Как сделать индуктор из сварочного инвертора: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Индукционная печь из сварочного инвертора своими руками

Идея изготовления приборов отопления из готовых элементов и блоков промышленного производства далеко не нова и имеет довольно большое число поклонников. Одним из таких экспериментов, дающий возможность своими руками изготовить индукционную печь из сварочного инвертора можно назвать эталонным по качеству и результативности успеха. При помощи простых устройств в домашних условиях используя сварочный аппарат как источник питания можно собрать не только индукционную печь, но и котел отопления.

Принцип работы индукционного нагрева и устройство индукционных печей

Индукционная печь из сварочного аппарата по своему устройству очень схожа с бытовыми индукционными печами, да и принципы, на которых основывается работа этих устройств, во многом схожи. В основе работы устройства положен принцип электромагнитной индукции. В силовое поле, образуемое вокруг проводника, по которому течет электрический ток, помещается металлический сердечник. В результате действий электрического тока образуется электромагнитное поле, которое воздействует на кристаллическую решетку сердечника. Под действием поля возникают вихревые токи, которые и создают нагрев сердечника до температуры плавления.

Преимущества такой индукционной печи заключается:

• в скоротечном равномерном нагреве металла помещенного в спираль катушки;
• в специфической направленности нагрева – греется только металл, помещенный в установку, а не все оборудование;
• при плавке получается однородный металл без вкрапления примесей и добавок;
• нагрев происходит настолько быстро, что специальные добавки не успевают испаряться. К слову это очень важно при работе с ценными металлами, например, при плавке золота или золотосодержащих сплавов.

Однако, конструкция не может обойтись без источника питания, способного выдавать ток нужных параметров и к тому же снабженного устройствами защиты от перегрева и короткого замыкания. Так что для изготовления печи используется сварочный аппарат как источник питания и изготовленный своими руками индуктор из медной трубки.

Индукционная печь на транзисторах – схема изготовления и подключения

На сегодняшний день существует несколько популярных схем изготовления индукционной печи на полевых транзисторах. Эти схемы во многом схожи со схемами бытовых сварочных инверторов, в них также используются полевые транзисторы и пленочные конденсаторы, а в качестве системы охлаждения медные или латунные радиаторы или кулер для обдува воздухом. Так что для тех кто не ищет легких путей и готов поработать паяльником схема сборки источника питания для индуктора выглядит следующим образом:

• в схеме участвуют два полевых транзистора IRFZ44V;
• два диода UF4007 или UF4001;
• резистор 470 Ом, 1 вт;
• конденсаторы разной мощности – 1 мкФ – 3 шт, 220 нФ – 4 шт, 470 нФ – 1 шт, 330 нФ – 1 шт;
• эмалевый медный провод 1,2 мм – для обмотки ферритовых колец и такие же провода диаметром 2 мм.
• В качестве дроссельных колец можно использовать ферритовые кольца от старых приемников или блоков питания компьютеров.
• В качестве радиаторов используются латунные или медные пластины большой площади и большим количеством оребрения;
• В качестве прокладочных шайб используются резиновые кольца и шайбы из тонкого текстолита или гетинакса.

Первым этапом работы выступает изготовление дросселя – на кольцо из феррита наматывается проволока диаметром 1,2 мм. Оптимальным считается намотка 7-15 витков проволоки с одинаковым расстоянием между витками.

Следующим шагом выступает сборка батареи конденсаторов – при параллельном соединении батарея должна иметь мощность 4,7 мкФ.

Сам индуктор изготавливается из медной проводи диаметром 2 мм и имеет 7-8 полных витков с концами, имеющими длину ½ витка обмотки.

После соединения всех элементов в качестве источника питания используется аккумулятор напряжением 12 вольт и емкостью 7,2а/ч. При включении схемы емкости аккумулятора должно хватить на 30-40 минут работы и при этом он будет выдавать ток силой примерно 10А.

Такое устройство можно собрать самостоятельно, правда при этом, нет гарантии, что оно выдержит непрерывный режим работы, поскольку оно лишено устройства автоматического отключения при перегреве. Именно поэтому индукционная печь из сварочного инвертора намного практичнее и проще, как в изготовлении, так и в обслуживании.

Индукционная печь из сварочного инвертора – приспособление для плавки металла и для нагрева теплоносителя в системе отопления

Идея использования такой индукционной установки в качестве плавильной печи металла во многом позволяет применить ее и в качестве котла отопления для небольшого помещения.

Преимуществом такого применения является:

• В отличие от плавки металла при наличии постоянно циркулирующего теплоносителя система не подвергается перегреву;
• Постоянная вибрация в электромагнитном поле не позволяет оседать на стенках нагревательной камеры отложениям, сужающим просвет;
• Принципиально схема без резьбовых соединений с прокладками и муфтами исключает возможность протечек;
• Установка практически бесшумна в отличие от других типов отопительных котлов;
• Сама установка без традиционных ТЭН-ов, имеет больший ресурс работы и высокую надежность;
• Нет выбросов продуктов сгорания, риск отравления продуктами горения топлива сведен к нулю.

Практическая составляющая процесса создания оборудования для обогрева помещения при помощи индукционной печи из инверторного сварочного аппарата состоит из следующих шагов.

• Для изготовления корпуса подбирается пластиковая труба с толстыми стенками и предназначенную, для использования в трубопроводах с высокой температурой и под высоким давлением;
• Для того чтобы металлический наполнитель постоянно находится в полости нагревателя изготавливаются две крышки с сеткой, чтобы через нее не вываливался наполнитель.
• В качестве наполнителя подбирается стальная проволока диаметром 5-8 мм, и режется кусочками длиной 50-70 мм.
• Отрезками проволоки заполняется корпус трубы и подсоединяется к системе.

Принцип работы этого устройства состоит в следующем:

• Индуктор из медной проволоки диаметром 2-3 мм с 90 – 110 витками устанавливается снаружи корпуса из пластиковой трубы;
• Корпус заполняется теплоносителем;
• При включении инвертора ток поступает на индуктор;
• В спирали индуктора образуются вихревые потоки, которые начинают воздействовать на кристаллическую решетку металла внутри корпуса;
• Отрезки металлической проволоки начинают нагреваться и нагревать теплоноситель;
• Поток теплоносителя после нагревания начинает движение, нагретый теплоноситель замещается холодным.

Такая принципиальная схема системы отопления на индукционном нагревательном элементе в практическом исполнении имеет один существенный недостаток – теплоноситель должен постоянно проталкиваться напором. Для этого в систему должен быть обязательно включен циркуляционный насос. Кроме того, рекомендуется установить и дополнительно датчик температуры это позволит контролировать теплоноситель и защитить котел от перегрева.

как сделать своими руками, схемы и процесс установки

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора представляет собой эффективный прибор с высоким КПД и несложным внутренним устройством. Устройства промышленного производства обойдутся достаточно дорого, поэтому самостоятельная сборка является неплохой альтернативой.

Описание самодельного индукционного нагревателя

Нагревательное оборудование, которое работает по принципу индукции, стремительно набирает популярность. Это обусловлено практически бесшумной работой, эффективным обогревом окружающего пространства и повышенной безопасностью в сравнении с топливными системами.

высоким КПД и несложным внутренним устройством.

Устройство самоделки

Самодельный прибор состоит из таких частей:

1. Нагревательного элемента. В его качестве используется трубка из металла или полимерных материалов, которая спрятана в индукторном компоненте и содержит теплоноситель.
2. Альтернатора (генератора переменного ТВЧ). Устройство требуется для повышения частот бытовой сети. Оно делает их выше стандарта в 50 Гц.
3. Индуктора. Представляет собой цилиндрическую катушку из проволоки, которая генерирует электромагнитное поле.

Сфера применения

Принцип индукции широко применяется в таких сферах человеческой деятельности:

1. Металлургия. С помощью технологии производится плавка металлических заготовок.
2. В бытовой сфере. С помощью нагревателей выполняется готовка пищи, нагрев воды или обогрев частных сооружений.
3. В отдельных направлениях промышленности. Метод используется в работе индукционных печей быстрого разогрева.

Принцип работы индукционного нагревателя для металла

Под индуктором подразумевается катушка, изготовленная из медной проволоки, которая провоцирует магнитное поле. С помощью генератора переменного тока формируется высокочастотный поток из базового потока бытовой электросети с частотой 50 Гц. Роль нагревателя играет металлический элемент, поглощающий тепло. При правильном соединении таких составляющих получается эффективный прибор, который может использоваться для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.

Генератор направляет электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда сквозь деталь проходит поток заряженных частиц, это вызывает формирование магнитного поля.

Индукционные нагреватели работают по принципу образования электропотоков в проводниках. Магнитное поле может менять направление электромагнитных волн. В случае взаимодействия с металлическими изделиями, оно моментально нагревает их без контакта с индуктором. Этому способствуют вихревые токи.

Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве

Популярность использования оборудования в быту обусловлена неплохой экономией электроэнергии. При установке на кухне плит, работающих по методу индукции, у владельца исчезает необходимость включения вентиляции, т.к. окружающее пространство практически не прогревается. Нагревательная поверхность не требует сложной очистки, поскольку она выполнена из стекла.

Из-за увеличенной скорости нагрева продолжительность работы системы сокращается, что тоже позволяет сэкономить на электричестве.

Преимущества самодельного устройства

Нагреватели имеют несколько важных достоинств. К ним относят следующие пункты:

1. На поверхности агрегата не появляется накипь, поскольку при образовании вихревых токов происходит вибрация. Подобная особенность исключает дополнительные траты на очистку котлов.
2. Теплогенератор отличается максимальной герметичностью, даже если он изготовлен своими руками. Вероятность протечек в котлах исключается, поскольку теплоноситель прогревается внутри трубы, а тепловая энергия передается посредством электромагнитного поля. В устройстве системы не предусмотрены разъемные соединения.
3. Нагревательный прибор не нуждается в ремонте или обслуживании, поскольку он представляет собой трубку из меди. Для сравнения, спираль ТЭНа часто перегорает и требует замены.
4. Во время работы инверторного оборудования отсутствует избыточный шум. При этом агрегат создает вибрации, но их частота настолько низкая, что они практически не ощущаются.
5. Сборка и обслуживание системы не сопровождаются большими затратами. Это позволяет без особых сложностей и финансовых вложений соорудить обогревательный прибор в домашних условиях.

Недостатки нагревателя

Помимо положительных качеств, нагреватели индукционного типа имеют и недостатки. При размещении на небольшом расстоянии от оборудования можно получить ожоги, поскольку оно нагревает не только теплоноситель, но и окружающее пространство. В сравнении с газовыми котлами индукционные системы дороже в эксплуатации.

В число недостатков относится риск детонации из-за перегрева теплоносителя.

Проблема исключается путем монтажа датчика давления.

Что потребуется для изготовления своими руками

Для предстоящей сборки нагревателя из инверторного механизма потребуется подготовить:

1. Корпус будущего агрегата. Его делают из полимерной трубы диаметром 50 мм, которая устойчива к нагреву.
2. Нагревательный элемент. В качестве этой детали можно использовать проволоку из нержавеющего материала.
3. Держатель для проволочных отрезков. Это металлическая сетка с небольшим сечением ячеек.
4. Индукторная составляющая. Подойдет медная проволока.
5. Система подачи жидкости. Для этих целей используется циркуляционный насос.

Кроме того, потребуется подготовить терморегулятор и элементы подключения к отопительному контуру, к которым относятся шаровые краны и переходники.

Схемы для изготовления нагревателя

Существуют готовые чертежи для сборки нагревательного оборудования. В зависимости от технических параметров и назначения устройства они различаются.

Классическая схема нагревателя функционирует по принципу «двойного полумоста», который оснащен 4 силовыми транзисторами и изолированным затвором. Для управления транзисторами используют микросхему IR2153.

Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя

Чтобы осуществить переделку сварочного оборудования в индукционную печь, необходимо подготовить расходные детали и инструменты. Также важно подготовить чертежи и придерживаться инструкции по сборке.

Простое изделие на основе сварочного инвертора

Для изготовления простого, но эффективного нагревателя, можно использовать сварочный инвертор. Процесс изготовления достаточно простой:

1. Для начала нужно взять толстостенную полимерную трубку.
2. С торцевой части трубы стоит установить разводку и 2 вентиля, а внутрь засыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
3. Закрепить верхний вентиль.
4. Выполнить 90 витков медной проволокой для сборки индуктора.

В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет трубка с проволокой. Аппарат устанавливается в режим переменного тока с повышенной частотой.

Чтобы система работала корректно, останется подключить медную проволоку к плюсовому значению сварки и оценить работоспособность конструкции.

В процессе нагрева происходит излучение магнитного поля и прогревание проволоки вихревыми потоками. Это вызывает закипание жидкости.

Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт

Для сборки экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку катушка без особых сложностей сможет прогреть любой материал, можно усовершенствовать нагреватель.

Корпус можно изготовить из пластиковой трубы, которая обладает большим диаметром, чем элемент системы отопления. Оптимальная длина изделия составляет 1 м, а внутреннее сечение – 50-80 мм.

Чтобы подключить нагреватель к оборудованию, потребуется закрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя секция закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещают наполнитель из небольших металлических частиц.

Длина отрезков регулируется индивидуально без особых ограничений. При этом, чем выше показатель магнитного сопротивления стали, тем быстрее будет осуществляться нагрев.

Для обмотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстой проволоки неоправданно, поскольку это усложнит плотное расположение витков.

Печь для нагрева металла

Из-за повышенной пожарной безопасности метод индукции применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящих работ потребуется подготовить:

1. 12-вольтный аккумулятор.
2. Медную обмоточную проволоку.
3. Пленочные конденсаторы.
4. Транзисторы и диоды.
5. Кольца блока питания от персонального компьютера.

Последующая сборка производится по такой инструкции:

1. На радиаторы охлаждения устанавливаются транзисторы. Во время использования прибор интенсивно нагревается, поэтому лучше подготовить крупные радиаторы.
2. Изготавливаются дроссели. Для их сборки применяют медную проволоку и кольца блока питания ПК. Важно следить, чтобы межвитковое расстояние оставалось идентичным на каждом отрезке.
3. Собирается конденсаторная батарея. Емкость элемента питания должна составлять 4,7 мкФ.
4. Изготавливается обмотка. Диаметр медной проволоки должен составлять 2 мм. Потребуется выполнить 8 витков, чтобы во внутреннем пространстве поместились все обрабатываемые детали.

На последнем этапе подключается аккумулятор. Ток регулируется во время изготовления печи. Для этого достаточно поменять количество витков.

Если планируется частая и интенсивная эксплуатация оборудования, лучше подготовить блок питания повышенной мощности.

Кроме того, следует предусмотреть систему отвода тепла и вентиляции, т.к. во время работы печь сильно нагревается.

Нагреватель для воды

Использование такого агрегата в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу ГВС или обогрев помещения. Система расходует много электрической энергии, но обладает простой схемой сборки и отсутствием сложностей в обслуживании. Предстоящая сборка начинается с подготовки:

1. Сварочного инвертора.
2. Теплоизолятора (подойдет керамзит).
3. Проволоки из меди и стали.
4. Отрезка пластиковой трубы с толстыми стенками.
5. Трубок разного диаметра.

На первом этапе начинается изготовление котла. Его можно соорудить из 2 трубок разного сечения, которые вставляются друг в друга с выдерживанием зазора 20-25 мм.

Дальше производится приваривание концов колец и подсоединение к общей системе отопления. Во внешнюю стенку нужно вварить выходную и входную трубки.

Затем изготавливается обмотка, которая в точности повторяет форму котла. Всего нужно выполнить 35-40 витков, соблюдая равное межвитковое расстояние.

На последнем этапе собирается защитный корпус, который делается из диэлектрического материала, и подключается инверторный аппарат и теплоноситель.

Правильно собранная конструкция сможет прослужить в течение 20-25 лет без ремонта и замены расходных деталей.

Особенности эксплуатации самоделки

При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.

Индукционная катушка

Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.

Модуль резонансного конденсатора

Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.

Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.

Установка индукционного нагревателя

Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.

Специалисты применяют для таких целей терморегуляторы с реле и датчиками. Такие элементы умеют отключать цепь при нагреве теплоносителя до требуемой температуры.

Безопасность устройства

Для повышения безопасности самодельного нагревателя необходимо выполнить такие требования:

1. Организовать качественную изоляцию. Все проводники и соединения нужно тщательно заизолировать, чтобы исключить риск получения удара током.
2. Правильно выбрать отопительную систему. Индукционные системы не подходят для совместного использования с оборудованием, которое применяет принцип естественной циркуляции воды. Для этих систем нужен водяной насос.
3. Выбрать подходящее размещение устройства. Прибор должен находиться на расстоянии от 40 см от стен и предметов интерьера, и на расстоянии от 80 см от потолка или напольного покрытия.
4. Установить регулировочные клапаны и манометры. Такие средства безопасности защитят оборудование от скачков давления. Кроме того, нужно предусмотреть систему стравливания воздуха.

Полезное видео по созданию нагревателя индукционного типа

В предложенных видео подробно описан принцип работы устройств индукционного типа. Также в ролике можно посмотреть особенности самостоятельной сборки агрегата.

Дополнительные советы по изготовлению

При изготовлении системы необходимо изолировать открытые элементы для повышения безопасности. Рекомендуется предусмотреть автоматическую систему управления системой и подключать прибор к электрической сети с помощью подходящих переходников. Такие действия повысят безопасность нагревателя и продлят срок его службы.

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Можно ли самостоятельно сделать индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора, причём никаких противозаконных действий вы не делаете, и контролирующие или надзорные органы не могут вам наказать за такой способ подключения к электросети. Многие считают, что рациональным решением создания отопительной системы в доме будет подключение газового котла. В принципе, все это верно, но как быть собственнику недвижимости, если нет прямого выхода на централизованную систему газоснабжения. В данном случае поможет один из распространённых вариантов, это монтаж индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Внешний вид индукционного нагревателя из сварочного инвертора

Конструктивные элементы индукционной системы

Состав основных компонентов изготовления нагревателя включает в себя такие компоненты, детали и узлы:

• Генераторные установки преобразования переменного типа тока. В качестве варианта, используют специальный вариант прибора, который преобразует стандартную частоту в 50 Гц в более высокие параметры бытовой электросети с высокими частотными характеристиками.
• Конструкция индуктора. Специальное устройство в виде цилиндрической катушки, в основе которой используется медная проволока, принцип работы которой зависит от имеющего электромагнитного поля.

Медная катушка для нагревателя

• Нагревательный компонент или узел, элемент. В качестве детали используют специальную металлическую трубу стандартного диаметра и размера или пруток, который вводится в магнитное поле.

В дальнейшем собирая индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками, все взаимосвязанные компоненты взаимодействуют следующим образом:

• Генератор соответствующим естественным путём повышает частоту используемого тока и в трансграничном варианте модифицированного состояния транслирует получаемую энергию на основную катушку.
• Индуктор, по своим параметрам, осуществляет приём высоко частного имеющегося тока, далее происходит преобразование в электромагнитное поле соответствующего переменного вида. В этом случае происходит комплексное изменение направления вектора электромагнитных характеристик волновых значений, причём, обязательно с высокой частотой принципа воздействия.

В конечном итоге происходит передача нужного уровня электроэнергии, без видимых условных потерь. КПД показателей данных индуктивности хватает на обогрев необходимой площади здания.

«Обратите внимание!

Примечательно, что данный эффект пользуется повышенным спросом во многих отраслях промышленности и индукционный нагреватель из сварочного инвертора для кузнечного дела и в металлургии является обыденным явлением в сегодняшних экономических реалиях.»

В дальнейшем общий принцип распределения получаемой энергии может иметь тривиальный характер. Так, вы можете передать энергию для разогрева жидкости в теплоносителе, или использовать для иных целей, где необходимо использовать повышенные температурные режимы эксплуатации.  Расход энергии осуществляется в трубчатом теплоносителе, где происходит естественная циркуляция. Примечательно, что если индукционный нагреватель из сварочного инвертора не греет, то его можно использовать в качестве охладителя того же варианта отопительной системы.

Преимущественные характеристики индукционного нагревателя

Как видно, режим жёсткой экономии электроэнергии позволяет реализовать на практике интересные идеи как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, не прибегая к дорогостоящим вариантам. Основные технические и конструкционные достоинства системы:

Есть один существенный недостаток, для того, что собрать схему индукционного нагревателя из сварочного инвертора, потребуется вложиться в немаленькую сумму. Промышленные варианты стоят действительно дорого, но сэкономить вы можете только в том случае, если произведёте сборку конструкции согласно общим рекомендациям ведущих специалистов.

Электрическая схема индукционного нагревателя

Материалы, необходимые для самостоятельной сборки индукционного нагревателя

Теперь перейдём к самому главному, какие материалы необходимы для устройства индукционного нагревателя. В данном случае вам понадобятся:

• Инверторный комплекс, который мы используем в сварочном агрегате инверторного типа.
• Пластиковая основа корпуса, где будет собрана основная часть устройства с металлическими частями.
• Проволока стандартная из нержавейки, которая станет нагревательным элементом в действующем электромагнитном поле.
• Сетка металлическая с мелким ячеистым зерном, которая будет в процессе эксплуатации, удерживать внутри действующего прибора, куски из нержавеющей проволоки.
• Медный компонент проволоки, для удерживания индуктора.
• Для полдачи воды, подбираем эффективный циркуляционный насос общего принципа действия.
• Терморегулятор общего вида
• Переходные варианты кранов, или шаровые соединения, для подключения к основной системе отопления.
• Инструмент для обработки проволоки – кусачки.

Сборка и монтажные работы

После того, как вы подготовили необходимый минимум инструментов и оборудования для изготовления индукционного нагревателя, приступаем к непосредственному монтажу, который включает в себя следующие характеристики:

• В одном из доступном концах пластиковой трубы крепим металлическую сетку, которая предотвратить проваливание проволоки, в процессе режима нагрева.
• В этой же части торцевого соединения крепим переходник, который подсоединяется к отопительной системе общего принципа действия.
• При помощи слесарных стандартных кусачек нарезаем нержавеющую проволоку длиной от 1 до 6 см.
• Готовые части нарезанных кусков проволоки плотно и тщательно укладываем в трубу. Обратите внимание, не должно быть никакого свободного пространства внутри пластиковой трубы.
• На втором конце трубы также фиксируем сетку, и точно также устанавливаем второй переходник, который будет подключён к отопительному комплексу здания.
• Индуктор изготавливаем путём наматывания (накручивания обычным метолом) на металлическую трубу медной проволоки, причём общее количество витковых соединений на трубе должно быть в пределах 80-90 единиц.
• Используя общую схему подключения, подсоединяем медные обмотки к требуемым полюсам инвертора, встроенного в сварочное оборудование.
• Все компоненты электрической части индуктора и нагревателя тщательно изолируем специальными доступными средствами.
• Монтируем в отопительную систему циркуляционный насос, если такового варианта не было изначально.
• К инверторной части нагревателя подсоединяем терморегулятор, который будет служить принципом автоматизированного управления всей системы в целом.

Далее, мы осуществляем подключение инвертора, который будет на индукторе образовывать магнитное поле, провоцируемое появлением специальных вихревых потоков.

В данном случае потоки будут разгонять конструкцию индуктора до требуемого режима разогрева всей системы теплоносителя. Обязательно соблюдаем меры безопасности и аккуратно подсоединяем все задействованные узлы и компоненты для индукционного нагревателя общего и специального принципа действия.

Урок 1 — Основы дуговой сварки

SMPS | Проекты самодельных схем

Если вы ищете вариант замены обычного сварочного трансформатора, сварочный инвертор — лучший выбор.Сварочный инвертор удобен и работает от постоянного тока. Текущий контроль поддерживается с помощью потенциометра.

Автор: Dhrubajyoti Biswas

Использование топологии с двумя переключателями

При разработке сварочного инвертора я применил прямой инвертор с топологией с двумя переключателями. Здесь входное линейное напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, а затем сглаживается с большой емкостью.

Однако, поскольку импульс тока включения имеет тенденцию быть высоким, необходимо наличие цепи плавного пуска.Поскольку переключение включено и конденсаторы первичного фильтра заряжаются через резисторы, мощность дополнительно обнуляется путем включения реле.

В момент переключения мощности транзисторы IGBT используются и затем используются через управляющий трансформатор прямого затвора TR2 с последующим формированием схемы с помощью регуляторов IC 7812.

Использование микросхемы UC3844 для управления ШИМ

В этом сценарии используется схема управления UC3844, которая очень похожа на UC3842 с ограничением ширины импульса до 50% и рабочей частотой до 42 кГц.

Цепь управления получает питание от вспомогательного источника питания 17 В. Из-за больших токов в обратной связи по току используется трансформатор Tr3.

Напряжение регистра считывания 4R7 / 2W более или менее равно выходному току. Выходной ток можно дополнительно контролировать с помощью потенциометра P1. Его функция заключается в измерении пороговой точки обратной связи, а пороговое напряжение на выводе 3 UC3844 составляет 1 В.

Одним из важных аспектов силовых полупроводников является то, что они нуждаются в охлаждении, и большая часть выделяемого тепла отводится через выходные диоды.

Верхний диод, состоящий из 2x DSEI60-06A, должен выдерживать ток в среднем 50 А и потери до 80 Вт.

Нижний диод, т.е. STTh300L06TV1, также должен иметь средний ток 100А и потери до 120Вт. С другой стороны, общие максимальные потери вторичного выпрямителя составляют 140 Вт. Выходной дроссель L1 дополнительно подключен к отрицательной шине.

Это хороший сценарий, поскольку радиатор закрыт от высокочастотного напряжения. Другой вариант — использовать диоды FES16JT или MUR1560.

Однако важно учитывать, что максимальный ток нижнего диода в два раза больше тока верхнего диода.

Расчет потерь IGBT

На самом деле расчет потерь IGBT — сложная процедура, поскольку, помимо потерь на проводимость, еще одним фактором являются потери при переключении.

Также каждый транзистор теряет около 50 Вт. Выпрямительный мост также теряет мощность до 30 Вт и размещается на том же радиаторе, что и IGBT, вместе с диодом сброса UG5JT.

Также есть возможность заменить UG5JT на FES16JT или MUR1560. Потеря мощности диодов сброса также зависит от конструкции Tr1, хотя потери меньше по сравнению с потерей мощности от IGBT. Выпрямительный мост также приводит к потере мощности около 30 Вт.

Кроме того, при подготовке системы важно не забывать масштабировать максимальный коэффициент нагрузки сварочного инвертора. После этого на основе измерения вы можете быть готовы выбрать правильный размер калибра обмотки, радиатора и т. Д.

Еще один хороший вариант — добавить вентилятор, так как он будет контролировать нагрев.

Принципиальная схема

Детали обмотки трансформатора

Коммутационный трансформатор Tr1 намотан на два ферритовых EE сердечника, и оба они имеют сечение центральной колонны 16×20 мм.

Таким образом, общее поперечное сечение составляет 16×40 мм. Следует соблюдать осторожность, чтобы не оставлять воздушных зазоров в области сердечника.

Хороший вариант — использовать 20 витков первичной обмотки, намотав на нее 14 проводов с нулевым сопротивлением.Диаметр 5 мм.

С другой стороны, вторичная обмотка состоит из шести медных полос 36×0,55 мм. Трансформатор прямого привода Tr2, который разработан с низкой паразитной индуктивностью, следует трехсторонней схеме намотки с тремя витыми изолированными проводами диаметром 0,3 мм и обмотками по 14 витков.

Активная часть изготовлена ​​из стали h32 с диаметром средней стойки 16мм и без зазоров.

Трансформатор тока Tr3 изготовлен из дросселей для подавления электромагнитных помех. В то время как первичный имеет только 1 ход, вторичный получает ранение за 75 ходов из 0.Проволока 4 мм.

Важным моментом является соблюдение полярности обмоток. В то время как L1 имеет ферритовый сердечник EE, средний столбец имеет поперечное сечение 16×20 мм с 11 витками медной полосы 36×0,5 мм.

Кроме того, общий воздушный зазор и магнитная цепь установлены на 10 мм, а его индуктивность составляет 12 мкГн cca.

Обратная связь по напряжению на самом деле не мешает сварке, но определенно влияет на потребление и потерю тепла в режиме ожидания. Использование обратной связи по напряжению очень важно из-за высокого напряжения около 1000 В.

Кроме того, ШИМ-контроллер работает с максимальным рабочим циклом, что увеличивает потребление энергии, а также увеличивает количество нагревательных компонентов.

Постоянный ток 310 В может быть извлечен из сети 220 В после выпрямления через мостовую сеть и фильтрации через пару электролитических конденсаторов 10 мкФ / 400 В.

Источник питания 12 В можно получить от готового блока адаптера 12 В или собрать дома с помощью информации, предоставленной здесь :

Цепь для сварки алюминия

Этот запрос был отправлен мне одним из преданных читателей этого блога Mr.Хосе. Вот подробности требования:

Мой сварочный аппарат Fronius-TP1400 полностью работоспособен, и меня не интересует его конфигурация. Эта устарелая машина является первым поколением инверторных машин.

Это основное устройство для сварки покрытым электродом (сварка MMA) или вольфрамовой дугой (сварка TIG). Переключатель позволяет выбор.

Это устройство выдает только постоянный ток, что очень удобно для сварки большого количества металлов.

Есть несколько металлов, таких как алюминий, которые из-за быстрой коррозии при контакте с окружающей средой необходимо использовать пульсирующий переменный ток (прямоугольная волна от 100 до 300 Гц), что способствует устранению коррозии в циклах с обратной полярностью и поверните плавку в циклы прямой полярности.

Существует мнение, что алюминий не окисляется, но это неверно, что происходит так, что в нулевой момент, когда он вступает в контакт с воздухом, образуется тонкий слой окисления, который с этого момента сохраняет его от следующих последующих окисление.Этот тонкий слой усложняет сварку, поэтому используется переменный ток.

Мое желание — сделать устройство, которое будет подключено между клеммами моего сварочного аппарата постоянного тока и горелки, чтобы получить переменный ток в горелке.

Вот где у меня возникли трудности в момент создания преобразователя постоянного тока в переменный. Увлекаюсь электроникой, но не специалист.

Итак, я прекрасно понимаю теорию, я смотрю на микросхему HIP4080 или аналогичную таблицу данных, чтобы увидеть, что ее можно применить в моем проекте.

Но моя большая трудность в том, что я не делаю необходимый расчет значений компонентов. Может быть, есть какая-то схема, которую можно применить или адаптировать, я не нахожу ее в Интернете и не знаю, где искать, поэтому прошу вашей помощи.

Конструкция

Для того, чтобы гарантировать, что процесс сварки может устранить окисленную поверхность алюминия и обеспечить эффективное сварное соединение, существующий сварочный стержень и алюминиевая пластина могут быть объединены со ступенью привода полного моста. , как показано ниже:

Rt, Ct можно вычислить методом проб и ошибок, чтобы получить колебания МОП-транзисторов на любой частоте от 100 до 500 Гц.Чтобы узнать точную формулу, вы можете обратиться к этой статье.

Вход 15 В может быть запитан от любого адаптера переменного тока 12 В или 15 В постоянного тока.

Почему мой сварочный аппарат не работает со стержнями 6010? — Weldpundit

Если вы попытаетесь использовать стержневые электроды из целлюлозы, такие как E6010, с обычным сварочным аппаратом, вы, вероятно, будете разочарованы. Электрод не хочет поддерживать стабильную дугу или вообще не зажигается.

Вы можете подумать, что делаете что-то не так и проверить исправность зажима, полярность и тд.Однако, если вы переключитесь на рутиловые или основные (с низким содержанием водорода) электроды, они будут работать нормально. Так почему же ваш сварщик не использует прутки E6010?

Современные аппараты для ручной сварки не используют электроды E6010, потому что у них нет необходимых компонентов для стабилизации агрессивной дуги, создаваемой этими электродами. Все сварщики должны иметь большие индукторы, обеспечивать достаточное сварочное напряжение, а инверторные сварочные аппараты должны иметь подходящее программное обеспечение для выполнения всей процедуры.

Целлюлозные электроды (или стержни) предпочтительны, если вы хотите:

• Сваривайте с помощью хороших соединений с ручным управлением с открытыми корнями.
• Вы хотите выполнять сварку в нестандартном положении, особенно вертикально вниз. Металл сварного шва целлюлозных стержней быстро застывает и остается на месте.
• Соединения сварные с плотной посадкой. Стержни из целлюлозы обеспечивают самое глубокое проникновение и лучше всего подходят для этих соединений.
• Поддерживайте оборудование без тщательной очистки, потому что у вас может не хватить времени или соединение не понадобится. Эти стержни проникают и свариваются через значительное количество прокатной окалины, грязи, ржавчины, краски и т. Д.

Целлюлозные стержни бывают двух типов: EXX10 и E6011.

Стержни E6011 могут работать с большинством сварочных аппаратов, которые также работают со стержнями базового типа, такими как E7018 или E7016. Стержни E6011 — отличная альтернатива для домашней или сельскохозяйственной сварки, но не для профессиональных строительных работ.

Проблемы несовместимости возникают со стержнями EXX10, такими как E6010s, E7010s и так далее. Эти стержни не содержат калий во флюсовом покрытии, как E6011. Калий помогает стабилизировать дугу.

Кроме того, для большинства сварочных работ, требующих стержней E6010, вы используете методы сгибания и паузы, которые создают дополнительную нагрузку на сварщика.В результате стержни E6010 создают дугу, которую очень трудно стабилизировать.

Эта проблема более заметна для современных инверторных сварщиков, и статья будет посвящена именно им.

Причины, по которым сварщики не могут стабилизировать дугу стержней E6010

Вот причины, по которым современные инверторные сварщики испытывают трудности при работе со стержнями E6010.

Дроссели малые

значительно уменьшила размер всех компонентов машины.Небольшие компоненты обладают преимуществом небольшого веса и портативности, но также имеют недостатки.

Индуктор — это компонент сварочного аппарата, который сопротивляется изменениям тока (силы тока), проходящего через него.

• Если ток, проходящий через катушку индуктивности, увеличивается, она «крадет» дополнительную энергию тока. Индуктор преобразует эту энергию в магнитные поля вокруг себя. В результате через катушку индуктивности выходит меньше тока.
  
• Если ток, проходящий через катушку индуктивности, уменьшается, она сбрасывает накопленные магнитные поля вокруг себя и возвращает их в виде тока.В результате через катушку индуктивности выходит больше тока.

Этот процесс стабилизирует сварочный ток путем автокоррекции любых колебаний. В результате целлюлозные электроды могут поддерживать стабильную дугу.

Большинство инверторных сварочных аппаратов имеют небольшие индукторы по своей природе и не могут накапливать или выделять достаточно энергии для поддержания стабильного сварочного тока.

Низкое напряжение холостого хода (OCV)

Напряжение холостого хода (OCV) (Википедия) — это напряжение между кончиком электрода и основным металлом до возникновения дуги.Если OCV недостаточно высок, ток не может проскочить через воздушный зазор и создать дугу.

Многие производители из соображений безопасности выпускают аппараты для ручной сварки с низким OCV. Чем ниже напряжение, тем тяжелее току пройти через сопротивление вашей кожи и поразить вас. Кроме того, они дешевле в сборке.

Но OCV должен быть достаточно высоким для запуска любого типа удилища, с которым вы хотите работать. Это зависит от материалов во флюсовом покрытии. Для целлюлозных стержней требуется более 70 В.С другой стороны, рутиловые стержни, такие как E6013, могут запускаться с гораздо более низким напряжением, например, 50 В или даже меньше.

Имейте в виду, что OCV также зависит от напряжения сети. Если вы подключите сварочный аппарат с двойным напряжением к розетке на 120 В, он подаст более низкий OCV на рабочие кабели.

Если ваш сварочный аппарат оснащен устройством понижения напряжения (VRD), это может способствовать возникновению проблем с зажиганием дуги с E6010s.

Низкое напряжение дуги

Напряжение дуги — это напряжение дуги при сварке.Это намного ниже, чем OCV, около 17-30 В.

обеспечивают достаточное напряжение дуги для основных и рутиловых стержней, если OCV сварщика может запускать эти стержни.

Однако стержням E6010 требуется более высокое напряжение дуги. Если сварщик не может обеспечить достаточно высокое напряжение дуги, дуга будет нестабильной, что приведет к плохому сварному шву.

Отсутствие специального программного обеспечения

Хотя катушки индуктивности и напряжение являются очень важными факторами, другие компоненты также имеют значение. Это включает в себя программное обеспечение, встроенное в машину.Он должен быть специально разработан для обработки всех параметров сварки для обжига целлюлозных стержней.

Вот почему сварочные аппараты, которые могут прожигать стержни E6010, имеют на экране специальные кнопки или параметры для выбора. После этого они переходят в «специальный» режим работы с этими стержнями.

Инверторный или трансформаторный сварочный аппарат для стержней E6010?

Если вы хотите купить современный инверторный сварочный аппарат и использовать с ним стержни E6010, вам лучше еще раз проверить его.Следует особо отметить, что он может сжигать целлюлозные стержни, такие как E6010s.

Имейте в виду, что многие производители специально упоминают, что их сварочные аппараты могут работать с E6010, но они все равно будут вызывать проблемы, если вы попытаетесь сварить ими открытый корневой шов. Более того, дешевые сварочные аппараты будут использовать неизвестные модели E6010 с eBay, но не оригинальные модели E6010 от известных производителей прутков.

Плохая новость заключается в том, что инверторные сварочные аппараты, которые могут работать с E6010, не доступны по цене. А если они вышли из гарантии, их ремонт будет слишком дорогим.

Сварочным аппаратам трансформатор легче прожигать стержни E6010. Они по своей природе имеют большие индукторы и обеспечивают высокое напряжение тока дуги и OCV. Производителю не нужно делать ничего лишнего, чтобы он мог сжечь E6010. Кроме того, вы можете найти подержанный в хорошем состоянии, не нарушая при этом денег.

Но с трансформаторным сварочным аппаратом у вас не может быть интеллектуальных функций, которые есть у инверторных сварочных аппаратов. Во-первых, нет никаких схем безопасности, чтобы избежать риска поражения электрическим током из-за высокого OCV.После этого у них не будет таких полезных функций, как горячий старт, сила дуги и защита от прилипания.

Кроме того, вы теряете электрическую эффективность и портативность легких инверторных сварочных аппаратов.

Несколько советов по прожигу стержней E6010

Если у вас возникли проблемы с прожиганием стержней E6010, эти советы могут помочь.

• Если у вас есть сварщик, который указывает, что он может сжигать E6010, но они отказываются работать нормально, они могут быть слишком сухими. Если вы храните E6010 рядом с источниками тепла или оставляли их на солнце в течение длительного времени, влага в их флюсе падает.Для правильного горения им требуется определенное количество влаги. Не больше, не меньше. Попробуйте новые.
  
• Если ваш инверторный сварочный аппарат имеет функцию дуги (или копания), поэкспериментируйте с ней, попробуйте установить ее полностью вниз. Это заставит стержни гореть менее агрессивной дугой, что может помочь сжечь E6010. У вас не будет такого же глубокого проникновения, но у вас будут характеристики быстрой заморозки. Но это долгий путь.

Заключение

Инверторный сварочный аппарат должен иметь соответствующее оборудование и программное обеспечение для работы с электродами E6010.

Если вы хотите сваривать стержнями E6010, а сварочный аппарат, который у вас есть, не может их обжечь, вам нужно найти такой, который может или, если возможно, использовать другие стержни, такие как E6011.

Другие статьи Weldpundit

Выбор электродов для сварки штангой для начинающих: тип, размер и сила тока.

Как выбрать сварочный аппарат: лучшие характеристики для начинающих.

Как хранить стержневые электроды: с советами для домашних сварщиков.

Большой перечень инструментов и оборудования для сварки.

Можете ли вы сварить дома? Основные соображения.

Что такое сварочное одеяло? Полезное руководство.

Сварочная маска Запотевает? 10 способов предотвратить это.

для сварочного аппарата, сварочные комплекты, मशीन — Triple M Auto Electronics Private Limited, Tiruvallur

О компании

Год основания 2004

Юридический статус компании с ограниченной ответственностью (Ltd./Pvt.Ltd.)

Характер бизнеса Производитель

Количество сотрудников от 11 до 25 человек

Годовой оборот 2010-11 рупий. 2–5 крор Прибл.

IndiaMART Участник с июня 2010 г.

GST33AACCT4402E1ZY

С момента основания в 2007 году наша компания Triple M Auto Electronics Private Limited признана известным производителем и поставщиком трансформаторов с сердечником , дросселей и индукторов . Эти продукты разработаны, используя сырье высшего качества согласно последним тенденциям в помещениях наших производственных фирм. Наш ассортимент состоит из трансформаторов с ферритовым сердечником , ферритовых дросселей и индукторов, катушек трансформатора, ферритовых индукторов и катушек с фильтром . Благодаря нашему опытному отделу исследований и разработок, большому ассортименту продукции и большой производственной мощности, эти продукты широко ценятся покупателями. Все наши продукты проверяются по нескольким параметрам нашими опытными профессионалами, чтобы гарантировать их безупречность, перед окончательной доставкой.

На всех этапах ведения бизнеса нам помогает умелая команда профессионалов. Нанятые нами специалисты осведомлены о современных тенденциях, что помогает нам предлагать клиентам замечательные продукты. Наши профессионалы постоянно общаются с посетителями, чтобы узнать их предпочтения и, соответственно, привозить свою продукцию. Кроме того, наши специалисты также гарантируют, что продукты без дефектов будут доставлены на территорию клиентов в оговоренные сроки.

Видео компании

— Выбор выпрямителей для сварочного аппарата

У меня есть сварочный аппарат с номинальной мощностью 230 А при выходном токе переменного тока. Выходной ток постоянного тока составляет 140 ампер. Я был немного озадачен, почему это произошло, но насколько я могу судить, они используют отвод с более низким напряжением на выходе трансформатора. Поскольку выходная мощность рассчитана на 140 ампер, они, вероятно, выбрали автомобильный выпрямитель из генератора переменного тока, чтобы снизить производственные затраты.

Я собираюсь установить полный мостовой выпрямитель, чтобы позволить мне использовать полный выход 230 А при сварочном токе постоянного тока. Частота переменного тока составляет 60 Гц от сети. Так что время переключения вряд ли будет проблемой. Хотя сварочный аппарат рассчитан на 230 ампер, пиковый выходной ток может быть намного выше. Ближе к 300 ампер. Напряжение, указанное на передней панели устройства, составляет 38 В переменного тока без нагрузки.

Дополнительным конструктивным ограничением является то, что выход имеет катушку индуктивности, включенную последовательно с ним. Это сделано для того, чтобы к заготовке подавался более плавный ток.Это может вызвать резкий скачок напряжения при остановке сварки.

Еще одним ограничением является то, что я хочу добавить источник высокочастотного тока высокого напряжения параллельно сварочным проводам. Я собираюсь использовать байпасный конденсатор, чтобы не допустить, чтобы выпрямители видели это, но они все равно могли видеть часть напряжения.

Как выбрать выпрямители для этого устройства? Какой запас прочности я должен выбрать в номинальном пиковом токе выпрямителя? Это вообще дешевле найти интегрированный блок (4 диода в упаковке) или я должен купить четыре независимых диода.

^{смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab}

• V1 — сетевой ток
• D1-D4 — диоды, которые мне нужно добавить
• L1 — токоограничивающий дроссель на первичной стороне
• L2 — индуктор сглаживания тока на выходе
• V2 — высоковольтный источник питания ВЧ. Это известно как «зажигание дуги»
.
• R1 представляет сварочные выводы и заготовку. Фактический импеданс — это сумма проводов, зажимов и дуги.

Змеевики индукционного нагрева — компоненты индукционного нагрева

Элементы индукционного нагрева

Типичная система индукционного нагревателя включает источник питания, цепь согласования импеданса, цепь резервуара и аппликатор. Аппликатор, представляющий собой индукционную катушку, может быть частью цепи резервуара. Цепь резервуара обычно представляет собой параллельный набор конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсатор и индуктор в цепи резервуара являются резервуарами электростатической энергии и электромагнитной энергии соответственно.На резонансной частоте конденсатор и катушка индуктивности начинают передавать накопленную энергию друг другу. В параллельной конфигурации это преобразование энергии происходит при большом токе. Большой ток через катушку способствует хорошей передаче энергии от индукционной катушки к заготовке.

Щелкните здесь, чтобы узнать о , что такое индукционные катушки и как они работают, а также о различных типах катушек .

a) Источник питания

Источники питания — одна из важнейших частей системы индукционного нагревателя.Обычно они оцениваются по диапазону рабочих частот и мощности. Существуют различные типы индукционных источников питания, которые включают источники сетевой частоты, умножители частоты, мотор-генераторы, преобразователи искрового разрядника и твердотельные инверторы. Твердотельные инверторы имеют наибольший КПД среди источников питания.

Типичный твердотельный инверторный источник питания состоит из двух основных частей; Выпрямитель и инвертор. Линейные переменные токи преобразуются в постоянный в выпрямительной секции с помощью диодов или тиристоров.Постоянный ток поступает в инвертор, где твердотельные переключатели, такие как IGBT или MOSFET, преобразуют его в ток, на этот раз с высокой частотой (обычно в диапазоне 10–600 кГц). Согласно диаграмме ниже, IGBT могут работать на более высоком уровне мощности и более низкой частоте по сравнению с MOSFET, работающими на более низком уровне мощности и более высоких частотах.

b) Согласование импеданса

Источники питания для индукционного нагрева, как и любое другое электронное устройство, имеют максимальные значения напряжения и тока, которые нельзя превышать.Чтобы передать максимальную мощность от источника питания к нагрузке (заготовке), полное сопротивление источника питания и нагрузки должно быть как можно ближе. Таким образом, значения мощности, напряжения и тока могут одновременно достигать своих максимально допустимых пределов. Для этого в индукционных нагревателях используются схемы согласования импеданса. В зависимости от области применения могут использоваться различные комбинации электрических элементов (например, трансформаторы, регулируемые катушки индуктивности, конденсаторы и т. Д.).

c) Резонансный резервуар

Резонансный бак в системе индукционного нагрева обычно представляет собой параллельный набор конденсатора и индуктора, который резонирует на определенной частоте.Частота получается по следующей формуле:

где L — индуктивность индукционной катушки, а C — емкость. Согласно анимации ниже, явление резонанса очень похоже на то, что происходит в качающемся маятнике. В маятнике кинетическая и потенциальная энергии преобразуются друг в друга, пока он колеблется от одного конца к другому. Движение затухает из-за трения и других механических потерь. В резонансном резервуаре энергия, обеспечиваемая источником питания, колеблется между индуктором (в форме электромагнитной энергии) и конденсатором (в форме электростатической энергии).Энергия затухает из-за потерь в конденсаторе, катушке индуктивности и заготовке. Потери в заготовке в виде тепла желательны и предназначены для индукционного нагрева.

Сам резонансный бак состоит из конденсатора и индуктора. Блок конденсаторов используется для обеспечения необходимой емкости для достижения резонансной частоты, близкой к мощности источника питания. На низких частотах (ниже 10 кГц) используются масляные конденсаторы, а на более высоких частотах (более 10 кГц) используются керамические или твердые диэлектрические конденсаторы.

г) Индукторы индукционного нагревателя

Катушка индукционного нагрева представляет собой медную трубку особой формы или другой проводящий материал, через который пропускается переменный электрический ток, создавая переменное магнитное поле. Металлические детали или другие проводящие материалы помещаются внутри, через катушку индукционного нагрева или рядом с ней, не касаясь катушки, и создаваемое переменное магнитное поле вызывает трение внутри металла, вызывая его нагрев.

При проектировании катушки необходимо учитывать некоторые условия:

1. Для увеличения эффективности индукционных нагревателей расстояние между катушкой и заготовкой должно быть минимизировано. Эффективность связи между катушкой и заготовкой обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния между ними.

2. Если деталь расположена в центре спиральной катушки, она будет лучше всего связана с магнитным полем.Если он смещен по центру, область заготовки, расположенная ближе к виткам, будет получать больше тепла. Этот эффект показан на рисунке ниже.

3. Кроме того, позиция рядом с соединением выводов и катушки имеет более слабую плотность магнитного потока, поэтому даже центр внутреннего диаметра спиральной катушки не является центром индукционного нагрева.

4. Следует избегать эффекта отмены (рисунок слева). Это происходит, когда раскрытие катушки очень мало. Добавление петли в катушку поможет обеспечить необходимую индуктивность (рисунок справа).Индуктивность индуктора определяет способность этого индуктора накапливать магнитную энергию. Индуктивность можно рассчитать по следующей формуле:

где ε — электродвижущая сила, а dI / dt — скорость изменения тока в катушке. Сам по себе ε равен скорости изменения магнитного потока в катушке (- dφ / dt), где магнитный поток φ может быть рассчитан из NBA, где N — количество витков, B — магнитное поле и A — площадь индуктор. Следовательно, индуктивность будет равна:

Очевидно, что величина индуктивности линейно пропорциональна площади индуктора.Следовательно, необходимо учитывать минимальное значение для контура индуктора, чтобы он мог накапливать магнитную энергию и передавать ее индукционной заготовке.

Эффективность катушки

КПД змеевика определяется следующим образом:

В таблице ниже показаны типичные значения КПД различных катушек:

Модификация катушки по заявке

В некоторых случаях нагревательный объект не имеет однородного профиля, но требует равномерного нагрева.В этих случаях необходимо изменить поле магнитного потока. Для этого есть два типичных метода. Один из способов — разделить витки там, где деталь имеет большее поперечное сечение (при использовании спиральной катушки). Более распространенный метод — увеличить расстояние между обмотками в тех областях, где поперечное сечение детали больше. Оба метода показаны на рисунке ниже.

Такая же ситуация бывает при нагреве плоских поверхностей большими змеевиками. Центральная зона получит излишнее тепло.Чтобы избежать этого, зазор между поверхностью катушки и плоским предметом будет увеличен путем придания катушке блина конической формы.

Змеевик с футеровкой используется в приложениях, где требуется широкая и однородная зона нагрева, но мы не хотим использовать большие медные трубки. Лайнер представляет собой широкий лист, который прихваткой припаян к гибкой трубе как минимум в двух точках. Остальная часть стыка будет припаяна только для обеспечения максимальной теплопередачи. Также синусоидальный профиль поможет увеличить охлаждающую способность змеевика.Такая катушка изображена на рисунке ниже.

По мере увеличения длины нагрева необходимо увеличивать количество витков, чтобы сохранить равномерность нагрева.

Схема нагрева меняется в зависимости от изменения формы заготовки. Магнитный поток имеет тенденцию накапливаться на краях, порезах или вмятинах на поверхности нагреваемого объекта, вызывая тем самым более высокую скорость нагрева в этих областях. На рисунке ниже показан «краевой эффект», когда змеевик находится выше края нагревательного элемента, и в этой области происходит чрезмерный нагрев.Чтобы этого не произошло, катушку можно опустить ниже, ровно или немного ниже края.

Индукционный нагрев дисков также может вызвать чрезмерный нагрев кромок, как показано на рисунке ниже. Края нагреваются сильнее. Высота катушки может быть уменьшена, или концы катушки могут быть сделаны с большим радиусом для отделения от края заготовки.

Острые углы прямоугольных катушек могут вызвать более глубокий нагрев детали.Разделение углов катушки, с одной стороны, снизит скорость нагрева угла, но, с другой стороны, снизит общую эффективность индукционного процесса.

Одним из важных моментов, которые следует учитывать при проектировании многопозиционных катушек, является влияние соседних катушек друг на друга. Чтобы сохранить максимальную мощность нагрева каждой катушки, расстояние между центрами соседних катушек должно быть как минимум в 1,5 раза больше диаметра катушки.

Разделенные индукторы используются в приложениях, где требуется тесная связь, а также невозможно извлечь деталь из катушки после процесса нагрева.Важным моментом здесь является обеспечение очень хорошего электрического контакта в месте соединения шарнирных поверхностей. Обычно для обеспечения наилучшего электрического контакта с поверхностью используется тонкий слой серебра. Разделенные части змеевиков будут охлаждаться с помощью гибкого водяного шланга. Автоматическое пневматическое сжатие часто используется для закрытия / открытия змеевика, а также для обеспечения необходимого давления в шарнирной области.

Типы нагревательных змеевиков

В таких применениях, как нагрев наконечника валов, достижение однородности температуры может быть затруднено из-за эффекта компенсации в центре поверхности наконечника.Двойной деформированный змеевик для блинов с обработанными сторонами, подобный приведенной ниже схеме, можно использовать для достижения равномерного профиля нагрева. Следует обратить внимание на направление двух блинов, в которых центральные обмотки намотаны в одном направлении и имеют дополнительный магнитный эффект.

В таких применениях, как сварка узкой ленты на одной стороне длинного цилиндра, где относительно большая длина должна нагреваться значительно выше, чем другие области объекта, обратный ток будет иметь значение.Используя катушку типа Split-Return, большой ток, индуцируемый на пути сварки, будет разделен на две части, которые будут еще шире. Таким образом, скорость нагрева на сварочном пути как минимум в четыре раза выше, чем у остальных частей объекта.

канального типа используются, если время нагрева не очень короткое, а также требуются довольно низкие удельные мощности. Несколько нагревательных частей проходят через змеевик с постоянной скоростью и достигают максимальной температуры при выходе из машины.Концы катушки обычно согнуты, чтобы обеспечить путь для входа и выхода деталей из катушки. Там, где требуется обогрев профиля, можно использовать пластинчатые концентраторы с многооборотными канальными змеевиками.

имеет два основных преимущества по сравнению с круглой трубкой: а) поскольку она имеет более плоскую поверхность, «смотрящую» на заготовку, она обеспечивает лучшую электромагнитную связь с нагревательной нагрузкой и б) конструктивно легче выполнять повороты. с квадратными трубками, а не с круглыми.

Конструкция выводов для индукционных катушек

Конструкция выводов: выводы являются частью индукционной катушки, и хотя они очень короткие, они имеют конечную индуктивность. В общем, на приведенной ниже схеме показана принципиальная электрическая схема тепловой станции системы индукционных агрегатов. C — резонансный конденсатор, установленный в тепловой станции, L_lead — это общая индуктивность выводов катушки, а L_coil — индуктивность индукционной катушки, связанной с нагревательной нагрузкой. V_total — это напряжение, подаваемое от индукционного источника питания на тепловую станцию, V_lead — это падение напряжения на индуктивности вывода, а V_coil — это напряжение, которое будет приложено к индукционной катушке.Общее напряжение складывается из напряжения на выводах и индукционной катушке:

V_lead представляет собой величину общего напряжения, занятого выводами, и не оказывает никакого полезного индукционного воздействия. Задача дизайнера — минимизировать это значение. V_lead можно рассчитать как:

Из приведенных выше формул очевидно, что для минимизации значения V_lead индуктивность выводов должна быть в несколько раз меньше индуктивности индукционной катушки (L_lead≪L_coil).

Уменьшение индуктивности свинца: На низких частотах, обычно из-за использования катушек с высокой индуктивностью (многооборотные и / или с большим внутренним диаметром), L_lead намного меньше, чем L_coil. Однако, поскольку количество витков и общий размер катушки уменьшается для высокочастотных индукторов, становится важным применять специальные методы для минимизации индуктивности выводов. Ниже приведены два примера для этого.

Концентраторы потока: Когда магнитный материал помещается в окружающую среду, включая магнитные поля, из-за низкого магнитного сопротивления (магнитного сопротивления) они имеют тенденцию поглощать линии магнитного потока.Способность поглощать магнитное поле количественно оценивается относительной магнитной проницаемостью. Это значение для воздуха, меди и нержавеющей стали равно единице, но для мягкой стали может доходить до 400, а для железа — до 2000. Магнитные материалы могут сохранять свою магнитную способность до температуры Кюри, после чего их магнитная проницаемость падает до единицы и они больше не будут магнитными.

Концентратор потока — это материал с высокой проницаемостью и низкой электропроводностью, который предназначен для использования в конструкции катушек индукционного нагревателя для увеличения магнитного поля, приложенного к нагревающей нагрузке.На рисунке ниже показано, как размещение концентратора потока в центре блинной катушки будет концентрировать силовые линии магнитного поля на поверхности катушки. Таким образом, материалы, помещенные поверх змеевика для блинов, лучше соединятся и получат максимальный нагрев.

Влияние концентратора потока на плотность тока в индукционной катушке показано на рисунке ниже. Большая часть тока будет сосредоточена на поверхности, не покрытой концентратором флюса.Следовательно, змеевик может быть сконструирован таким образом, что только сторона змеевика, обращенная к нагревательной нагрузке, останется без материалов концентратора. В электромагнетизме это называется щелевым эффектом. Щелевой эффект значительно увеличит эффективность змеевика, и для нагрева потребуется более низкий уровень мощности.

Артикул:

• С. Зинн и С. Л. Семятин, «Элементы индукционного нагрева, проектирования, управления и приложений», A S M International, ISBN-13: 9780871703088, 1988

Что такое инверторный сварочный аппарат? Об инверторной технике и сварке

Проще говоря, инвертор — это электронная система регулирования напряжения.В случае инверторного сварочного аппарата он преобразует источник переменного тока в более низкое выходное напряжение — например, с источника 240 В переменного тока на выход 20 В постоянного тока.

используют ряд электронных компонентов для преобразования мощности — в отличие от обычных устройств на основе трансформатора, которые в основном зависят от одного большого трансформатора для регулирования напряжения.

Инвертор работает путем увеличения частоты первичного источника питания с 50 Гц до 20 000 — 100 000 Гц.Это достигается за счет использования электронных переключателей, которые очень быстро включают и выключают питание (до 1 миллионной секунды). За счет такого управления источником питания до того, как он попадет в трансформатор, можно очень значительно уменьшить размер трансформатора.

Каковы преимущества использования инверторных сварочных аппаратов?

Инверторные продукты имеют много преимуществ по сравнению с обычными трансформаторными устройствами:

• Вес и размер : Это наиболее значительное и впечатляющее преимущество инверторного сварочного аппарата по сравнению с обычными машинами.Например, инвертор весом менее 5 кг, меньше чемодана и его можно удобно перекинуть через плечо, может иметь выходную мощность, сравнимую с мощностью 50-килограммовой машины на базе трансформатора.
• КПД : Качественные инверторные аппараты, такие как серия инверторных сварочных аппаратов Weldforce, будут иметь рейтинг эффективности около 80-90%, в то время как обычные сварочные аппараты имеют значительно более низкий КПД, около 50%. Это связано с тем, что более крупные трансформаторы в обычных машинах имеют большее сопротивление и, следовательно, теряют значительное количество мощности (или энергии) из-за рассеивания тепла.
• Использование мощности генератора : Высокая эффективность означает, что использование энергии генератора гораздо более целесообразно для инверторных сварочных аппаратов, которые могут работать на небольших портативных генераторных установках — что часто невозможно с традиционными трансформаторными машинами. Следует отметить, что существуют риски, связанные с использованием мощности генератора — для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью об использовании генератора с инверторными сварочными аппаратами.
• Рабочий цикл : Обычно гораздо более высокие рабочие циклы достигаются с инверторными машинами, опять же из-за разницы в размерах трансформатора.Хотя более мелкие компоненты в инверторной машине быстро нагреваются, их можно охладить намного проще и быстрее. Однако в обычных сварочных аппаратах с «трансформатором» компоненты намного крупнее и, следовательно, имеют тенденцию накапливать тепло, и им требуется больше времени для охлаждения.
• Выход постоянного тока : Многие обычные сварочные аппараты MMA с «трансформатором» имеют только выход переменного тока, что означает, что они ограничены в типах электродов, которыми они могут сваривать. Однако в инверторных машинах ток намного легче преобразовать в постоянный ток, что означает, что они могут сваривать широкий спектр различных сварочных электродов.Это также означает, что некоторые инверторы MMA (стержневые) также подходят для сварки TIG на постоянном токе, что невозможно с обычными аппаратами переменного тока.
• Производительность : Производительность качественных инверторных сварочных аппаратов существенно выше, чем у обычных сварочных аппаратов. Это особенно заметно при сварке стержневыми электродами (стержневой сваркой), когда операторы обнаруживают, что сварка намного проще и им не нужно «бороться» с дугой. В основном это связано с тем, что инверторные машины имеют более высокое напряжение холостого хода и включают такие функции, как горячий запуск, защита от прилипания и Arc-Force.Ярким примером этого является сварка тонких материалов: с использованием обычного сварочного аппарата для стержневой сварки это, как известно, сложно, если не невозможно, но с инверторными аппаратами, такими как серия Weldforce, которые имеют бесконечную регулировку силы тока и очень стабильную дугу, мощность можно очень сильно уменьшить. низкая, чтобы можно было сваривать, скажем, листовой металл толщиной 1,6 мм или сечение трубы с относительной легкостью и контролем.
• Функции : Электроника инверторных машин значительно упрощает возможность включения дополнительных функций (таких как режим TIG) и повышения управляемости существующих функций.

Что такое инверторная технология IGBT?

Аббревиатура IGBT означает «биполярные транзисторы с изолированным затвором». Это высокоскоростные переключающие устройства, используемые во всех сварочных аппаратах Weldclass Inverter, которые облегчают регулировку напряжения.

В некоторых инверторных машинах используется более старая технология / транзисторы MOSFET. Технология IGBT предлагает значительные преимущества по сравнению с MOSFET — возможно, наиболее важным преимуществом является то, что IGBT менее уязвимы к колебаниям мощности сети и генератора, что делает их намного более надежными и менее подверженными повреждению или отказу.

БТИЗ

Еще статьи по инверторным сварочным аппаратам;

Что такое рабочий цикл и как он рассчитывается?

Использование генераторов для питания инверторных сварочных аппаратов

Все артикулы сварочных аппаратов

Несмотря на то, что были приняты все меры, Weldclass не несет ответственности за любые неточности, ошибки или упущения в этой информации или ссылках и приложениях.