DIY jaudīgs indukcijas sildītājs: 12 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Indukcijas sildītāji noteikti ir viens no efektīvākajiem veidiem, kā sildīt metāla priekšmetus, īpaši melnos metālus. Labākā šī indukcijas sildītāja daļa ir tā, ka jums nav nepieciešams fizisks kontakts ar sildāmo objektu.

Tiešsaistē ir pieejams daudz indukcijas sildītāju komplektu, bet, ja vēlaties apgūt indukcijas sildīšanas pamatus un vēlaties izveidot tādu, kas izskatās un darbojas tieši tāpat kā augstākās klases, turpiniet šo pamācību, jo es parādīšu, kā indukcija sildītājs darbojas un kur jūs varat iegūt savu materiālu, lai izveidotu sev tādu, kas izskatās kā profesionāls.

Sāksim…

1. darbība: koncepcija aiz indukcijas sildīšanas

Ir vairākas metālu sildīšanas metodes, no kurām viena ir indukcijas sildīšana. Kā norāda metodes nosaukums, siltums materiālā rodas, izmantojot elektrisko indukciju.

Elektriskā indukcija notiek materiālā, jo magnētiskais lauks ap to nepārtraukti mainās, kā rezultātā materiālā, kas tiek ievietots spoles iekšpusē, rodas virpuļstrāvas. Tādējādi tiek izraisīta tūlītēja karsēšana, un efekts ir visizteiktākais melnajos metālos, pateicoties tā lielākajai reakcijai uz magnētiskajiem spēkiem.

Jūs varat iegūt padziļinātu pārskatu wikipedia:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

2. darbība: iespiedshēmas plate un sastāvdaļas

Tā kā es izmantošu akumulatoru/ barošanas avotu, kas dod mums 12 V līdzstrāvas jaudu, kas nav pietiekama, lai radītu indukciju, jo līdzstrāvas radītais indukcijas spolē radītais magnētiskais lauks ir nemainīgs magnētiskais lauks. Tātad uzdevums šeit ir pārveidot šo līdzstrāvas spriegumu maiņstrāvā, kas tādējādi radīs indukciju.

Tāpēc es esmu izstrādājis oscilatora ķēdi, kas rada maiņstrāvas izeju ar gandrīz 20 KHz frekvences kvadrātveida viļņu. Ķēde izmanto četrus IRF540 N-kanālu mosfetus, lai bieži pārslēgtu strāvu mainīgā virzienā. Lai droši apstrādātu lielāku strāvu daudzumu, katrā kanālā esmu izmantojis mosfetu pāri.

Tā kā mēs gatavojamies tikt galā ar lielāku strāvu apjomu, tad perforators noteikti nav uzticams un, protams, ne glīts risinājums. Tāpēc es nolēmu izvēlēties daudz uzticamāku iespēju, kas ir iespiedshēmas plate. Tas varētu šķist dārgs risinājums, taču, domājot par to, es saskāros ar vietni JLCPCB.com

Šie puiši piedāvā augstas kvalitātes PCB par izcilām cenām. Esmu pasūtījis 10 PCB indukcijas sildītājam, un kā pirmo pasūtījumu šie puiši to visu piedāvā tikai 2 ASV dolāros, ieskaitot sūtījuma izmaksas durvju solī.

Kvalitāte ir augstākā, kā redzams attēlos. Tāpēc noteikti apskatiet viņu vietni.

3. darbība: PCB pasūtīšana

PCB pasūtīšanas process ir vienkāršs. Vispirms jums jāapmeklē vietne jlcpcb.com. Lai saņemtu tūlītēju piedāvājumu, viss, kas jums jādara, ir augšupielādēt Gerber failu PCB, un, kad augšupielāde ir pabeigta, varat izmantot tālāk norādīto opciju.

Šajā solī esmu pievienojis arī jums Gerber failu PCB, tāpēc noteikti to pārbaudiet.

4. darbība. Papildu daļas

Esmu sācis montēt PCB ar nelielām papildu detaļām, kas ietver rezistorus un pāris diodes.

R1, R2 ir 10k rezistori. R3 un R4 ir 220 omi rezistori.

D1 un D2 ir UF4007 diodes (UF apzīmē Ultra Fast), neaizstājiet tās ar 1N4007 diodēm, jo tās uzsprāgs. D3 un D4 ir Zener diodes 1N821.

Pārliecinieties, ka esat ievietojis pareizo komponentu pareizajā vietā, kā arī novietojiet diodes pareizajā virzienā, kā parādīts PCB.

5. solis: MOSFET

Lai apstrādātu lielu daudzumu strāvas, es nolēmu izmantot N-Channel MOSFET. Esmu izmantojis pāris IRF540N MOSFET katrā pusē. Katram no tiem ir 100 Vds spriegums un līdz 33 ampēriem nepārtraukta strāvas aizplūšana. Tā kā šo indukcijas sildītāju darbināsim ar 15 V līdzstrāvu, 100 Vds varētu izklausīties pārāk nogalināts, bet patiesībā tas nav tā, ka ātrgaitas pārslēgšanās laikā radītie tapas var viegli pārkāpt līdz šīm robežām. Tāpēc labāk iet ar vēl lielāku Vds ratting.

Lai izkliedētu lieko siltumu, katram no tiem esmu pievienojis alumīnija siltuma izlietnes.

6. darbība: kondensatori

Kondensatoriem ir svarīga loma, lai uzturētu vēlamo izejas frekvenci, kas indukcijas sildīšanas gadījumā tiek ieteikta gandrīz 20KHz. Šī izejas frekvence ir indukcijas un kapacitātes kombinācijas rezultāts. Tātad, lai aprēķinātu vēlamo kombināciju, varat izmantot LC frekvences kalkulatoru.

Ir labi, ja ir lielāka kapacitāte, taču vienmēr paturiet prātā, ka mums ir jāiegūst izejas frekvence kaut kur tuvu 20KHz.

Tāpēc es nolēmu iet ar WIMA MKS 400VAC 0.33uf nepolāriem kondensatoriem. Patiesībā es nevarēju atrast augstāku sprieguma triecienu šiem kondensatoriem, tāpēc tie palielinājās, un man tie bija jāaizstāj ar dažiem citiem nepolāriem kondensatoriem, kuru spriegums ir 800 VAC.

Ir divi no tiem, kas savienoti paralēli.

7. solis: Induktori

Tā kā ir grūti atrast lielas strāvas induktorus, es nolēmu to uzbūvēt pats. Man ir vecs ferīta kodols no veciem datora lūžņiem ar šādiem izmēriem:

Ārējais diametrs: 30 mm

Iekšējais diametrs: 18 mm

Platums: 13 mm

Nav nepieciešams iegūt precīza izmēra ferīta serdi, bet mērķis ir iegūt pāris induktorus, kas var nodrošināt gandrīz 100 Micro Henry induktivitāti. Šim nolūkam esmu izmantojis 1,2 mm izolētu vara stiepli, lai tintu spoles tā, lai katrai no tām būtu 30 pagriezieni. Šī konfigurācija rada vajadzīgo induktivitāti. Pārliecinieties, ka tinumi tiek veikti pēc iespējas ciešāk, jo nav ieteicams, lai starp serdi un stiepli būtu lielāka atstarpe.

Pēc induktoru tinuma esmu noņēmis izolētos pārklājumus no abiem stieples galiem, lai tie būtu gatavi pielodēt pie PCB.

8. solis: Dzesēšanas ventilators

Lai atdalītu siltumu no MOSFET, es esmu uzstādījis 12 V datora ventilatoru tieši virs alumīnija radiatoriem, izmantojot kādu karstu līmi. Pēc tam ventilators tiek pievienots ieejas spailēm, lai, ieslēdzot indukcijas sildītāju, ventilatori automātiski ieslēgtos, lai atdzesētu MOSFET.

Tā kā es ieslēdzu strāvu šim indukcijas sildītājam, izmantojot 15 V līdzstrāvas padevi, tāpēc esmu pievienojis 10 OHM 2 vatu rezistoru, lai samazinātu spriegumu līdz drošai robežai.

9. darbība: izejas spoles savienotāji

Lai savienotu izejas spoli ar indukcijas apkures loku, esmu izveidojis pāris lūkas uz PCB, izmantojot leņķa slīpmašīnu. Vēlāk esmu sadalījis XT60 savienotāju, lai izmantotu tā tapas izejas spailēm. Katra no šīm tapām ir ievietota izejas vara spolē.

10. solis: Indukcijas spole

Indukcijas spole ir izgatavota, izmantojot 5 mm diametra vara cauruli, ko parasti izmanto gaisa kondicionieros un ledusskapjos. Lai perfekti uztītu izejas spoli, esmu izmantojis kartona ruļļu, kura diametrs ir gandrīz collas. Es esmu devis 8 pagriezienus spolei, kas izveidoja spoles platumu, lai tas precīzi atbilstu izejas lodīšu savienotājiem.

Noteikti tiniet spoli pacietīgi, jo galu galā jūs varat saliekt cauruli, radot tajā iespiedumu. Turklāt pēc tam, kad esat pabeidzis spoles tinumu, pārliecinieties, ka divu secīgu pagriezienu sienas nesaskaras.

Šai spolei ir nepieciešamas 3 pēdas vara caurules.

11. solis: barošanas avots

Lai darbinātu šo indukcijas sildītāju, es izmantošu servera barošanas avotu, kas ir paredzēts 15 V spriegumam un var piegādāt līdz 130 ampēriem strāvas. Bet jūs varat izmantot jebkuru 12 V avotu, piemēram, automašīnas akumulatoru vai datora barošanas avotu.

Pārliecinieties, vai ieeja ir pievienota ar pareizu polaritāti.

12. darbība. Galīgie rezultāti

Kad es darbināju šo indukcijas sildītāju ar 15 V spriegumu, ir nepieciešams patērēt gandrīz 0,5 ampēru strāvu, spoles iekšpusē neko neievietojot. Testa braucienam esmu ievietojis koka skrūvi, un pēkšņi tā sāk smaržot tā, ka tā sakarst. Strāvas patēriņš arī sāk palielināties, un, pilnībā ieskrūvējot skrūvi, šķiet, ka tas patērē gandrīz 3 ampēru strāvu. Tikai minūtes laikā tas kļūst sarkans.

Vēlāk spoles iekšpusē esmu ievietojis skrūvgriezi, un indukcijas sildītājs to uzkarsēja līdz sarkanai karstumam ar gandrīz 5 ampēru strāvas stiprumu pie 15 V, kas ir līdz 75 vatiem indukcijas sildīšanas.

Kopumā šķiet, ka indukcijas sildīšana ir labs veids, kā efektīvi sildīt melnā metāla stieni, un tā ir mazāk bīstama salīdzinājumā ar citām metodēm.

Izmantojot šo sildīšanas metodi, var paveikt daudz noderīgu lietu.

Ja jums patīk šis projekts, tad neaizmirstiet apmeklēt un abonēt manu youtube kanālu, lai iegūtu vairāk gaidāmo projektu.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Sveicieni.

DIY King