Индукционный нагреватель металла схема. Как сделать индукционный нагреватель своими руками для нагрева металла?

Для обеспечения безопасности и предотвращения перегрева сети важно, чтобы индукционная цепь для THF была укомплектована автоматическим выключателем на остаточный ток, соответствующим номинальному значению тока потребления оборудования.

Индукционный нагреватель металлов + схема

Технология индукционного нагрева становится все более распространенной благодаря своим многочисленным преимуществам. Этот способ обработки металлов оказывается более востребованным в частном секторе, чем в промышленности. Тем не менее, условия для создания производственных мощностей в этих двух сферах значительно различаются. В отличие от промышленного производства, частные домохозяйства требуют меньшую мощность, простоту конструкции и доступные материалы. В этом контексте мы представим схему индукционного нагревателя мощностью 1600 Вт, который можно реализовать в домашних условиях. Это пример устройства индукционного нагревателя, предназначенного для бытовых нужд.

Принцип работы технологии индукционного нагрева

Принцип работы индукционного нагрева довольно интуитивен. Катушка, выполненная из проводящего материала и подключенная к электрическому источнику, создает высокочастотное магнитное поле. Если металлический предмет помещается внутрь катушки, в нем начинает течь электрический ток. В итоге этот объект нагревается до высокой температуры.

Резонансный конденсатор обычно устанавливается параллельно индуктивной катушке. Эта мера необходима для компенсации индуктивных свойств самой катушки. Резонансный контур, созданный комбинацией катушки и конденсатора, начинает работать на своей резонансной частоте. При этом величина протекающего тока значительно меньше, чем ток, проходящий через индукционную катушку.

Схема индукционного простого нагревателя мощностью 1600 Вт

Предложенная схема должна рассматриваться как экспериментальное устройство. Тем не менее, она обладает полными функциональными возможностями. Основные преимущества данной схемы заключаются в следующем:

• относительная простота,
• наличие запасных частей,
• легкость установки.

Схема индукционного нагревателя (иллюстрация ниже) функционирует по принципу «двойного полумоста», дополненного четырьмя силовыми транзисторами с изолированным затвором модели IGBT (STGW30NC60W). Управление транзисторами осуществляется посредством микросхемы IR2153, которая представляет собой полумостовой драйвер с функцией самоконтроля.

Схема простого маломощного индукционного нагревателя, который подходит для использования в домашних условиях.

Двойной полумост способен предоставить такую же мощность, как и полный мост, однако драйвер затвора с полумостовой синхронизацией проще в конструкции и удобнее в применении. Мощный двойной диод, такой как STTH200L06TV1 (2x 120A), функционирует как встречно-параллельная диодная схема.

Для работы достаточно использовать диоды с значительно меньшей мощностью (30 A). Если в конструкции задействованы транзисторы серии IGBT со встроенными диодами (например, STGW30NC60WD), указание этого параметра может быть необязательным.

Рабочая резонансная частота регулируется с помощью потенциометра. Наличие резонанса можно определить по максимальной яркости светодиодов.

Электронные компоненты простого индукционного нагревателя, выполненного своими руками: 1 — мощный двойной диод модели STTH200L06TV1; 2 — транзистор с интегрированными диодами типа STGW30NC60WD.

Несомненно, всегда можно создать более сложный драйвер. В общем, наилучшим вариантом считается использование автоматической настройки. Такой подход часто используется в профессиональных схемах индукционного нагрева, однако внедрение этой функции значительно усложняет конструкцию.

Регулировка частоты, катушка индуктивности, мощность

Конструкция индукционного нагревателя предполагает возможность регулировки частоты в диапазоне приблизительно от 110 до 210 кГц. Однако для управления схемой необходимо вспомогательное напряжение от 14 до 15 В, которое подаётся через небольшой адаптер (либо доплеровский преобразователь, либо вариант с обычным источником питания).

Выход индукционного нагревателя соединен с рабочим контуром катушки через трансформатор L1 и разделительный трансформатор. Катушка располагает четырьмя витками провода, намотанными на сердечник диаметром 23 см, тогда как разделительный трансформатор состоит из двенадцати витков биполярного кабеля, намотанных на сердечник диаметром 14 см.

При указанных спецификациях выходная мощность индукционного нагревателя достигает примерно 1600 Вт. Тем не менее, существует возможность увеличения выходной мощности до более высоких значений.

Импровизированная экспериментальная конструкция индукционного нагревателя. Несмотря на низкое энергопотребление, мощность данного устройства достаточно велика.

В сети представлено большое количество различных моделей, предназначенных для самых разных задач. Например, компактный индукционный нагреватель, собранный на основе компьютерного блока питания мощностью от 250 до 500 Вт. Приведенная в статье модель станет полезной в гараже или автосервисе для плавления алюминиевых, медных и латунных прутьев.

Ключевые характеристики

• Генератор осуществляет самовозбуждение и представляет собой LC осциллятор.
• Частота регулируется с помощью катушки и набора конденсаторов.
• Автоматический резонанс осуществляется в резонансе.
• Питание в диапазоне 9…40 В.
• Ток потребления может достигать 40 A.

Одним из ключевых достоинств индукционного нагрева является его высокая энергоэффективность, достигающая 90 %. В отличие от традиционных методов обогрева с использованием топлива, при которых большая часть тепла теряется и только небольшая доля идет на нагрев металла, индукционный метод позволяет практически всю энергию преобразовывать в тепло для обработки материала. Это происходит благодаря тому, что металл нагревается изнутри благодаря двум электрическим токам. Если в зоне действия индукционного поля отсутствует металл, то будет использован лишь тот ток, который необходим для функционирования генератора.

Крайне важно понимать, что в отличие от методов отопления на основе топлива, индукционные нагреватели предназначены исключительно для нагрева электропроводящих материалов — такие устройства специально разработаны для работы с металлом.

Индукционный нагрев находит применение не только в промышленности, но и в домашних условиях, например, в виде индукционных плит. Эти плиты отличаются простотой в эксплуатации, высокой эффективностью, безопасностью и отсутствием необходимости в использовании горючих газов. При готовке на газовой плите потребность в энергоресурсах значительно возрастает из-за тепловых потерь, связанных с передачей энергии к самой плите.

Принцип работы и схема

Индукционный нагреватель состоит из генератора и катушки. В отличие от традиционных методов, катушка не имеет сердечника, и нагреваемый металл располагается внутри нее, например, в тигле. Принцип функционирования данного устройства можно сопоставить с работой трансформатора с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Быстрый переменный ток высокой частоты, достигающий нескольких десятков кГц, который проходит через катушку, создает изменяющееся электромагнитное поле. Когда проводник (металл) попадает в это поле, он функционирует как «вторичная обмотка», в которой индуцируются токи, ответственные за нагрев.

Данный нагреватель спроектирован таким образом, что он готов к эксплуатации сразу после установки и ввода в эксплуатацию, без необходимости дополнительной настройки или запусков.

Схематическое представление представлено на иллюстрации. Оно включает в себя несколько элементов, среди которых ключевыми являются два транзистора, две индуктивные катушки, набор конденсаторов и одна катушка.

В процессе разработки нагревателя были изучены различные концепции, включая варианты с частотно-управляемым осциллятором. Тем не менее, модели с отдельным генератором демонстрируют неудовлетворительные результаты, поскольку во время работы индуктивные и емкостные параметры нагреваются, что нарушает генерируемую частоту и вызывает разбалансировку резонанса.

Предложенное решение отличается высокой стабильностью работы и впечатляющими характеристиками, что делает его популярным выбором в сфере бытовой техники. Генератор автоматически настраивается на резонансное состояние сразу после включения и поддерживает нужную рабочую частоту, реагируя на колебания температуры компонентов. В отличие от стандартных решений, в этот обогреватель введено несколько новых элементов, которые делают его более простым и надежным в эксплуатации.

Стабилизаторы D1 и D2 интегрированы в цепи затворов МОП-транзисторов T1 и T2, ограничивая напряжение на них с целью предотвращения их повреждения. Диоды D3 и D4 служат для упрощения процесса открытия транзисторов T1 и T2. Частота работы данной схемы составляет приблизительно 90 кГц и зависит от совокупной емкости конденсаторов C1…C6 и индуктивности катушки.

Нагревательный элемент выполнен из медной трубки диаметром около 6 мм. Применение стержней нецелесообразно из-за эффекта кожи. Однако медная трубка способствует эффективному охлаждению при непрерывной эксплуатации, например, с использованием воды или другого охладителя, протекающего через внутреннюю часть трубки.

Установка и настройка генератора

Схема нагревателя выполнена на двухслойной печатной плате с отверстиями, предназначенными для монтажа, и представлена на рисунке. Все элементы радиоприемника расположены в одном слое, и рекомендуется начинать с наименьших компонентов, таких как резисторы R1, R2, R5, а также диоды D1, D2, D3 и D4. Транзисторы T1 и T2 следует припаять таким образом, чтобы их можно было закрепить на теплоотводе. Дроссели L1 и L2 лучше всего припаивать в конечной стадии сборки. Предварительная пайка может затруднить установку транзисторов на теплоотвод.

Катушка изготавливается из медной трубки с диаметром примерно 6 мм, которая намотана на сердечник диаметром около 50 мм. Сделайте 6 или 7 витков, при этом оставляя прямые участки для соединения с клеммами генератора и для возможного подсоединения шланга охлаждающей жидкости. На рисунке представлен пример нагревательной спирали.

Чтобы создать катушку с семью витками на сердечнике диаметром 50 мм, потребуется трубка длиной приблизительно 150 см. На иллюстрации демонстрируется подключение катушки к плате генератора.

Нагревательное устройство работает на токе в диапазоне от 12 до 48 В. Испытания также проводились при напряжении 55 В, однако схема начала перегреваться. Из-за высокого тока, достигающего 30-40 А, для запуска индуктивного нагревателя металлов рекомендуется использовать трансформатор мощностью приблизительно 1 кВт с выходным напряжением 9-40 В переменного тока, в зависимости от выбранного рабочего напряжения устройства. Вторичное переменное напряжение трансформатора должно быть преобразовано в постоянный ток с помощью моста на 50 А и сглажено конденсатором емкостью около 10 мкФ. Простейшая схема выпрямителя представлена на рисунке, а её физический образец — на фотографии.

Приведенный ниже пример демонстрирует функционирование нагревательного устройства. В зависимости от вида обрабатываемого металла, возможно достижение температур, превышающих 1000°C.

Контур не способен нагревать немагнитные металлы, такие как алюминий. Для плавления алюминия требуется использование тигля с металлической основой.

Представленный ранее инвертор принимает постоянный ток высокого напряжения и преобразует его в переменный ток как высокого, так и низкого напряжения. Квадратная волна этого переменного тока проходит через трансформатор связи, полевые ключи (Мосфеты) и конденсаторы постоянного тока для подключения к инвертору.

Принцип действия индукционного нагревателя

Каждая система индукционного нагрева непременно включает следующие компоненты:

• Инверторный элемент — предназначен для преобразования бытового электричества в высокочастотные импульсы,
• Катушка — служит для создания электромагнитного поля,
• Нагревательный компонент (функциональный элемент) — осуществляет нагрев воды или металлов, в зависимости от назначения системы индукционного нагрева.

Схема функционирования системы базируется на последовательном взаимодействии всех компонентов.

Процесс можно описать следующим образом:

1. Инвертор трансформирует низкочастотный ток в высокочастотный и передает его на следующий уровень — катушку.
2. Катушка, спроектированная с заданным количеством витков медного провода определенного сечения, создает магнитное поле. Это служит основой для генерации двух токов.
3. Нагревательный элемент, находящийся на катушке, получает энергию и нагревается благодаря токам, протекающим через катушку.
4. В системе используется либо теплообменник с жидкостью для нагрева, либо специальная камера для нагрева. В случае использования камеры для плавки металла применяются металлические детали и формы. Жидкость, которая прокачивается через контур индуктора, также может служить в качестве источника горячей воды, если она изготовлена из медных трубок. Катушка индуктивности может охлаждаться воздухом, однако для эффективного отвода лишнего тепла требуется установка дополнительного оборудования.

Принцип работы системы индукционного нагрева довольно прост, но в то же время эффективен и обладает высокой степенью стабильности при минимальных повреждениях.

Область применения

Индукционные печи находят применение не только в нагревательных процессах. Основные направления их использования:

• Разные виды закалки, которые формируют закаленный слой толщиной от 0,8 до 1,2 мм,
• Отжиг небольших отрезков проволоки,
• сварка и индукционная сварка тонкостенных контейнеров из черных и цветных металлов,
• сварка режущих элементов в инструментах для обработки металлов,
• плавка различных цветных металлов и некоторых типов черных металлов,
• нагрев заготовок для ковки с применением индукционной печи,
• высокоскоростная сварка труб с обеспечением прямых швов улучшенного качества,
• отопление и горячее водоснабжение. Индукционный нагреватель применяется в качестве основного источника отопления для зданий,
• автомобильные мастерские — нагрев на месте паяных гаек и болтов для облегчения демонтажа компонентов автомобилей.

В общем, простые индукционные нагреватели находят применение в различных отраслях промышленности, как в мелком производстве, так и в крупных масштабах.

Самостоятельно собранные устройства, основанные на простых схемах и компонентах из микроволновых печей, активно используются профессиональными владельцами мастерских и небольшими любителями DIY.

Схема

Представленная упрощенная схема разработана для обеспечения выходной мощности 1600 Вт. На практике это действенный вариант, который нуждается в некоторых усовершенствованиях и дополнениях.

Индукционные нагреватели обладают рядом достоинств:

• простота сборки и установки,
• все необходимые компоненты можно легко приобрести.

Данный опытный высокочастотный индукционный нагреватель работает по принципу «двойного полумоста». Схема содержит 4 транзистора с изолированными затворами, типичным представителем которых является IGBT. Управление осуществляется с использованием микросхемы IR2153.

Данная конструкция обеспечивает возможность генерации мощности, сопоставимой с той, что достигается при использовании полномостовой схемы. При применении драйвера затвора и управлении по времени в полумосте, базовая архитектура устройства упрощается как на стадии проектирования, так и в процессе производства, монтажа и использования. Была представлена диодная сборка двойного типа с повышенной мощностью STTH200L06TV1 (2x 120A).

Для данного приложения вполне подойдет вариант с использованием диода низкой мощности — порядка 30А. IGBT-транзисторы уже имеют встроенные диоды, что дополнительно упрощает общую схему.

Настройка рабочей частоты осуществляется с помощью потенциометра. О достижении резонанса свидетельствует наивысшая яркость светодиодов.

Промышленные индукционные устройства имеют сложные схемы с функцией автоматической настройки основных системных дисплеев. В более простых моделях, таких как самодельный индукционный водонагреватель, ключевым элементом является простота конструкции. В случае возникновения ошибок в процессе сборки или монтажа недостатки могут быть устранены быстро и эффективно.

Z-Syla — Платформа для публикации интересных и значимых материалов для общества. Новости о технологиях, исследованиях и экспериментах мирового уровня. Социальная и мультидисциплинарная информация — медиа.

Как изготовить индукционный нагреватель

Существует множество типов металлических индукционных нагревателей, которые можно изготовить самостоятельно, следуя конкретным схемам и детализированным инструкциям. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Двухтактная схема

Это устройство включает в себя радиочастотный генератор, основанный на мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение определяется характеристиками самих транзисторов. При использовании современных транзисторов IRFP250 напряжение должно быть в диапазоне от 12 до 30 В.

С использованием мощных транзисторов возможно повысить температуру металла свыше 1000 °C, что дает возможность его расплавления.

Так как транзисторы при эксплуатации генерируют значительное количество тепла, их необходимо устанавливать на радиаторы большой площади и обеспечивать охлаждение с помощью вентилятора или воды. В безнагрузочном режиме нагреватель потребляет примерно 10 А, а в процессе нагрева — не менее 15 А, что подразумевает необходимость в источнике питания с выходным током не менее 20 А.

Для приведенной схемы возможно создание печатной платы.

Процесс сборки осуществляется следующим образом:

Выбрав транзисторы с необходимыми характеристиками, можно создать устройство мощностью 500 ватт.

Усиленный вариант

Структура нагревательного устройства сходна с привычным высокочастотным мультиметром.

Компоненты подбираются в соответствии с принципиальной схемой устройства. Процесс сборки включает несколько этапов:

При верно выполненной сборке устройство должно начать функционировать сразу. Если это не происходит, необходимо перепроверить подключение согласно электрической схеме. В случае, если у вас нет желания собирать его самостоятельно, существует возможность приобрести готовый генератор, который будет эффективно нагревать мелкие детали.

С питанием от сети

Вы можете создать схему на базе IR2153 для подключения нагревателя к электросети. Для настройки резонансной частоты рекомендуется использовать резистор номиналом 100 кОм. Для управления частотой потребуется отдельный источник питания с напряжением от 12 до 15 В. Катушка, которая будет подключена к сети 220 В, состоит из 20 витков провода диаметром 1,5 мм, намотанного на ферритовый сердечник размером 8 x 10 мм. Змеевик для обогрева металлических предметов изготавливается из толстой проволоки и имеет от 10 до 30 витков, намотанных на шпиндель диаметром от 3 до 10 см. В этой схеме применяются конденсаторы с номиналом 6×330 нФ, рассчитанные на напряжение 250 В.

Простая схема

Простой индукционный нагреватель представлен на изображении ниже:

В транзисторах выводы располагаются следующим образом:

Правила безопасности

Работая с индукционным нагревателем, следует помнить о следующих рекомендациях:

• Во время эксплуатации устройства необходимо проявлять повышенное внимание, поскольку существует риск получения ожогов как от нагретых предметов, так и от компонентов самого прибора.
• Электромагнитное поле, создаваемое устройством, может негативно влиять на различные объекты, находящиеся поблизости. Поэтому перед использованием рекомендуется снять такие устройства, как мобильные телефоны и цифровые камеры, а также надеть одежду без металлических частей.

Людям с кардиостимуляторами категорически не рекомендуется использовать индукционные приборы.

Изучив разнообразные схемы и пошаговые инструкции по созданию индукционного нагревателя металла своими руками, практически любой сможет собрать такое устройство. Главное, что потребуется — это базовые навыки работы с паяльником и умение читать строительные чертежи. Верный выбор компонентов и аккуратная сборка устройства позволят вам создать нечто вроде печи для нагрева, закалки и плавления металлических предметов, необходимых при строительстве или ремонте различных объектов.

Нагревательный элемент данной конструкции представляет собой катушку, то есть змеевик. Поэтому, чтобы обеспечить зону нагрева внутри змеевика, необходимо рассмотреть несколько вариантов.

Преимущества самодельного устройства

Индукционные нагреватели обладают множеством значительных преимуществ. К ним относятся следующие:

1. На поверхности устройства не происходит отслоения, поскольку образование бинарных токов вызывает вибрации. Это устраняет необходимость в дорогостоящей очистке котла.
2. Теплогенератор обладает максимальной герметичностью, даже если он собран вручную. В котлах отсутствует риск утечек, так как теплоноситель нагревается внутри трубы, а передача тепловой энергии осуществляется с помощью электромагнитного поля. В конструкции системы нет соединений, подверженных разборке.
3. Нагревательное устройство не требует ремонта или технического обслуживания, так как состоит из медной трубки. Для сравнения, змеевик нагревателя часто может выйти из строя и нуждается в замене.
4. Во время работы преобразователя не возникает лишнего шума. Устройство действительно вырабатывает вибрации, но они настолько низкочастотные, что едва уловимы.
5. Система отличается низкими затратами на установку и обслуживание. Это обеспечивает возможность создания отопительного оборудования без серьезных усилий и больших финансовых вложений.

Недостатки нагревателей

Помимо положительных сторон, индукционные нагреватели обладают и недостатками. Если устройство расположено слишком близко, оно может вызывать ожоги, так как нагревает не только теплоноситель, но и ближайшее окружение. По сравнению с газовыми котлами, эксплуатационные расходы на индукционные установки выше.

К негативным аспектам можно отнести риск возгорания из-за перегрева теплоносителя.

Избежать этого можно, установив датчик давления.

Что необходимо для самостоятельного изготовления

Подготовьтесь к предстоящей установке инверторной системы отопления:

1. Корпус будущего устройства. Он выполнен из трубы, изготовленной из термостойкого полимера с диаметром 50 мм.
2. Нагревательный элемент. Его можно изготовить из нержавеющей стальной проволоки.
3. Поддерживающий элемент для кабельных секций. Это металлическая сетка с мелким ячеистым рисунком.
4. Индукционный компонент. Подходящая проволока — медная.
5. Система подачи жидкости. Для этой цели применяется циркуляционный насос.

Также необходимо подготовить термостат и соединительные компоненты для отопительного контура, которые включают в себя шаровые краны и адаптеры.

Специалисты используют термостаты с реле и датчиками для этой задачи. Эти приборы могут отключать контур, когда теплоноситель достигает заданной температуры.

Варианты самодельных устройств

В сети можно найти множество разнообразных дизайнов, предназначенных для различных задач. Рассмотрите компактный индукционный нагреватель, работающий от компьютерного блока питания мощностью 250-500 Вт. Модель, представленная на изображении, окажется полезной в гараже или автосервисе для расплавления алюминиевых, медных и латунных прутков.

Тем не менее, из-за ограниченной мощности данная конструкция не является оптимальной для обогрева помещений. В сети можно обнаружить две аутентичные версии, при этом испытания и их использование зафиксированы на видео:

• Нагреватель из полипропиленовых труб, функционирующий от сварочного инвертора или индукционной плиты,
• стальной чайник, нагреваемый той же плитой.

Вывод. Существуют и другие полностью самодельные устройства, где мастера создают преобразователи частоты с нуля. Однако так как это требует специальных знаний и умений в области радиотехники, мы не будем углубляться в подробности, а просто представим пример такой схемы.

Теперь давайте более внимательно изучим процесс создания индукционных нагревателей своими руками и, что не менее важно, разберемся в их принципе работы.

Создаем нагревательный элемент из трубы

Если вы активно искали информацию по этой теме, то, скорее всего, столкнулись с данной конструкцией, так как мастер-умелец поделился своим проектом на популярной видеоплатформе YouTube. С тех пор на различных сайтах появились текстовые версии с пошаговыми инструкциями по сборке этой катушки. В общем, процесс нагрева осуществляется следующим образом:

1. Металлические щетки для раковины (можно использовать нарезанную проволоку или пруток) вставляются внутрь полипропиленовой трубы с диаметром 40 мм и длиной 50 см. Они должны быть надежно закреплены с помощью магнита.
2. Резьбовые краны, предназначенные для подключения к системе отопления, сварены к трубе.
3. Снаружи корпуса приклеиваются 4-5 стержней из текстолита. На них наматывается стеклоизолированный провод сечением от 1,7 до 2 мм², который применяется в сварочных трансформаторах.
4. Сначала разбирается плита и извлекается оригинальная плоская катушка. Вместо неё устанавливается самодельный трубчатый нагреватель.

Ключевой аспект. Параметры длины и сечения провода, используемого для создания катушки, должны соответствовать оригинальной нагревательной катушке, чтобы обеспечить совместимость с мощностью полевых транзисторов в данной схеме. Использование проволоки большего диаметра приведет к снижению мощности нагрева, а применение более тонкой проволоки может привести к перегреву и выходу транзисторов из строя. Для наглядности посмотрите видео:

Как легко заметить, основную функцию нагревательного элемента выполняют металлические щетки, находясь в переменном магнитном поле катушки. Испытания устройства показали, что при использовании его на максимальной мощности и пропуская воду через самодельный чайник, можно поднять ее температуру на 15-20°C.

Заключение и рекомендации

Мы намеренно предложили варианты индукционных нагревателей с простой конструкцией, чтобы любой мог самостоятельно собрать такое устройство. Тем не менее, возникает вопрос: стоит ли заниматься этим бизнесом и тратить свое время? Есть несколько разумных доводов:

1. Пользователи, которые не имеют опыта в электричестве и радиотехнике, вряд ли смогут увеличить мощность нагрева более чем на 2,5 кВт. Для этого потребуется разработать схему частотного преобразователя.
2. Коэффициент полезного действия индуктора не превышает таковой у других типов электрических котлов. Тем не менее, установка обогревателя с элементами нагрева значительно проще.
3. Если у вас нет индукционной плитки, вам стоит подумать о её приобретении, стоимость которой составляет около 80 у.е. Это цена, ориентированная на бюджетные китайские изделия в интернет-магазинах. В то же время готовые электрические котлы мощностью до 10 кВт можно найти по аналогичной цене.
4. Электрические котлы оборудованы системой автоматической безопасности, которая отключает устройство через 1-2 часа работы. Это может вызывать некоторые неудобства в процессе эксплуатации.
5. Если по различным причинам теплоноситель покидает закрытый теплогенератор, процесс нагрева не прекращается. Это может создать риск возникновения пожара.

Безусловно, существует возможность обойтись без значительных финансовых вложений, имея определенные знания в строительстве, и самостоятельно создать индукционный нагреватель с самого начала. Однако следует учитывать, что это также требует затрат, так как потребуется приобрести все необходимые компоненты для сборки устройства. Стоит отметить, что доход от эксплуатации такого обогревателя не слишком велик, поэтому явно не стоит начинать его массовое производство для нужд отопления частного дома.

Выходная мощность индукционного нагревателя достигает приблизительно 1600 Вт при указанных ранее условиях. Тем не менее, существует вероятность увеличения выходной мощности до более высоких показателей.

Шаг 6: Сборка трансформатора

Если вы внимательно ознакомились с этой статьей, у вас мог возникнуть вопрос: как же проверить LC-цепь? Я уже касался темы инвертора и схемы, но не объяснил, как их правильно соединить.

Соединение выполняется при помощи соединительного трансформатора. В моем случае я использую трансформатор от компании Magnetics, Inc., модель ZP48613TC. Также стоит обратить внимание на продукцию компании Adams Magnetics, которая предлагает хорошие тороидальные ферриты.

Трансформатор, который слева, имеет провод размером 2 мм. Это приемлемо, если ваш входной ток не превышает 20 ампер. При более высоких значениях тока провод может перегреться и выйти из строя. Для работы с большими токами следует либо приобрести, либо изготовить самостоятельно многожильный провод. Я выбрал второй вариант и плёл его сам, используя 64 жилы проволоки диаметром 0,5 мм. Такой провод способен без проблем выдерживать ток до 50 А.

Инвертор, который я описал ранее, принимает высоковольтный постоянный ток и трансформирует его в переменный ток, как высокого, так и низкого напряжения. Этот квадратной формы переменный ток проходит через связующий трансформатор, полевые транзисторы (Мосфеты) и фильтры постоянного тока, которые подключены к инвертору.

Далее происходит взаимодействие с медным трубчатым конденсатором, формируя вторичную обмотку трансформатора. Это позволяет восстановительному напряжению проходить через конденсатор и рабочую катушку, образуя контур LC.

Шаг 7: Изготавливаем рабочую катушку

Часто меня спрашивают: «Как создать изогнутую катушку?». Ответ простой: используйте песок. Он помогает избежать разрушения трубы во время процесса сгибания.

Для начала вам понадобится медная трубка диаметром 9 мм, которую следует заполнить чистым сухим песком. Один конец трубки заклейте заранее, а второй закройте только после наполнения. Затем вкопайте трубу подходящего диаметра в землю. Измерьте необходимую длину для вашей катушки и начните аккуратно наматывать трубку вокруг вкопанной трубы. После завершения намотки остальные шаги будут легкими. Продолжайте обматывать трубку, пока не достигнете нужного количества витков (обычно от 4 до 6). Убедитесь, что второй конец трубки совпадает с первым, это упростит соединение с конденсатором.

Теперь аккуратно снимите крышки и воспользуйтесь воздушным компрессором, чтобы выдуть песок. Рекомендуется выполнять это действие на улице.

Обратите внимание, что медная трубка также выполняет функцию охлаждения воды. Эта вода проходит через емкостной конденсатор и рабочую катушку. В процессе работы катушка выделяет значительное количество тепла под воздействием электрического тока. Даже если в внутри катушки используется керамическая изоляция для удержания тепла, в области нагрева, которую создает катушка, все равно формируются крайне высокие температуры. Я начал свою работу с большого ведра холодной воды, и по истечении времени она стала теплой. Рекомендую вам добавить больше льда для поддержания низкой температуры.

Шаг 8: Обзор проекта

Выше представлен обзор устройства мощностью 3 кВт. Оно включает в себя простой PLL драйвер, инвертор, трансформатор для соединений и конденсатор.

На видео демонстрируется работа индукционной горелки с мощностью 12 кВт. Ключевое отличие заключается в наличии драйвера с микропроцессорным управлением, более крупными МОП-транзисторами и эффективными радиаторами. Блок мощностью 3 кВт работает от сети переменного тока 120 В, в то время как блок мощностью 12 кВт — от сети 240 В.

Поэтапные фотографии и видеоруководства детально объясняют процесс сборки различных устройств.