מחמם אינדוקציה מערבולת תוצרת בית ממהפך ריתוך

קנה חלקים באליאקספרס

קנה טרנזיסטורים IRFP250 קנה דיודות UF4007 קנה קבלים 0.33uf-275v

מכשירים המחממים בחשמל ולא בגז הם בטוחים ונוחים. תנורי חימום כאלה אינם מייצרים פיח וריחות לא נעימים, אלא צורכים כמות גדולה של חשמל. דרך מצוינת לצאת היא להרכיב תנור אינדוקציה במו ידיך. זה חוסך כסף ותורם לתקציב המשפחתי. ישנן תוכניות פשוטות רבות לפיהן ניתן להרכיב את המשרן באופן עצמאי.

על מנת להקל על הבנת המעגלים והרכבת המבנה בצורה נכונה, כדאי לעיין בהיסטוריה של החשמל. שיטות לחימום מבני מתכת על ידי זרם סליל אלקטרומגנטי נמצאות בשימוש נרחב ב ייצור תעשייתי של מכשירי חשמל ביתיים - דוודים, תנורי חימום ותנורים.מתברר שאתה יכול לעשות דוד אינדוקציה עובד ועמיד במו ידיך.

עקרון הפעולה של מכשירים

עקרון הפעולה של מכשירים

המדען הבריטי המפורסם פאראדיי מהמאה ה-19 השקיע 9 שנים במחקר להמרת גלים מגנטיים לחשמל. ב-1931 התגלתה לבסוף תגלית שנקראת אינדוקציה אלקטרומגנטית. פיתול החוט של הסליל, שבמרכזו ישנה ליבה של מתכת מגנטית, יוצר שדה מגנטי בכוח זרם חילופין. תחת פעולת זרימות מערבולת, הליבה מתחממת.

התגלית של פאראדיי החלה לשמש הן בתעשייה והן בייצור מנועים תוצרת בית ותנור חימום חשמלי. בית היציקה הראשון המבוסס על משרן מערבולת נפתח בשנת 1928 בשפילד. מאוחר יותר, על פי אותו עיקרון, חוממו בתי המלאכה של המפעלים, ולחימום מים, משטחי מתכת, אניני טעם הרכיבו משרן במו ידיהם.

התוכנית של המכשיר של אז תקפה היום. דוגמה קלאסית היא דוד אינדוקציה, הכולל:

• ליבת מתכת;
• מִסגֶרֶת;
• בידוד תרמי.

התכונות של המעגל להאצת תדר הזרם הן כדלקמן:

• תדר תעשייתי של 50 הרץ אינו מתאים למכשירים תוצרת בית;
• חיבור ישיר של המשרן לרשת יוביל לזמזום וחימום נמוך;
• חימום יעיל מתבצע בתדר של 10 קילו-הרץ.

הרכבה לפי תוכניות

כל מי שמכיר את חוקי הפיזיקה יכול להרכיב מחמם אינדוקטיבי במו ידיו. מורכבות המכשיר תשתנה ממידת המוכנות והניסיון של המאסטר.

יש הרבה מדריכי וידאו, שבעקבותיהם אתה יכול ליצור מכשיר יעיל. כמעט תמיד יש צורך להשתמש ברכיבים הבסיסיים הבאים:

• חוט פלדה בקוטר של 6-7 מ"מ;
• חוט נחושת עבור המשרן;
• רשת מתכת (כדי להחזיק את החוט בתוך המארז);
• מתאמים;
• צינורות לגוף (עשויים מפלסטיק או פלדה);
• מהפך בתדר גבוה.

זה יספיק כדי להרכיב סליל אינדוקציה במו ידיך, והיא זו שנמצאת בלב מחמם המים המיידי. לאחר הכנת האלמנטים הדרושים אתה יכול לעבור ישירות לתהליך הייצור של המכשיר:

• חותכים את החוט למקטעים של 6-7 ס"מ;
• לכסות את החלק הפנימי של הצינור ברשת מתכת ולמלא את החוט עד למעלה;
• באופן דומה לסגור את פתח הצינור מבחוץ;
• רוחץ חוט נחושת סביב מארז הפלסטיק לפחות 90 פעמים עבור הסליל;
• להכניס את המבנה למערכת החימום;
• באמצעות מהפך, חבר את הסליל לחשמל.

על פי אלגוריתם דומה, אתה יכול בקלות להרכיב דוד אינדוקציה, שעבורו עליך:

• לחתוך ריקים מצינור פלדה בגודל 25 על 45 מ"מ עם קיר לא עבה מ-2 מ"מ;
• לרתך אותם יחד, לחבר אותם בקטרים ​​קטנים יותר;
• לרתך כיסויי ברזל לקצוות ולקדוח חורים לצינורות מושחלים;
• לעשות הר עבור תנור אינדוקציה על ידי ריתוך שתי פינות בצד אחד;
• הכנס את הכיריים לתושבת מהפינות והתחבר לרשת החשמל;
• הוסף נוזל קירור למערכת והפעל את החימום.

משרנים רבים פועלים בהספק שאינו גבוה מ-2 - 2.5 קילוואט. תנורים כאלה מיועדים לחדר של 20 - 25 מ"ר

אם הגנרטור משמש בשירות רכב, אתה יכול לחבר אותו למכונת ריתוך, אבל חשוב לקחת בחשבון ניואנסים מסוימים:

• אתה צריך AC, לא DC כמו מהפך. מכונת הריתוך תצטרך להיבדק על קיומן של נקודות שבהן למתח אין כיוון ישיר.
• מספר הסיבובים לחוט בעל חתך גדול יותר נבחר על ידי חישוב מתמטי.
• יידרש קירור של אלמנטים עובדים.

על העיקרון של חימום אינדוקטיבי

ראשית, בואו נסביר כיצד פועלים מחממי אינדוקציה חשמליים. זרם חילופין, העובר דרך סיבובי הסליל, יוצר סביבו שדה אלקטרומגנטי. אם ממוקמת בתוך הפיתול ליבת מתכת מגנטית, היא תתחמם על ידי זרמי מערבולת הנובעים בהשפעת השדה. זה כל העיקרון.

גוף החימום עצמו נקרא משרן והוא החלק העיקרי בהתקנה. בדודי חימום מדובר בצינור פלדה עם נוזל קירור שזורם בתוכו, ובתנורי מטבח זהו סליל שטוח קרוב ככל האפשר לכיריים, כפי שמוצג בתמונה למטה.

החלק השני מחמם אינדוקציה - תרשים, הגדלת תדירות הזרם. הנקודה היא שהמתח תדר תעשייתי 50 הרץ לא מתאים למכשירים כאלה. אם תחבר את המשרן ישירות לרשת, הוא יתחיל לזמזם חזק ומעט לחמם את הליבה, ויחד עם הפיתולים. כדי להמיר ביעילות חשמל לחום ולהעבירו לחלוטין למתכת, יש להגביר את התדר ל-10 קילו-הרץ לפחות, וזה מה שעושה המעגל החשמלי.

מהם היתרונות האמיתיים של דודי אינדוקציה על פני גופי חימום ודודי אלקטרודות:

1. חלק המחמם מים הוא חתיכת צינור פשוטה שאינה משתתפת בתהליכים אלקטרוכימיים (כמו במחוללי חום אלקטרודות). לכן, חיי השירות של המשרן מוגבלים רק על ידי ביצועי הסליל ויכולים להגיע ל-10-20 שנים.
2. מאותה סיבה, האלמנט "חבר" באותה מידה עם כל סוגי נוזלי הקירור - מים, אנטיפריז ואפילו שמן מנוע, אין הבדל.
3. החלק הפנימי של המשרן אינו מכוסה באבנית במהלך הפעולה.

יתרונות וחסרונות של מכשירי אינדוקציה לחימום מים

למכשיר עיצוב פשוט למדי ואינו דורש מסמכים מיוחדים המאפשרים שימוש והתקנה. למחמם מים אינדוקציה יש רמה גבוהה של יעילות ואמינות מיטבית עבור המשתמש. כשאתה משתמש בו כדוד לחימום, אתה אפילו לא צריך להתקין משאבה, שכן מים זורמים דרך הצינורות עקב הסעה (כאשר מחומם, הנוזל הופך למעשה לקיטור).

כמו כן, למכשיר מספר יתרונות, המבדילים אותו מסוגים אחרים של מחממי מים. אז תנור אינדוקציה:

בתנורי אינדוקציה, המים מתחממים בגלל הצינור שדרכו הם זורמים, והאחרון מחומם בגלל זרם האינדוקציה שנוצר מהסליל.

• הרבה יותר זול מאשר עמיתיהם, מכשיר כזה ניתן להרכיב בקלות באופן עצמאי;
• שקט לחלוטין (למרות שהסליל רוטט במהלך הפעולה, רטט זה אינו מורגש לאדם);
• רוטט במהלך הפעולה, שבגללו לכלוך ואבנית אינם נדבקים לקירותיו, ולכן אין צורך לנקות אותם;
• בעל מחולל חום שניתן לאטום בקלות עקב עקרון הפעולה: נוזל הקירור נמצא בתוך גוף החימום והאנרגיה מועברת למחמם דרך שדה אלקטרומגנטי, אין צורך במגעים; לכן, לא יהיה צורך באיטום מסטיק, אטמים ואלמנטים אחרים שיכולים להידרדר במהירות או לדלוף;
• פשוט אין מה לשבור במחולל החום, שכן המים מחוממים על ידי צינור רגיל, שאינו מסוגל להתקלקל או להישרף, בניגוד לגוף חימום;

אל תשכח כי תחזוקה של דוד אינדוקציה יהיה הרבה יותר זול מאשר דוד או דוד גז. למכשיר יש מינימום חלקים שכמעט ולא נכשלים.

למרות מספר היתרונות העצום, למחמם מים אינדוקציה יש מספר חסרונות:

• הראשון והכואב ביותר עבור הבעלים הוא חשבון החשמל; המכשיר לא יכול להיקרא חסכוני, אז אתה צריך לשלם פרק זמן הגון עבור השימוש בו;
• שנית, המכשיר מתחמם מאוד ומחמם לא רק את עצמו, אלא גם את החלל שמסביב, ולכן עדיף לא לגעת בגוף מחולל החום במהלך פעולתו;
• שלישית, למכשיר יעילות גבוהה במיוחד ופיזור חום, לכן, בעת השימוש בו, הקפד להתקין חיישן טמפרטורה, אחרת המערכת עלולה להתפוצץ.

היתרונות של יחידות מסוג אינדוקציה

היתרונות ללא ספק של סוג זה של מכשירי חימום ביתיים כוללים את המאפיינים הבאים:

• יעילות - עיבוד אנרגיה חשמלית לחום מתרחש כמעט לחלוטין ללא הפסדים משמעותיים;
• קלות שימוש - אין צורך בתחזוקה מתמדת של יחידות מסוג זה;
• מידות קומפקטיות - מחממי מים אינדוקציה קטנים בגודלם, ניתן להתקין אותם במערכת החימום כמעט בכל חדר;
• שקט בפעולה - ציוד זה פועל בשקט למדי, לא מתרחש רעש במהלך פעולתו;
• חיי שירות ארוכים - יחידות אינדוקציה עמידות, יכולות לתפקד ללא הפרעה במשך 30 שנים או יותר;
• ביצועים סביבתיים גבוהים - אין פליטות מזיקות במהלך פעולת המכשיר, אין צורך בארובה ומערכת אוורור.

אנשים רבים חושבים כי דודי אינדוקציה הם הרבה יותר רווחיים מאשר אפשרויות חימום ביתיות אחרות. ובהשוואה לציוד המצויד בגופי חימום, זמן החימום של יחידות אלה מהיר כמעט פי שניים. עקב מחזור ורטט קבוע של הנוזל, אבנית לא נוצרת בצינורות ובתוך המכשיר, מה שמקל מאוד על התחזוקה והטיפול של מערכת החימום.

מראה של דודי אינדוקציה

אבל לסוג זה של מכשיר יש גם כמה חסרונות. והחיסרון העיקרי הוא שציוד אינדוקציה די יקר מבחינת עלות. אבל אתה יכול לנסות לעשות דוד כזה לחימום הבית בעצמך.

עֵצָה. אם יש לך כישורים מסוימים וידע טכני, אתה יכול להרכיב תנור אינדוקציה לבית שלך במו ידיך.אבל לפני שתמשיך בתהליך הרכבת המכשיר, עליך להעריך תחילה באופן מציאותי את היכולות והניסיון שלך ביצירת יחידות כאלה, שכן זה לא כל כך קל ליצור אותם.

אפשרויות עבור מכשירים תוצרת בית

באינטרנט יש מספר מספיק של עיצובים שונים שנוצרו למטרות שונות. קח תנור חימום אינדוקציה בגודל קטן העשוי מאספקת חשמל של מחשב של 250-500 וואט. הדגם המוצג בתמונה יהיה שימושי לאדון במוסך או בשירות המכונית להמסת מוטות אלומיניום, נחושת ופליז.

אבל לחימום חלל, העיצוב אינו מתאים בגלל הספק נמוך. ישנן שתי אפשרויות אמיתיות באינטרנט, שהבדיקות והעבודה שלהן מצולמים בווידאו:

• דוד מים העשוי מצינור פוליפרופילן המופעל על ידי מהפך ריתוך או פאנל מטבח אינדוקציה;
• דוד פלדה עם חימום מאותו כיריים.

עכשיו בואו נסתכל מקרוב על איך מייצרים מחממי אינדוקציה "עשה זאת בעצמך", והכי חשוב, איך הם פועלים אז.

אנו מייצרים גוף חימום מצינור

אם עוסקת מקרוב בחיפוש אחר מידע בנושא זה, כנראה שנתקלת בעיצוב הזה, מכיוון שהמאסטר פרסם את ההרכבה שלו במשאב הווידאו הפופולרי של YouTube. לאחר מכן, אתרים רבים פרסמו גרסאות טקסט של ייצור המשרן הזה בצורה של הוראות שלב אחר שלב. בקצרה, המחמם נעשה כך:

1. בתוך צינור עשוי פוליפרופילן בקוטר של 40 מ"מ ואורך של 50 ס"מ, מברשות מתכת לשטיפת כלים נתקלים (אפשר חוט קצוץ - מוט תיל). הם חייבים להימשך על ידי מגנט.
2. ענפים עם חוטים מולחמים לצינור לחיבור לרשת החימום.
3. בחוץ, 4-5 מוטות טקסטוליט מודבקים לאורך הגוף. חוט עם חתך רוחב של 1.7-2 מ"מ עם בידוד זכוכית משולב עליהם, המשמש ריתוך שנאים.
4. הכיריים מפורקים ומפרקים את המשרן בצורת שטוח "יליד". במקום, מחמם תוצרת בית מהצינור מחובר.

כפי שאתה יכול לנחש, את תפקידו של גוף החימום כאן ממלאים מברשות מתכת הממוקמות בשדה המגנטי המתחלף של הסליל. אם אתה מפעיל את הכיריים למקסימום, ובו זמנית מעביר מים זורמים דרך דוד מאולתר, ניתן יהיה לחמם אותו ב-15-20 מעלות צלזיוס, מה שהוכח על ידי בדיקות היחידה.

מכיוון שההספק של רוב תנורי האינדוקציה נע בטווח של 2-2.5 קילוואט, באמצעות מחולל חום ניתן לחמם חדרים בשטח כולל של לא יותר מ-25 מ"ר. יש דרך להגביר את החום על ידי חיבור המשרן למכונת הריתוך, אבל יש כאן כמה קשיים:

1. המהפך מייצר זרם ישר, אך יש צורך באחד לסירוגין. כדי לחבר את מחמם האינדוקציה, יהיה צורך לפרק את המכשיר ולמצוא אותו בתרשים של הנקודה שבה המתח עדיין לא תוקן.
2. יש צורך לקחת חוט בחתך גדול יותר ולבחור את מספר הסיבובים לפי חישוב. כאופציה חוט נחושת Ø1.5 מ"מ בבידוד אמייל.
3. יהיה צורך לארגן את הקירור של האלמנט.

המחבר מדגים את בדיקת הביצועים של מחמם מים אינדוקטיבי בסרטון שלו למטה. בדיקות הראו כי יש לשפר את היחידה, אך התוצאה הסופית, למרבה הצער, אינה ידועה. נראה שהאומן השאיר את הפרויקט לא גמור.

ממהפך ריתוך

האפשרות התקציבית הפשוטה ביותר היא לייצר מחמם אינדוקציה באמצעות מהפך ריתוך:

1. כדי לעשות זאת, אנחנו לוקחים צינור פולימר, הקירות שלו חייבים להיות עבים. מהקצוות אנו מרכיבים 2 שסתומים ומחברים את החיווט.
2. אנו ממלאים את הצינור בחתיכות (קוטר 5 מ"מ) של חוט מתכת ומרכיבים את השסתום העליון.
3. לאחר מכן, אנו עושים 90 סיבובים סביב הצינור עם חוט נחושת, אנו מקבלים משרן. גוף החימום הוא צינור, אנו משתמשים במכונת ריתוך כגנרטור.
4. המכשיר חייב להיות במצב AC בתדר גבוה.
5. אנו מחברים את חוט הנחושת לקטבים של מכונת הריתוך ובודקים את העבודה.

בעבודה כמשרן יוקרן שדה מגנטי, בעוד שזרמי מערבולת יחממו את החוט הקצוץ, מה שיוביל למים רותחים בצינור פולימרי.

הוראות ייצור

שרטוטים

איור 1. תרשים חשמלי של דוד האינדוקציה

איור 2. התקן.

איור 3. תכנית של דוד אינדוקציה פשוט

לייצור התנור תזדקק לחומרים ולכלים הבאים:

• מלחם;
• לְרַתֵך;
• לוח טקסטוליט.
• מיני מקדחה.
• אלמנטים רדיו.
• משחה תרמית.
• ריאגנטים כימיים עבור תחריט לוח.

נוֹסָף חומרים ותכונותיהם:

1. כדי ליצור סליל שיפלוט שדה מגנטי לסירוגין הדרוש לחימום, יש צורך להכין חתיכת צינור נחושת בקוטר של 8 מ"מ ואורך של 800 מ"מ.
2. טרנזיסטורי כוח חזקים הם החלק היקר ביותר במערך אינדוקציה תוצרת בית. כדי להרכיב את מעגל מחולל התדרים, יש צורך להכין 2 אלמנטים כאלה. למטרות אלה, טרנזיסטורים של מותגים מתאימים: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. בייצור המעגל נעשה שימוש בשני טרנזיסטורים זהים מבין הטרנזיסטורים עם אפקט שדה.
3. לייצור מעגל מתנדנד, יהיה צורך בקבלים קרמיים בקיבולת 0.1 mF ובמתח הפעלה של 1600 V. על מנת שיווצר זרם חילופין בעל הספק גבוה בסליל, נדרשים 7 קבלים כאלה.
4. במהלך פעולתו של מכשיר אינדוקציה כזה, טרנזיסטורי אפקט השדה יתחממו מאוד ואם לא יצורפו אליהם רדיאטורים מסגסוגת אלומיניום, אז לאחר מספר שניות של פעולה בהספק מרבי, האלמנטים הללו ייכשלו. טרנזיסטורים צריכים להיות מונחים על גופי קירור דרך שכבה דקה של משחה תרמית, אחרת היעילות של קירור כזה תהיה מינימלית.
5. הדיודות המשמשות במחמם האינדוקציה חייבות להיות בעלות פעולה מהירה במיוחד. המתאים ביותר למעגל זה, דיודות: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. נגדים המשמשים במעגל 3: 10 קילו אוהם בהספק של 0.25 W - 2 יח'. והספק של 440 אוהם - 2 וואט. דיודות זנר: 2 יח'. עם מתח הפעלה של 15 V. הספק של דיודות הזנר חייב להיות לפחות 2 וואט. משנק לחיבור ליציאות הכוח של הסליל משמש עם אינדוקציה.
7. כדי להפעיל את המכשיר כולו, תזדקק ליחידת אספקת חשמל בהספק של עד 500. W. ומתח של 12 - 40 V. אתה יכול להפעיל את המכשיר הזה מסוללה של מכונית, אבל לא תוכל לקבל את קריאות ההספק הגבוהות ביותר במתח זה.

עצם תהליך ייצור גנרטור וסליל אלקטרוניים לוקח מעט זמן ומתבצע ברצף הבא:

1. ספירלה בקוטר 4 ס"מ עשויה מצינור נחושת. להכנת ספירלה יש לכרוך צינור נחושת על גבי מוט בעל משטח שטוח בקוטר 4 ס"מ. לספירלה יש 7 סיבובים שאסור לגעת בהם. .טבעות הרכבה מולחמות ל-2 קצוות הצינור לחיבור לרדיאטורים של הטרנזיסטור.
2. המעגל המודפס עשוי על פי התוכנית. אם אפשר לספק קבלים מפוליפרופילן, אז בשל העובדה שלאלמנטים כאלה יש הפסדים מינימליים ופעולה יציבה באמפליטודות גדולות של תנודות מתח, המכשיר יעבוד הרבה יותר יציב. הקבלים במעגל מותקנים במקביל, ויוצרים מעגל נדנוד עם סליל נחושת.
3. חימום המתכת מתרחש בתוך הסליל, לאחר חיבור המעגל לאספקת חשמל או סוללה. בעת חימום המתכת, יש צורך להבטיח שאין קצר חשמלי של פיתולי הקפיץ. אם אתה נוגע במתכת המחוממת 2 סיבובים של הסליל בו זמנית, הטרנזיסטורים נכשלים באופן מיידי.

תכונות תפעול

הרכבת תנור תוצרת בית היא רק חצי מהקרב

לא פחות חשוב הוא הפעולה הנכונה של המבנה המתקבל. בתחילה, כל מכשיר כזה מהווה סכנה מסוימת, שכן הוא אינו מסוגל לשלוט באופן עצמאי על רמת החימום של נוזל הקירור. בהקשר זה, כל דוד דורש חידוד מסוים, כלומר, התקנה וחיבור של שליטה נוספת והתקנים אוטומטיים.

בהקשר זה, כל דוד דורש חידוד מסוים, כלומר, התקנה וחיבור של שליטה נוספת והתקנים אוטומטיים.

קודם כל, יציאת הצינור מצוידת בסט התקני בטיחות סטנדרטי - שסתום בטיחות, מד לחץ ומתקן לאוורור אוויר. יש לזכור כי מחממי מים אינדוקציה יפעלו כרגיל רק אם יש זרימת מים מאולצת.מעגל זרימת הכבידה יוביל מהר מאוד להתחממות יתר של האלמנט ולהרס של צינור הפלסטיק.

כדי למנוע מצבים כאלה, תרמוסטט מותקן בתנור המחובר למכשיר כיבוי חירום. מהנדסי חשמל מנוסים משתמשים למטרה זו בתרמוסטטים עם חיישני טמפרטורה וממסרים המכבים את המעגל כאשר נוזל הקירור מגיע לטמפרטורה שנקבעה.

עיצובים תוצרת בית מאופיינים ביעילות נמוכה למדי, שכן במקום מעבר חופשי, יש מכשול בנתיב המים בצורה של חלקיקי חוט. הם מכסים כמעט לחלוטין את הצינור, וגורמים להתנגדות הידראולית מוגברת. במצבי חירום תיתכן נזק וקרע של פלסטיק, ולאחר מכן מים חמים בהחלט יובילו לקצר חשמלי. בדרך כלל, תנורים אלה משמשים בחדרים קטנים כמערכת חימום נוספת במהלך העונה הקרה.

השימוש בסלילי אינדוקציה במקום בגופי חימום מסורתיים בציוד חימום אפשר להגביר משמעותית את יעילות היחידות עם פחות צריכת חשמל. תנורי אינדוקציה הופיעו במכירה יחסית לאחרונה, יתר על כן, במחירים גבוהים למדי. לכן, בעלי מלאכה לא עזבו את הנושא הזה ללא תשומת לב והבינו כיצד להכין מחמם אינדוקציה ממהפך ריתוך.