Indukční ohřívače pro kutily – Jak si je vyrobit? Jednoduchý diagram a návod

Indukční ohřívače fungují na principu „získávání proudu z magnetismu“. Ve speciální cívce se generuje vysoce výkonné střídavé magnetické pole, které v uzavřeném vodiči generuje vířivé proudy.

Uzavřený vodič v indukčních sporácích je kovová miska, která je ohřívána vířivými elektrickými proudy. Princip fungování takových zařízení obecně není složitý a s trochou znalostí fyziky a elektřiny nebude sestavení indukčního ohřívače vlastníma rukama obtížné.

Následující zařízení lze vyrobit samostatně:

1. Zařízení k ohřevu chladicí kapaliny v topném kotli.
2. Mini trouby pro tavení kovů.
3. desky na vaření.

Indukční vařič vyrobený svépomocí musí být vyroben v souladu se všemi pravidly a předpisy pro provoz těchto zařízení. Pokud je z pouzdra v bočních směrech vyzařováno elektromagnetické záření nebezpečné pro člověka, je používání takového zařízení přísně zakázáno.

Kromě toho je hlavním problémem při navrhování sporáku výběr materiálu pro základnu varné desky, která musí splňovat následující požadavky:

1. Ideální pro vedení elektromagnetického záření.
2. Nesmí být vodivým materiálem.
3. Odolávejte vysokému teplotnímu zatížení.

Indukční varné desky pro domácnost používají drahou keramiku a při výrobě indukční varné desky doma je poměrně obtížné najít vhodnou alternativu k takovému materiálu. Proto byste měli začít s návrhem něčeho jednoduššího, například indukční pece pro kalení kovů.

Výrobní instrukce

Výkresy

Obrázek 1. Elektrické schéma indukčního ohřívače

Obrázek 2. Zařízení.

Obrázek 3. Schéma zapojení jednoduchého indukčního ohřívače

K výrobě sporáku budete potřebovat následující materiály a nástroje:

• páječka;
• pájka;
• textolitová deska.
• mini vrtačka.
• radioprvky.
• teplovodivá pasta.
• chemická činidla pro leptání desky.

Další materiály a jejich vlastnosti:

1. Pro výrobu cívky, který bude vyzařovat střídavé magnetické pole potřebné pro ohřev, je nutné připravit kus měděné trubky o průměru 8 mm a délce 800 mm.
2. Výkonné výkonové tranzistory jsou nejdražší součástí domácí indukční jednotky. Pro sestavení obvodu generátoru frekvence je třeba připravit 2 takové prvky. Pro tyto účely jsou vhodné následující tranzistory: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Při výrobě obvodu se používají 2 identické tranzistory s efektem pole z uvedených.
3. Pro výrobu oscilačního obvodu Budete potřebovat keramické kondenzátory s kapacitou 0,1 mF a provozním napětím 1600 V. Aby se v cívce vytvořil střídavý proud s vysokým výkonem, budete potřebovat 7 takových kondenzátorů.
4. Při provozu takového indukčního zařízeníTranzistory s efektem pole se silně zahřívají a pokud k nim nejsou připojeny radiátory z hliníkové slitiny, pak po několika sekundách provozu na maximální výkon tyto prvky selžou. Tranzistory by měly být umístěny na chladičích přes tenkou vrstvu teplovodivé pasty, jinak bude účinnost takového chlazení minimální.
5. Diody, které se používají v indukčním ohřívači, musí být nutně ultrarychlé. Pro tento obvod jsou nejvhodnější diody: MUR-460; UF-4007; HER-307.
6. Rezistory použité v obvodu 3: 10 kOhm s výkonem 0,25 W – 2 ks a 440 Ohm s výkonem 2 W. Zenerovy diody: 2 ks s provozním napětím 15 V. Výkon zenerovy diody musí být alespoň 2 W. Tlumivka pro připojení k napájecím svorkám cívky se používá s indukcí.
7. Pro napájení celého zařízení budete potřebovat napájecí zdroj s výkonem až 500 W a napětím 12 – 40 V. Toto zařízení lze napájet z autobaterie, ale s tímto napětím nebudete moci získat nejvyšší hodnoty výkonu.

Proces výroby elektronického generátoru a cívky trvá trochu času a provádí se v následujícím pořadí:

1. Z měděné trubky Vyrobí se spirála o průměru 4 cm. Pro vytvoření spirály by se měla měděná trubice navinout na tyč s plochým povrchem o průměru 4 cm. Spirála by měla mít 7 závitů, které by se neměly dotýkat. Na 2 konce trubice jsou připájeny upevňovací kroužky pro připojení k tranzistorovým radiátorům.
2. Deska plošných spojů se vyrábí podle schématu. Pokud je možné instalovat polypropylenové kondenzátory, pak vzhledem k tomu, že tyto prvky mají minimální ztráty a stabilní provoz při velkých amplitudách kolísání napětí, bude zařízení pracovat mnohem stabilněji. Kondenzátory v obvodu jsou instalovány paralelně a tvoří oscilační obvod s měděnou cívkou.
3. Zahřívání kovu K tomuto jevu dochází uvnitř cívky po připojení obvodu k napájení nebo baterii. Při ohřevu kovu je nutné dbát na to, aby nedošlo ke zkratu vinutí pružin. Pokud se ohřátý kov dotkne současně 2 závitů cívky, tranzistory okamžitě selžou.

Nuance

1. Při provádění experimentů s ohřevem a kalením kovůUvnitř indukční cívky může být teplota značná a dosahuje 100 stupňů Celsia. Tento tepelně-topný efekt lze využít k ohřevu vody pro domácí použití nebo k vytápění domu.
2. Schéma zapojení ohřívače popsaného výše (obrázek 3), při maximálním zatížení je schopen poskytnout záření magnetické energie uvnitř cívky o výkonu rovnajícím se 500 W. Takový výkon nestačí k ohřevu velkého objemu vody a konstrukce vysoce výkonné indukční cívky bude vyžadovat výrobu obvodu, ve kterém bude nutné použít velmi drahé rádiové součástky.
3. Levné řešení pro organizaci indukčního ohřevu kapalin, je použití několika výše popsaných zařízení, uspořádaných do série. V tomto případě musí být spirály na stejné linii a nesmí mít společný kovový vodič.
4. Jako výměník teplaPoužívá se nerezová trubka o průměru 20 mm. Na potrubí je „navlečeno“ několik indukčních spirál tak, aby se výměník tepla nacházel uprostřed spirály a nedotýkal se jejích závitů. Při současném zapnutí 4 takových zařízení bude topný výkon asi 2 kW, což je již dostatečné pro průtokový ohřev kapaliny s malou cirkulací vody na hodnoty, které umožňují použití této konstrukce k zásobování teplé vody malým domem.
5. Pokud připojíte takový topný článek k dobře izolované nádrži, který bude umístěn nad ohřívačem, výsledkem bude systém kotle, ve kterém se kapalina bude ohřívat uvnitř nerezové trubky, ohřátá voda bude stoupat nahoru a její místo zaujme chladnější kapalina.
6. Pokud je plocha domu významná, pak lze počet indukčních cívek zvýšit na 10 kusů.
7. Výkon takového kotle lze snadno regulovat. zapínáním nebo vypínáním cívek. Čím více sekcí je zapnuto současně, tím větší je výkon topného zařízení pracujícího tímto způsobem.
8. Pro napájení takového modulu budete potřebovat výkonný zdroj napájení. Pokud máte svařovací stroj s DC invertorem, můžete ho použít k výrobě měniče napětí s požadovaným výkonem.
9. Vzhledem k tomu, že systém pracuje na stejnosměrný elektrický proud, který nepřesahuje 40 V, je provoz takového zařízení relativně bezpečný, hlavní je zajistit pojistkovou skříň v napájecím obvodu generátoru, která v případě zkratu odpojí systém od napájení, čímž se vyloučí možnost požáru.
10. Tímto způsobem si můžete zařídit „bezplatné“ vytápění vašeho domuza předpokladu, že budou instalovány baterie pro napájení indukčních zařízení, která budou nabíjena pomocí solární a větrné energie.
11. Baterie by měly být sloučeny do sekcí po 2 kusech, zapojených sériově. Výsledkem bude, že napájecí napětí s takovým zapojením bude alespoň 24 V, což zajistí provoz kotle s vysokým výkonem. Sériové zapojení navíc sníží proud v obvodu a prodlouží životnost baterií.

Bleskové tipy

1. Provoz domácích indukčních topných zařízení, ne vždy zabraňuje šíření elektromagnetického záření škodlivého pro člověka, proto by měl být indukční kotel instalován v neobytném prostoru a stíněn pozinkovanou ocelí.
2. Nutné při práci s elektřinouje nutné dodržovat bezpečnostní opatřenía to se týká zejména sítí střídavého proudu s napětím 220 V.
3. Jako experimentmůžete si vyrobit varnou plochu na vaření podle schématu uvedeného v článku, ale nedoporučuje se toto zařízení používat neustále kvůli nedokonalosti samovolně vyrobeného stínění tohoto zařízení, kvůli čemuž může být lidské tělo vystaveno škodlivému elektromagnetickému záření, které může negativně ovlivnit zdraví.