Cum se face un încălzitor de inducție cu propriile mâini dintr-un invertor de sudură

Cazanele de încălzire prin inducție sunt dispozitive cu o eficiență foarte mare. Acestea pot reduce semnificativ costul energiei electrice în comparație cu aparatele tradiționale echipate cu elemente de încălzire.

Modelele de producție industrială nu sunt ieftine. Cu toate acestea, orice stăpân de casă care deține un set simplu de instrumente poate face un încălzitor de inducție cu propriile mâini. Pentru a-l ajuta, vă oferim o descriere detaliată a principiului funcționării și asamblării unui încălzitor eficient.

Principiul de funcționare a încălzitorului de inducție

Încălzirea prin inducție nu este posibilă fără utilizarea a trei elemente principale:

• inductor;
• Generator;
• element de încălzire.

Inductorul este o bobină, realizată de obicei din sârmă de cupru, cu ajutorul său generează un câmp magnetic. Un alternator este utilizat pentru a produce un flux de înaltă frecvență dintr-un flux standard de rețea electrică casnică la o frecvență de 50 Hz.

Ca element de încălzire este utilizat un obiect metalic capabil să absoarbă energia termică sub influența unui câmp magnetic. Dacă combinați aceste elemente corect, puteți obține un dispozitiv performant, care este perfect pentru încălzirea unui lichid de răcire lichid și încălzire la domiciliu.

Folosind un generator, inductorului este furnizat un curent electric cu caracteristicile necesare, adică. pe o bobină de cupru. Când trece prin ea, un flux de particule încărcate formează un câmp magnetic.

Principiul funcționării încălzitoarelor de inducție se bazează pe apariția curenților electrici în interiorul conductoarelor care apar sub influența câmpurilor magnetice

Particularitatea câmpului este că are capacitatea de a schimba direcția undelor electromagnetice la frecvențe înalte. Dacă un obiect metalic este plasat în acest câmp, acesta va începe să se încălzească fără contactul direct cu inductorul sub influența curenților creanți creați.

Curentul electric de înaltă frecvență care vine de la invertor la bobina de inducție creează un câmp magnetic cu un vector în schimbare constantă a undelor magnetice. Metalul plasat în acest câmp se încălzește rapid

Lipsa de contact ne permite să pierdem energie în timpul tranziției de la un tip la altul neglijabil, ceea ce explică eficiența crescută a cazanelor de inducție.

Pentru a încălzi apa pentru circuitul de încălzire, este suficient să asigurați contactul acesteia cu un încălzitor metalic. Adesea, o conductă metalică este folosită ca element de încălzire, prin care trece pur și simplu un flux de apă. Apa răcește simultan încălzitorul, ceea ce crește semnificativ durata de funcționare a acestuia.

Un electromagnet al unui dispozitiv de inducție este obținut prin înfășurarea unui fir în jurul unui miez de feromagnet. Bobina de inducție rezultată se încălzește și transferă căldura în corpul încălzit sau în lichidul de răcire din apropiere prin schimbătorul de căldură

Avantajele și dezavantajele dispozitivului

„Plusurile” încălzitorului de inducție a vortexului sunt foarte multe. Aceasta este o schemă simplă pentru fabricarea independentă, fiabilitate crescută, eficiență ridicată, costuri energetice relativ mici, viață lungă, probabilitate scăzută de defecțiuni etc.

Productivitatea dispozitivului poate fi semnificativă, unitățile de acest tip sunt utilizate cu succes în industria metalurgică. Prin viteza de încălzire a lichidului de răcire, dispozitivele de acest tip concurează cu încredere cu cazanele electrice tradiționale, temperatura apei din sistem atinge rapid nivelul necesar.

În timpul funcționării cazanului de inducție, încălzitorul vibrează ușor. Această vibrație scutură sedimentele de calcar și alți posibili contaminanți de pe pereții țevii metalice, prin urmare, un astfel de dispozitiv are foarte rar nevoie de curățare. Desigur, sistemul de încălzire trebuie protejat de acești contaminanți folosind un filtru mecanic.

O bobină de inducție încălzește metalul (conducta sau bucățile de sârmă) plasate în interiorul acestuia cu ajutorul curenților de înaltă frecvență, contactul este opțional

Contactul constant cu apa reduce la minimum probabilitatea de ardere a încălzitorului, ceea ce reprezintă o problemă destul de frecventă pentru cazanele tradiționale cu elemente de încălzire. În ciuda vibrațiilor, cazanul funcționează extrem de liniștit, nu este necesară o izolare fonică suplimentară la locul de instalare.

Totuși, cazanele cu inducție sunt bune, deoarece ele nu se scurg aproape niciodată, dacă numai instalarea sistemului se face corect. Aceasta este o calitate foarte valoroasă pentru încălzire electrică, deoarece elimină sau reduce semnificativ probabilitatea unor situații periculoase.

Absența scurgerilor se datorează metodei fără contact de transfer al energiei termice în încălzitor. Folosind tehnologia descrisă mai sus, lichidul de răcire poate fi încălzit aproape la o stare de vapori.

Aceasta asigură o convecție termică suficientă pentru a stimula mișcarea eficientă a lichidului de răcire prin conducte. În cele mai multe cazuri, sistemul de încălzire nu trebuie să fie echipat cu o pompă de circulație, deși totul depinde de caracteristicile și dispunerea unui anumit sistem de încălzire.

uneori pompa de circulatie are nevoie. Instalarea dispozitivului este relativ ușoară. Deși acest lucru va necesita anumite abilități în instalarea aparatelor electrice și a conductelor de încălzire. Dar acest dispozitiv convenabil și de încredere are o serie de dezavantaje care ar trebui să fie luate în considerare.

De exemplu, cazanul încălzește nu numai lichidul de răcire, ci și întregul spațiu de lucru care îl înconjoară. Este necesar să selectați o cameră separată pentru un astfel de agregat și să eliminați din ea toate obiectele străine. Pentru o persoană, o ședere lungă în imediata apropiere a unui cazan de lucru poate fi, de asemenea, nesigură.

Încălzitoarele de inducție necesită curent electric. Atât echipamentele de uz casnic, cât și cele fabricate de fabrică sunt conectate la o rețea de curent alternativ

Pentru funcționarea dispozitivului necesită energie electrică. În zonele în care nu există acces gratuit la acest beneficiu al civilizației, un cazan de inducție va fi inutil. Și acolo unde se observă întreruperi frecvente ale energiei electrice, aceasta va demonstra eficiență scăzută. Dacă dispozitivul este manipulat nepăsător, poate apărea o explozie.

Dacă lichidul de răcire este supraîncălzit, se va transforma în abur. Drept urmare, presiunea din sistem va crește brusc, ceea ce țevile pur și simplu nu suportă și se vor rupe. Prin urmare, pentru funcționarea normală a sistemului, dispozitivul trebuie să fie echipat cu cel puțin un manometru și chiar mai bine - un dispozitiv de oprire de urgență, un controler de temperatură etc.

Toate acestea pot crește semnificativ costul unui cazan de inducție de casă. Deși dispozitivul este considerat aproape silențios, acesta nu este întotdeauna cazul. Unele modele, din diferite motive, pot produce încă zgomot. Pentru un dispozitiv realizat independent, probabilitatea unui astfel de rezultat crește.

În proiectarea atât a încălzitorilor de inducție fabrică, cât și a casei, practic nu există componente uzate. Ele servesc mult timp și lucrează fără cusur

Pași de casă

A face un astfel de dispozitiv singur nu este atât de dificil. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de:

1. Realizați un element de încălzire.
2. Realizați o bobină inductoare din sârmă de cupru.
3. Luați un alternator gata pregătit.
4. Conectați încălzitorul cu bobina la sistemul de încălzire.
5. Conectați bobina la generator.
6. Conectați alimentarea la sistem.
7. Faceți un test pentru a verifica funcționarea unității.

În modelele industriale, o conductă metalică cu pereți groși este folosită ca încălzitor, dar este foarte dificilă și nu are prea mult sens să ofere o cantitate suficientă de energie pentru un dispozitiv de casă pentru încălzirea unui astfel de element. O bobină cu inducție poate încălzi orice metal, deci încălzitorul poate fi modificat.

Modelele industriale ale cazanelor cu inducție sunt echipate cu un element de încălzire realizat dintr-o conductă metalică groasă.Acasă, copierea unui astfel de agregat este dificilă

O bucată de țeavă de plastic este utilizată ca o carcasă pentru un încălzitor de inducție dintr-un invertor de sudură. Ar trebui să aibă un diametru puțin mai mare decât conductele de încălzire. Lungimea conductei pentru încălzitor poate fi de aproximativ un metru, diametrul interior poate varia între 50-80 mm.

Pentru a conecta încălzitorul la sistem, instalați adaptoare în părțile inferioare și superioare ale carcasei. Partea inferioară a țevii trebuie închisă cu un grătar, apoi o umplutură formată din particule mici de metal este plasată în interiorul corpului. Puteți obține umplutură, de exemplu, din sârmă, bară, țeavă îngustă de metal etc.

Lungimea segmentelor poate fi variată în mod arbitrar. Cel mai adesea se folosește sârmă de oțel cu un diametru de 6-8 mm, care este pur și simplu tăiat în bucăți mici. Unii maeștri recomandă tăierea în tije lungi de aproximativ 90 cm, adică. aproape de-a lungul lungimii încălzitorului.

Pentru carcasa elementului de încălzire a cazanului de inducție, pe care noi l-am confecționat, vom avea nevoie de o țeavă de plastic lată, de aproximativ 50 mm.

Cu cât este mai mare rezistența magnetică a oțelului din care este fabricat firul, cu atât se va încălzi mai bine. În funcție de dimensiunea acestor piese, este selectată și o plasă de protecție, care este montată în partea inferioară a carcasei. Umplerea este umplută sau așezată într-o țeavă până la vârf. După aceea, partea superioară este acoperită și cu o plasă.

Diagrama vă permite să vă faceți o idee despre cum puteți conecta o bobină de inducție la încălzitorul cazanului și la mașina de sudat

Astfel, un încălzitor de casă pentru un cazan de inducție arată ca o țeavă groasă de plastic, umplut cu bucăți de metal și închis pe ambele părți cu o grilă. Deasupra și dedesubt, încălzitorul are adaptoare pentru conectarea la circuitul de încălzire. Țeava de polimer pentru încălzitor trebuie să aibă pereți suficient de groși.

În plus, orice material plastic pentru aceste scopuri nu este potrivit, materialul trebuie să tolereze efectele încălzirii destul de puternice și, în același timp, să nu emită substanțe periculoase în atmosferă sau lichid de răcire. Acum ar trebui să faceți o grilă de inducție. Pentru a face acest lucru, luați un fir de cupru și aruncați-l direct pe corpul încălzitorului.

În unele modele de încălzitoare de inducție de casă, în loc de o țeavă de plastic, se folosește un tub îngust de cupru. Aceasta nu este cea mai bună opțiune, deoarece nu va fi ușor să pliați un astfel de element într-o spirală.

Cu cât sunt mai multe viraje de sârmă, cu atât mai bine. Se crede că bobina de inducție ar trebui să aibă cel puțin 90 de rotații. Inductorul este înfășurat foarte bine pe țeavă, nu trebuie să existe niciun decalaj între viraje.

Pentru înfășurare, este potrivit un fir izolat din cupru de 1-1,5 mm. Un cablu mai gros nu este necesar aici, deoarece va complica și lucrul la înfășurare, va fi mai dificil să aranjați bobinele îndeaproape.

Această schemă va ajuta la conectarea corectă a bobinei inductorului la mașina de sudare a invertorului, dacă acest lucru este realizat incorect, bobina se va transforma într-un electromagnet (+)

Prezența golurilor poate duce la zgomot datorat vibrațiilor, care însoțește funcționarea unei astfel de unități. În timp, această situație poate duce la distrugerea izolației, ceea ce va provoca un circuit inter-turn.

Deasupra și de dedesubt, pe lângă adaptoare, trebuie instalate blocaje de blocare. Acestea sunt necesare pentru a oferi posibilitatea, dacă este necesar, de a opri apa din circuitul de încălzire.

Când instalați încălzitorul, trebuie să vă amintiți că capătul inferior al acestuia trebuie îndreptat către conducta de retur, concepută pentru a colecta lichidul de răcire răcit în sistem de încălzire cu conducte duble. Cel mai simplu mod de a obține un generator de câmp alternativ este de a lua un invertor de la mașina de sudat.

Contactele bobinei de inducție sunt conectate la poli ai invertorului.De îndată ce sursa de alimentare va fi conectată la unitate și va fi inclusă în rețea, un cazan de inducție casnic va începe să funcționeze.

Pentru fabricarea unui astfel de dispozitiv, chiar și o mașină de sudare ieftină este potrivită, de exemplu, un model fabricat din chineză, care vă permite să reglați rezistența curentă, începând de la un nivel de 10 A. Un adaptor de reglare a temperaturii ar trebui instalat lângă adaptor pe alimentare. Invertorul de sudură este conectat prin intermediul acestui termostat.

La ieșiri, trebuie instalate diode redresoare. Pentru a face acest lucru, va trebui să deschideți corpul mașinii de sudat și să lipiți firele la ieșire, apoi să le atașați la diode. Dacă vă conectați fără diode direct, atunci un curent de tensiune rectificat va curge către înfășurare, iar bobina va funcționa ca electromagnet, nu ca inductor.

Pentru a crea o spirală de inducție, se recomandă utilizarea unui fir de cupru cu secțiune transversală de 1,5 mm într-o teacă izolatoare fiabilă, este necesar să se facă aproximativ 90 de rotații

Unele aparate de sudură moderne au un senzor tactil care pornește atunci când electrodul atinge suprafața de lucru. Acest moment trebuie luat în considerare astfel încât senzorul să funcționeze la momentul potrivit sau să nu afecteze funcționarea unui cazan de casă.

Dacă un maestru fără experiență are probleme cu modificarea mașinii de sudat, este mai bine pentru el să solicite sfaturi profesionale.

Pentru fabricarea unui cazan de inducție cu propriile mâini, puteți lua orice mașină de sudură cu caracteristici adecvate. Dacă este necesar, dispozitivul poate fi folosit din nou pentru sudare

Dacă totul este realizat corect, mașina de sudat poate fi folosită în viitor în scopul propus. Va fi necesară dezvelirea conductorilor cu diode și reasamblare. Sub influența curentului alternativ de înaltă frecvență, o bobină de inducție va crea un câmp magnetic.

Metalul din interiorul carcasei polimerice va începe să se încălzească și să transfere căldura în apa care circulă prin circuitul de încălzire. Aparatul va avea nevoie de doar câteva minute pentru a încălzi lichidul de răcire.

Locația încălzitorului de inducție trebuie selectată corect. Unitatea trebuie să fie amplasată la 800 mm sub tavan, iar cel puțin 300 mm ar trebui să o despartă de pereți și mobilier.

Câteva cuvinte despre securitate

Cazanele de inducție casnică nu sunt de obicei echipate cu sisteme de control și protecție, ceea ce le face nesigure. Prin urmare, înainte de a porni unitatea, trebuie să vă asigurați că cavitatea carcasei este umplută cu lichid de răcire.

Dacă carcasa polimerică a încălzitorului este supusă încălzirii constante, fără spălare cu purtătorul de căldură, se va topi pur și simplu, uneori aceasta duce nu numai la deformarea încălzitorului, ci și la deteriorarea completă a acestuia.

Unitățile de acest tip sunt adesea folosite pentru incandescența și topirea metalelor. Temperaturile ridicate de la un încălzitor cu inducție necesită o atenție atentă la siguranță.

Căderea dintr-o umplutură de metal fierbinte dintr-un corp topit poate fi, de asemenea, periculoasă. În acest caz, va trebui să demontați aproape complet dispozitivul și să faceți un nou element de încălzire pentru acesta.

Conectarea la sursa de alimentare trebuie efectuată printr-un cablu separat de scut. Desigur, este necesar să sigilați cu atenție toate contactele cu izolație. De asemenea, invertorul mașinii de sudat trebuie să fie pus la pământ, acesta fiind un punct important pentru siguranță.

În acest caz, aveți nevoie de un cablu cu o secțiune transversală de cel puțin patru milimetri. Unii experți recomandă acordarea de preferințe unui cablu de șase milimetri. Pentru a preveni supraîncălzirea unui încălzitor de inducție de casă din cauza lipsei de apă în sistem, se recomandă instalarea unei supape de suprapresiune la intrarea încălzitorului.

Un dispozitiv de încălzire prin inducție ocupă relativ puțin spațiu, dar trebuie amplasat la o anumită distanță de tavan, pereți, mobilier etc.

Un dispozitiv de acasă de acest tip, care nu este echipat cu echipamente speciale de protecție, este un obiect potențial periculos care necesită monitorizare constantă. Prin urmare, ar trebui să cheltuiți ceva mai mulți bani, dar achiziționați dispozitivele necesare.

În același timp, nu strică evaluarea costurilor, probabil că achiziționarea unui cazan de inducție pregătit nu va costa mult mai mult. Dispozitivele industriale sunt de obicei echipate cu toată protecția necesară.

Caracteristici și tehnologie de fabricație pas cu pas a unei alte versiuni a unui cazan de inducție de casă pentru sistemul de încălzire dat aici.

Concluzii și video util pe această temă

Clip # 1. Prezentare generală a principiilor de încălzire prin inducție:

Clip # 2. O opțiune interesantă pentru fabricarea unui încălzitor cu inducție:

Pentru a instala un încălzitor cu inducție, nu este necesar să obțineți permisiunea autorităților de reglementare, modelele industriale ale acestor dispozitive sunt complet sigure, sunt potrivite pentru o casă privată și pentru un apartament obișnuit. Dar proprietarii de unități de casă nu ar trebui să uite de siguranță.

Vă rugăm să comentați materialul propus pentru revizuire. Puneți întrebări despre puncte interesante sau obscure. Poate aveți propria experiență în construcția sau instalarea unui cazan de inducție? Puteți spune și posta fotografii unice în secțiunea de comentarii de mai jos.