperaturas.
Para montar el calentador de agua, necesitará: cortadores de alambre, destornilladores, un soldador y maquina de soldar si se utiliza una tubería de metal.
Envuelva el alambre de cobre alrededor de 90 vueltas alrededor de la tubería.
Hay muchas opciones para ensamblar el dispositivo. Sugerimos intentar ensamblar el dispositivo de acuerdo con el siguiente esquema:
Recomendaciones. Es mejor instalar válvulas de bola en todas las salidas para mayor comodidad y facilidad de desmontaje del calentador de agua en caso de avería. Pero no es necesario llenar la tubería con piezas de metal, ya que esto no da el efecto deseado. No olvide dejar una ventana en la carcasa para acceder al panel de control de la soldadora.
Circuito de calefacción, donde una caldera de inducción sirve como calentador portador de calor.
Tal dispositivo ha demostrado su eficacia no solo como calentador de agua instantáneo, sino también como caldera para calefacción. Es cierto que en este caso, la máquina de soldar como generador ya no funcionará, tendrás que usar un transformador con dos devanados... Este último transforma las corrientes parásitas que surgen en el devanado primario en un campo electromagnético, que se crea en el circuito secundario.
En el sistema de calefacción, el refrigerante puede ser no solo agua, sino también aceite o anticongelante. Es decir, cualquier líquido capaz de conducir corriente eléctrica.
Una caldera de un calentador de agua por inducción debe estar equipada con dos conexiones para agua fría y caliente. Desde el fondo vendrá agua fría, debe instalarse en la sección de entrada de la línea, y debe colocarse una tubería de derivación en la parte superior, que suministrará agua caliente al sistema de calefacción. Como resultado, el agua circula naturalmente por convección sin una bomba.
No olvide que estamos ante una fuente de mayor peligro: electricidad dispositivo de calentamiento, por lo tanto, al ensamblarlo y usarlo, debe seguir algunas reglas:
Asegúrese de usar una línea eléctrica separada para conectar la caldera de inducción y también equiparla con un grupo de seguridad.
Un calentador de agua por inducción tiene una alta eficiencia, puede actuar como caldera para un sistema de calefacción, también se permite el autoensamblaje y la instalación, y su uso no está regulado de ninguna manera por la ley de la Federación de Rusia. Pero aún así, antes de usarlo, vale la pena sopesar los pros y los contras. A pesar de su alta eficiencia, el dispositivo consume un gran número de energía, se considera insegura (especialmente casera) y tiene un efecto negativo en la salud humana. Por lo tanto, recomendamos instalar el inductor en una casa particular o en el campo.
