Oven induksi DIY. Tungku peleburan induksi

Tungku induksi bukan lagi produk baru – penemuan ini sudah ada sejak abad ke-19, namun baru di zaman kita, dengan berkembangnya teknologi dan unsur dasar, akhirnya mulai memasuki kehidupan sehari-hari dimana-mana. Sebelumnya, ada banyak pertanyaan tentang seluk-beluk pengoperasian tungku induksi, tidak semua proses fisik dipahami sepenuhnya, dan unit itu sendiri memiliki banyak kekurangan dan hanya digunakan dalam industri, terutama untuk peleburan logam.

Sekarang, dengan munculnya transistor frekuensi tinggi yang kuat dan mikrokontroler murah yang telah membuat terobosan di semua bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, telah muncul kompor induksi yang benar-benar efektif yang dapat digunakan secara bebas untuk kebutuhan rumah tangga (memasak, memanaskan air, memanaskan) dan bahkan dirakit dengan tangan Anda sendiri.

Dasar fisik dan prinsip pengoperasian tungku

Gambar.1. Diagram tungku induksi

Sebelum memilih atau membuat pemanas induksi, ada baiknya Anda memahami apa itu pemanas induksi. Baru-baru ini, terdapat lonjakan minat terhadap topik ini, namun hanya sedikit orang yang memiliki pemahaman lengkap tentang fisika gelombang magnetik. Hal ini telah menimbulkan banyak kesalahpahaman, mitos dan banyak produk buatan sendiri yang tidak efektif atau tidak aman. Anda dapat membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri, tetapi sebelum itu Anda harus memperoleh setidaknya pengetahuan dasar.

Prinsip pengoperasian kompor induksi didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik. Elemen kuncinya di sini adalah induktor, yang merupakan induktor berkualitas tinggi. Tungku induksi banyak digunakan untuk memanaskan atau melelehkan bahan konduktif listrik, paling sering logam, karena efek termal dari menginduksi arus listrik eddy ke dalamnya. Diagram di atas menggambarkan struktur tungku ini (Gbr. 1).

Generator G menghasilkan tegangan frekuensi variabel. Di bawah pengaruh gaya gerak listriknya, arus bolak-balik I 1 mengalir dalam kumparan induktor L. Induktor L bersama dengan kapasitor C mewakili rangkaian osilasi yang disetel ke resonansi dengan frekuensi sumber G, sehingga efisiensi tungku meningkat secara signifikan.

Sesuai dengan hukum fisika, medan magnet bolak-balik H muncul di ruang sekitar induktor L. Medan ini juga bisa ada di udara, tetapi untuk meningkatkan karakteristiknya, terkadang digunakan inti feromagnetik khusus yang memiliki konduktivitas magnet lebih baik dibandingkan udara.

Garis-garis medan magnet melewati benda W yang ditempatkan di dalam induktor dan menginduksi fluks magnet F di dalamnya.Jika bahan pembuat benda kerja W bersifat konduktif listrik, maka muncul arus induksi I 2 di dalamnya, menutup bagian dalam dan membentuk induksi pusaran. mengalir. Sesuai dengan hukum efek termal listrik, arus eddy memanaskan benda W.

Membuat pemanas induktif

Tungku induksi terdiri dari dua blok fungsional utama: induktor (koil induksi pemanas) dan generator (sumber tegangan AC). Induktor adalah tabung tembaga telanjang yang digulung menjadi spiral (Gbr. 2).

Untuk membuat tungku dengan daya tidak lebih dari 3 kW dengan tangan Anda sendiri, induktor harus dibuat dengan parameter berikut:

diameter tabung – 10 mm;
diameter spiral – 8-15 cm;
jumlah putaran kumparan – 8-10;
jarak antar belokan adalah 5-7 mm;
Jarak bebas minimum pada layar adalah 5 cm.

Jangan biarkan lilitan kumparan yang berdekatan bersentuhan; pertahankan jarak yang ditentukan. Induktor tidak boleh bersentuhan dengan layar pelindung tungku; jarak antara keduanya harus tidak kurang dari yang ditentukan.

Pembuatan genset

Gambar.3. Sirkuit lampu

Perlu dicatat bahwa tungku induksi untuk pembuatannya memerlukan setidaknya keterampilan dan kemampuan teknik radio rata-rata. Sangat penting bagi mereka untuk membuat elemen kunci kedua - generator arus frekuensi tinggi. Anda tidak akan bisa merakit atau menggunakan kompor buatan sendiri tanpa pengetahuan ini. Selain itu, hal ini dapat mengancam jiwa.

Bagi mereka yang mengemban tugas ini dengan pengetahuan dan pemahaman tentang proses, ada berbagai metode dan skema yang dapat digunakan untuk merakit tungku induksi. Saat memilih rangkaian generator yang sesuai, disarankan untuk mengabaikan opsi dengan spektrum radiasi keras. Ini termasuk rangkaian yang banyak digunakan menggunakan saklar thyristor. Radiasi frekuensi tinggi dari generator semacam itu dapat menimbulkan interferensi yang kuat untuk semua perangkat radio di sekitarnya.

Sejak pertengahan abad ke-20, tungku induksi yang dirakit dengan 4 lampu telah menikmati kesuksesan besar di kalangan amatir radio. Kualitas dan efisiensinya jauh dari yang terbaik, dan tabung radio sulit diperoleh saat ini, namun banyak yang terus merakit generator sesuai dengan skema khusus ini, karena sudah ada keuntungan besar: spektrum arus yang dihasilkan dengan pita sempit dan lembut, sehingga tungku tersebut mengeluarkan interferensi minimum dan seaman mungkin (Gbr. 3).

Mode pengoperasian generator ini dikonfigurasi menggunakan kapasitor variabel C. Kapasitor harus mempunyai dielektrik udara, jarak antar pelatnya minimal 3 mm. Diagram juga berisi lampu neon L yang berfungsi sebagai indikator.

Rangkaian generator universal

Tungku induksi modern beroperasi pada elemen yang lebih canggih - sirkuit mikro dan transistor. Sirkuit universal generator dorong-tarik, yang menghasilkan daya hingga 1 kW, telah menikmati kesuksesan besar. Prinsip operasinya didasarkan pada generator eksitasi independen, dengan induktor dihidupkan dalam mode jembatan (Gbr. 4).

Keuntungan generator dorong-tarik yang dirakit sesuai skema ini:

Kemampuan untuk bekerja pada mode ke-2 dan ke-3 selain mode utama.
Ada mode pemanasan permukaan.
Rentang regulasi 10-10000 kHz.
Spektrum emisi lembut di seluruh rentang.
Tidak memerlukan perlindungan tambahan.

Penyesuaian frekuensi dilakukan dengan menggunakan resistor variabel R2. Rentang frekuensi operasi diatur oleh kapasitor C 1 dan C 2. Trafo pencocokan antar tahap harus memiliki inti ferit cincin dengan penampang minimal 2 cm persegi. Gulungan transformator terbuat dari kawat berenamel dengan penampang 0,8-1,2 mm. Transistor harus ditempatkan pada radiator umum dengan luas 400 cm persegi.

Kesimpulan tentang topik tersebut

Medan elektromagnetik (EMF) yang dipancarkan kompor induktor mempengaruhi semua konduktor di sekitarnya. Termasuk dampaknya terhadap tubuh manusia. Di bawah pengaruh EMF, organ dalam menjadi hangat secara merata, dan suhu tubuh secara keseluruhan meningkat di seluruh volume.

Oleh karena itu, ketika bekerja dengan kompor, penting untuk mengambil tindakan pencegahan tertentu untuk menghindari konsekuensi negatif.

Pertama-tama, rumah generator harus dilindungi dengan menggunakan casing yang terbuat dari lembaran besi galvanis atau jaring dengan sel kecil. Ini akan mengurangi intensitas radiasi sebanyak 30-50 kali lipat.

Perlu juga diingat bahwa di sekitar induktor, kerapatan fluks energi akan lebih tinggi, terutama di sepanjang sumbu belitan. Oleh karena itu, kumparan induksi harus diposisikan secara vertikal, dan lebih baik mengamati pemanasan dari jauh.

Tungku induksi adalah suatu peralatan tungku yang digunakan untuk melebur logam non-besi (perunggu, aluminium, tembaga, emas dan lain-lain) dan logam besi (besi tuang, baja dan lain-lain) karena pengoperasian induktor. Arus dihasilkan di bidang induktornya, memanaskan logam dan membawanya ke keadaan cair.

Runtuh

Pertama dipengaruhi oleh medan elektromagnetik, kemudian oleh arus listrik, dan kemudian melalui tahap termal. Desain sederhana Perangkat kompor semacam itu dapat dirakit secara mandiri dari berbagai bahan yang tersedia.

Prinsip operasi

Perangkat tungku semacam itu adalah transformator listrik dengan belitan hubung singkat sekunder. Prinsip pengoperasian tungku induksi adalah sebagai berikut:

menggunakan generator, arus bolak-balik dibuat di induktor;
induktor dengan kapasitor menciptakan rangkaian osilasi, disesuaikan dengan frekuensi operasi;
dalam hal menggunakan generator berosilasi sendiri, kapasitor dikeluarkan dari rangkaian perangkat dan dalam hal ini kapasitansi cadangan induktor digunakan;
medan magnet yang diciptakan oleh induktor dapat berada di ruang bebas atau ditutup menggunakan inti feromagnetik individu;
medan magnet bekerja pada benda kerja logam atau muatan yang terletak di induktor dan membentuk fluks magnet;
menurut persamaan Maxwell, ini menginduksi arus sekunder pada benda kerja;
dengan fluks magnet yang padat dan masif, arus yang tercipta ditutup pada benda kerja dan arus Foucault atau arus eddy tercipta;
setelah pembentukan arus seperti itu, hukum Joule-Lenz mulai berlaku, dan energi yang diperoleh dengan menggunakan induktor dan medan magnet memanaskan benda kerja atau muatan logam.

Meskipun beroperasi multi-tahap, perangkat tungku induksi dapat memberikan efisiensi hingga 100% dalam ruang hampa atau udara. Jika medium mempunyai permeabilitas magnetik, maka indikator ini akan meningkat, dalam kasus medium yang terbuat dari dielektrik yang tidak ideal, maka akan turun.

Perangkat

Tungku yang dimaksud adalah sejenis trafo, tetapi tidak mempunyai belitan sekunder, melainkan digantikan dengan sampel logam yang ditempatkan pada induktor. Ini akan menghantarkan arus, tetapi dielektrik dalam proses ini tidak memanas, melainkan tetap dingin.

Desain tungku wadah induksi mencakup induktor, yang terdiri dari beberapa putaran tabung tembaga, digulung dalam bentuk kumparan, dengan cairan pendingin yang terus bergerak di dalamnya. Induktor juga berisi wadah, yang dapat dibuat dari grafit, baja, dan bahan lainnya.

Selain induktor, tungku memiliki inti magnet dan batu perapian, yang semuanya terbungkus dalam badan tungku. Itu termasuk:

Pada model tungku berdaya tinggi, selubung bak mandi biasanya dibuat cukup kaku, sehingga tidak ada bingkai pada alat tersebut. Pengikat rumah harus menahan beban berat ketika seluruh oven dimiringkan. Rangka paling sering dibuat dari balok berbentuk yang terbuat dari baja.

Tungku induksi wadah untuk peleburan logam dipasang di atas fondasi tempat penyangga dipasang; sumbu mekanisme kemiringan perangkat bertumpu pada bantalannya.

Casing bak mandi terbuat dari lembaran logam, yang pengakunya dilas untuk kekuatan.

Casing unit induksi digunakan sebagai penghubung antara trafo tungku dan batu perapian. Untuk mengurangi rugi-rugi arus, dibuat dua bagian, di antaranya terdapat paking isolasi.

Bagian-bagiannya dihubungkan menggunakan baut, ring dan ring. Casing seperti itu dibuat dengan cara dicor atau dilas, ketika memilih bahan untuk itu, preferensi diberikan pada paduan non-magnetik. Tungku pembuatan baja induksi dua ruang dilengkapi dengan casing umum untuk bak dan unit induksi.

Pada oven kecil yang tidak memiliki pendingin air, terdapat unit ventilasi yang membantu menghilangkan panas berlebih dari unit tersebut. Sekalipun Anda memasang induktor berpendingin air, Anda perlu memberikan ventilasi pada bukaan di dekat batu perapian agar tidak terlalu panas.

Instalasi tungku modern tidak hanya memiliki induktor berpendingin air, tetapi juga menyediakan pendingin air pada casingnya. Kipas yang ditenagai oleh motor penggerak dapat dipasang pada rangka tungku. Jika alat tersebut memiliki massa yang signifikan, alat ventilasi dipasang di dekat kompor. Jika tungku induksi untuk produksi baja dilengkapi dengan versi unit induksi yang dapat dilepas, maka masing-masing unit dilengkapi dengan kipasnya sendiri.

Secara terpisah, perlu diperhatikan mekanisme kemiringan, yang untuk oven kecil dilengkapi dengan penggerak manual, dan untuk oven besar dilengkapi dengan penggerak hidrolik yang terletak di saluran pembuangan. Apapun mekanisme kemiringan yang dipasang, harus memastikan seluruh isi kamar mandi terkuras habis.

Perhitungan daya

Karena metode induksi Karena peleburan baja lebih murah dibandingkan metode serupa yang didasarkan pada penggunaan bahan bakar minyak, batu bara, dan sumber energi lainnya, perhitungan tungku induksi dimulai dengan menghitung daya unit.

Kekuatan tungku induksi terbagi menjadi aktif dan berguna, masing-masing memiliki formula tersendiri.

Sebagai data awal yang perlu Anda ketahui:

kapasitas tungku, dalam kasus yang dipertimbangkan misalnya, adalah 8 ton;
daya unit (nilai maksimumnya diambil) – 1300 kW;
frekuensi saat ini – 50 Hz;
Produktivitas pabrik tungku adalah 6 ton per jam.

Penting juga untuk memperhitungkan logam atau paduan yang dicairkan: sesuai dengan kondisinya, itu adalah seng. Ini adalah poin penting, keseimbangan panas peleburan besi cor dalam tungku induksi, serta paduan lainnya, berbeda.

Daya berguna yang ditransfer ke logam cair:

pol = Wtheor×t×P,
Wtheor – konsumsi energi spesifik, bersifat teoritis, dan menunjukkan logam terlalu panas sebesar 1 0 C;
P – produktivitas instalasi tungku, t/jam;
t adalah suhu panas berlebih dari paduan atau billet logam di dalam bak tungku, 0 C
Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Kekuatan aktif:

P = Ppol/Yuterm,
Rpol – diambil dari rumus sebelumnya, kW;
Yuterm adalah efisiensi tungku pengecoran, batasnya antara 0,7 hingga 0,85, dengan rata-rata 0,76.
P = 1311.2/0.76 = 1892.1 kW, nilainya dibulatkan menjadi 1900 kW.

Pada tahap akhir, daya induktor dihitung:

Kulit = P/N,
P – daya aktif instalasi tungku, kW;
N adalah jumlah induktor yang disediakan pada tungku.
Kulit =1900/2= 950 kW.

Konsumsi daya tungku induksi saat melelehkan baja bergantung pada kinerjanya dan jenis induktor.

Spesies dan subspesies

Tungku induksi dibagi menjadi dua jenis utama:

Selain divisi ini, tungku induksi adalah kompresor, vakum, terbuka dan berisi gas.

Tungku induksi DIY

Di antara metode umum yang tersedia untuk membuat unit tersebut, Anda dapat menemukan panduan langkah demi langkah tentang cara membuat tungku induksi dari inverter las, dengan spiral nichrome atau sikat grafit; kami akan memberikan fitur-fiturnya.

Unit generator frekuensi tinggi

Hal ini dilakukan dengan mempertimbangkan kekuatan desain unit, kerugian pusaran air dan kebocoran histeresis. Strukturnya akan ditenagai oleh jaringan 220 V biasa, tetapi menggunakan penyearah. Tungku jenis ini dapat dilengkapi dengan sikat grafit atau spiral nichrome.

Untuk membuat tungku, Anda membutuhkan:

dua dioda UF4007;
kapasitor film;
transistor efek medan, dua bagian;
resistor 470 ohm;
dua cincin throttle, dapat dilepas dari teknisi sistem komputer lama;
kawat tembaga Ø bagian 2 mm.

Alat yang digunakan adalah besi solder dan tang.

Berikut adalah diagram tungku induksi:

Tungku peleburan portabel induksi jenis ini dibuat dengan urutan sebagai berikut:

Transistor terletak di radiator. Karena kenyataan bahwa selama proses peleburan logam, sirkuit perangkat memanas dengan cepat, radiator untuk itu harus dipilih dengan parameter yang besar. Dibolehkan memasang beberapa transistor pada satu generator, namun dalam hal ini harus diisolasi dari logam menggunakan gasket yang terbuat dari plastik dan karet.
Dua tersedak diproduksi. Bagi mereka, dua cincin yang sebelumnya dilepas dari komputer diambil, kawat tembaga dililitkan di sekelilingnya, jumlah putaran dibatasi dari 7 hingga 15.
Kapasitor digabungkan menjadi baterai untuk menghasilkan kapasitansi 4,7 μF pada keluaran; mereka dihubungkan secara paralel.
Sebuah kawat tembaga dililitkan pada induktor, diameternya harus 2 mm. Diameter bagian dalam belitan harus sesuai dengan ukuran wadah yang digunakan untuk tungku. Sebanyak 7-8 lilitan dibuat dan ujung-ujungnya yang panjang dibiarkan agar dapat disambungkan pada rangkaian.
Baterai 12 V dihubungkan ke sirkuit rakitan sebagai sumber; baterai ini dapat bertahan selama sekitar 40 menit pengoperasian oven.

Jika perlu, housing terbuat dari bahan dengan ketahanan panas tinggi. Jika tungku peleburan induksi dibuat dari inverter las, maka rumah pelindung harus ada, tetapi harus dibumikan.

Desain kuas grafit

Tungku semacam itu digunakan untuk peleburan logam dan paduan apa pun.

Untuk membuat perangkat, Anda perlu mempersiapkan:

kuas grafit;
granit bubuk;
transformator;
batu bata fireclay;
kabel baja;
aluminium tipis.

Teknologi perakitan struktur adalah sebagai berikut:

Perangkat dengan spiral nichrome

Alat semacam itu digunakan untuk peleburan logam dalam jumlah besar.

Bahan-bahan berikut digunakan sebagai bahan habis pakai untuk menyiapkan kompor buatan sendiri:

nikrom;
benang asbes;
sepotong pipa keramik.

Setelah menghubungkan semua komponen tungku sesuai dengan diagram, pengoperasiannya adalah sebagai berikut: setelah mengalirkan arus listrik ke spiral nichrome, ia memindahkan panas ke logam dan melelehkannya.

Pembuatan tungku semacam itu dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

Desain ini dicirikan oleh kinerja tinggi, mendingin dalam waktu lama dan cepat panas. Tetapi harus diingat bahwa jika spiral tidak diisolasi dengan baik, maka spiral akan cepat terbakar.

Harga tungku induksi siap pakai

Desain tungku buatan sendiri harganya jauh lebih murah daripada yang dibeli, tetapi tidak dapat dibuat dalam volume besar, jadi Anda tidak dapat melakukannya tanpa opsi siap pakai untuk produksi massal lelehan.

Harga tungku induksi untuk peleburan logam bergantung pada kapasitas dan konfigurasinya.

Model	Karakteristik dan Fitur	Harga, rubel
INDDUTERM MU-200	Tungku mendukung 16 program suhu, suhu pemanasan maksimum 1400 0C, mode dikontrol menggunakan termokopel tipe S. Unit menghasilkan daya 3,5 kW.	820 ribu
INDDUTERM MU-900	Tungku beroperasi dari catu daya 380 V, pengaturan suhu dilakukan menggunakan termokopel tipe S dan dapat mencapai hingga 1500 0C. Daya – 15kW.	1,7 juta
UPI-60-2	Tungku peleburan induksi mini ini dapat digunakan untuk melebur logam non-besi dan logam mulia. Benda kerja dimasukkan ke dalam wadah grafit, dan dipanaskan sesuai dengan prinsip transformator.	125 ribu
IST-1/0.8 M5	Induktor tungku adalah keranjang di mana sirkuit magnetik dibangun bersama dengan koil. Satuan 1 ton.	1,7 juta
UI-25P	Perangkat tungku dirancang untuk beban 20 kg, dilengkapi dengan kemiringan unit peleburan yang diarahkan. Kompor dilengkapi dengan satu blok baterai kapasitor. Daya instalasi – 25 kW. T pemanasan maksimum adalah 1600 0C.	470 ribu
UI-0,50T-400	Unit ini dirancang untuk beban paling banyak 500 kg kekuatan tinggi instalasi - 525 kW, tegangannya harus minimal 380V, suhu pengoperasian maksimum - 1850 0C.	900 ribu
ST 10	Oven perusahaan Italia ini dilengkapi dengan termostat digital, teknologi SMD terpasang di panel kontrol, yang cepat. Unit universal dapat bekerja dengan kapasitas berbeda dari 1 hingga 3 kg, untuk itu tidak perlu penyesuaian ulang. Ditujukan untuk logam mulia, suhu maksimumnya 1250 0C.	1 juta
ST 12	Oven induksi statis dengan termostat digital. Ini dapat dilengkapi dengan ruang pengecoran vakum, yang memungkinkan pengecoran dilakukan tepat di sebelah instalasi. Kontrol terjadi menggunakan panel sentuh. Suhu maksimum – 1250 0С.	1050 ribu
IChT-10TN	Tungku dirancang untuk beban 10 ton, ini adalah unit yang cukup besar, untuk pemasangannya Anda perlu mengalokasikan ruang bengkel tertutup.	8,9 juta

Kesimpulan

Membuat tungku induksi sendiri memang mengasyikkan, tetapi ada beberapa keterbatasan dan konsekuensi yang tidak diketahui, karena Anda harus bergantung pada hukum fisika dan kimia, dan mereka yang tidak pandai dalam hal ini tidak akan dapat melakukan prosesnya dengan aman. Untuk sering menggunakan pengaturan seperti itu, lebih baik memilih pilihan yang cocok dari yang disajikan di atas.

←Artikel sebelumnya Artikel selanjutnya →

Tungku induksi ditemukan sejak lama, pada tahun 1887, oleh S. Farranti. Instalasi industri pertama mulai beroperasi pada tahun 1890 di perusahaan Benedicks Bultfabrik. Untuk waktu yang lama Tungku induksi merupakan hal yang eksotik dalam industri ini, namun bukan karena tingginya biaya listrik; pada saat itu harganya tidak lebih mahal dari sekarang. Masih banyak hal yang belum diketahui dalam proses yang terjadi di tungku induksi, dan basis elemen elektronik tidak memungkinkan penciptaan skema yang efektif mengelola mereka.

Dalam industri tungku induksi, sebuah revolusi telah terjadi di depan mata kita, pertama-tama, berkat kemunculan mikrokontroler, yang kekuatan komputasinya melebihi komputer pribadi sepuluh tahun yang lalu. Kedua, berkat... komunikasi seluler. Perkembangannya membutuhkan ketersediaan transistor murah yang mampu menyalurkan daya beberapa kW pada frekuensi tinggi. Mereka, pada gilirannya, diciptakan berdasarkan heterostruktur semikonduktor, yang penelitiannya fisikawan Rusia Zhores Alferov menerima Hadiah Nobel.

Pada akhirnya, kompor induksi tidak hanya mengubah industri secara menyeluruh, tetapi juga digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari. Ketertarikan terhadap subjek tersebut memunculkan banyak produk buatan sendiri yang pada prinsipnya dapat bermanfaat. Tetapi sebagian besar penulis desain dan ide (ada lebih banyak deskripsi di sumbernya daripada produk fungsional) memiliki pemahaman yang buruk tentang dasar-dasar fisika pemanasan induksi dan potensi bahaya dari desain yang dilaksanakan dengan buruk. Artikel ini dimaksudkan untuk memperjelas beberapa poin yang lebih membingungkan. Materi ini didasarkan pada pertimbangan struktur tertentu:

Tungku saluran industri untuk peleburan logam, dan kemungkinan membuatnya sendiri.
Tungku wadah tipe induksi, yang paling mudah digunakan dan paling populer di kalangan tungku buatan sendiri.
Ketel air panas induksi dengan cepat menggantikan ketel uap dengan elemen pemanas.
Peralatan memasak induksi rumah tangga yang bersaing dengan kompor gas dan lebih unggul dari gelombang mikro dalam beberapa parameter.

Catatan: Semua perangkat yang dipertimbangkan didasarkan pada induksi magnet yang dihasilkan oleh suatu induktor (induktor), dan oleh karena itu disebut induksi. Hanya bahan penghantar listrik, logam, dll. yang dapat dicairkan/dipanaskan di dalamnya. Ada juga tungku kapasitif induksi listrik, berdasarkan induksi listrik pada dielektrik antara pelat kapasitor; tungku ini digunakan untuk peleburan “lembut” dan perlakuan panas listrik pada plastik. Tapi mereka jauh lebih jarang daripada yang induktor; pertimbangan mereka memerlukan diskusi terpisah, jadi kita akan meninggalkannya untuk saat ini.

Prinsip operasi

Prinsip pengoperasian tungku induksi diilustrasikan pada Gambar. di sebelah kanan. Intinya, ini adalah transformator listrik dengan belitan sekunder hubung singkat:

Generator tegangan bolak-balik G menciptakan arus bolak-balik I1 pada induktor L (koil pemanas).
Kapasitor C bersama dengan L membentuk rangkaian osilasi yang disetel ke frekuensi operasi, hal ini dalam banyak kasus meningkatkan parameter teknis instalasi.
Jika generator G berosilasi sendiri, maka C sering kali dikeluarkan dari rangkaian, dan menggunakan kapasitansi induktor sendiri. Untuk induktor frekuensi tinggi yang dijelaskan di bawah, nilainya beberapa puluh pikofarad, yang sama persis dengan rentang frekuensi operasi.
Sesuai dengan persamaan Maxwell, induktor menciptakan medan magnet bolak-balik dengan intensitas H di ruang sekitarnya.Medan magnet induktor dapat ditutup melalui inti feromagnetik yang terpisah atau berada di ruang bebas.
Medan magnet, menembus benda kerja (atau muatan leleh) W yang ditempatkan di induktor, menciptakan fluks magnet F di dalamnya.
F, jika W bersifat konduktif listrik, menginduksi arus sekunder I2 di dalamnya, maka persamaan Maxwell sama.
Jika Ф cukup masif dan padat, maka I2 menutup di dalam W, membentuk arus eddy, atau arus Foucault.
Arus eddy, menurut hukum Joule-Lenz, melepaskan energi yang diterima melalui induktor dan medan magnet dari generator, sehingga memanaskan benda kerja (muatan).

Interaksi elektromagnetik dari sudut pandang fisika cukup kuat dan mempunyai efek jangka panjang yang cukup tinggi. Oleh karena itu, meskipun terjadi konversi energi multi-tahap, tungku induksi mampu menunjukkan efisiensi hingga 100% di udara atau vakum.

Catatan: dalam media yang terbuat dari dielektrik non-ideal dengan konstanta dielektrik >1, efisiensi tungku induksi yang berpotensi dicapai akan turun, dan dalam media dengan permeabilitas magnetik >1, efisiensi tinggi akan lebih mudah dicapai.

Tungku saluran

Tungku peleburan induksi saluran adalah yang pertama digunakan dalam industri. Secara struktural mirip dengan transformator, lihat gambar. di sebelah kanan:

Gulungan primer, ditenagai oleh arus frekuensi industri (50/60 Hz) atau tinggi (400 Hz), terbuat dari tabung tembaga yang didinginkan dari dalam dengan cairan pendingin;
Belitan hubung singkat sekunder – meleleh;
Wadah berbentuk cincin yang terbuat dari dielektrik tahan panas tempat lelehan ditempatkan;
Sirkuit magnetik dirakit dari pelat baja transformator.

Tungku saluran digunakan untuk melelehkan duralumin, paduan khusus non-besi, dan memproduksi besi cor berkualitas tinggi. Tungku saluran industri memerlukan pelapisan dengan lelehan, jika tidak, "sekunder" tidak akan mengalami korsleting dan tidak akan ada pemanasan. Atau pelepasan busur akan muncul di antara remah-remah muatan, dan seluruh lelehan akan meledak begitu saja. Oleh karena itu, sebelum memulai tungku, sedikit lelehan dituangkan ke dalam wadah, dan bagian yang dicairkan kembali tidak dituangkan seluruhnya. Ahli metalurgi mengatakan bahwa tungku saluran memiliki kapasitas sisa.

Tungku saluran dengan daya hingga 2-3 kW dapat dibuat sendiri dari transformator las frekuensi industri. Dalam tungku seperti itu Anda dapat melebur hingga 300-400 g seng, perunggu, kuningan atau tembaga. Anda dapat melelehkan duralumin, tetapi pengecoran harus dibiarkan menua setelah pendinginan, dari beberapa jam hingga 2 minggu, tergantung pada komposisi paduannya, sehingga memperoleh kekuatan, ketangguhan, dan elastisitas.

Catatan: duralumin sebenarnya ditemukan secara tidak sengaja. Para pengembang, yang marah karena mereka tidak dapat memadukan aluminium, meninggalkan sampel “tidak ada” lainnya di laboratorium dan pergi berfoya-foya karena kesedihan. Kami sadar, kembali - dan tidak ada yang berubah warna. Mereka memeriksanya - dan memperoleh kekuatan hampir seperti baja, namun tetap ringan seperti aluminium.

Transformator "primer" dibiarkan standar, sudah dirancang untuk beroperasi dalam mode hubung singkat sekunder dengan busur las. Yang “sekunder” dilepas (kemudian dapat dipasang kembali dan trafo dapat digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan), dan wadah berbentuk cincin dipasang pada tempatnya. Namun mencoba mengubah inverter las HF menjadi tungku saluran berbahaya! Inti feritnya akan menjadi terlalu panas dan hancur berkeping-keping karena konstanta dielektrik ferit adalah >>1, lihat di atas.

Masalah kapasitas sisa dalam tungku berdaya rendah hilang: kawat dari logam yang sama, ditekuk menjadi cincin dan ujungnya bengkok, ditempatkan dalam muatan penyemaian. Diameter kawat – mulai dari daya tungku 1 mm/kW.

Namun masalah muncul dengan wadah cincin: satu-satunya bahan yang cocok untuk wadah kecil adalah elektroporselen. Memang tidak mungkin mengolahnya sendiri di rumah, tapi di mana bisa mendapatkan yang cocok? Refraktori lain tidak cocok karena kehilangan dielektrik yang tinggi atau porositas dan kekuatan mekanik yang rendah. Oleh karena itu, meskipun tungku saluran menghasilkan peleburan dengan kualitas terbaik, tidak memerlukan elektronik, dan efisiensinya pada daya 1 kW melebihi 90%, tungku tersebut tidak digunakan oleh pengrajin rumahan.

Untuk wadah biasa

Kapasitas sisa membuat jengkel para ahli metalurgi - paduan yang mereka lelehkan harganya mahal. Oleh karena itu, segera setelah tabung radio yang cukup kuat muncul di tahun 20-an abad yang lalu, sebuah ide segera lahir: lemparkan sirkuit magnetik ke dalamnya (kami tidak akan mengulangi idiom profesional orang-orang tangguh), dan letakkan wadah biasa langsung ke dalam wadah. induktor, lihat gambar.

Anda tidak dapat melakukan ini pada frekuensi industri; medan magnet frekuensi rendah tanpa sirkuit magnet yang memusatkannya akan menyebar (ini disebut medan nyasar) dan mengeluarkan energinya ke mana saja, tetapi tidak ke dalam lelehan. Medan nyasar dapat dikompensasi dengan meningkatkan frekuensi ke frekuensi tinggi: jika diameter induktor sepadan dengan panjang gelombang frekuensi operasi, dan seluruh sistem berada dalam resonansi elektromagnetik, maka energinya mencapai 75% atau lebih. medan elektromagnetiknya akan terkonsentrasi di dalam kumparan “tak berperasaan”. Efisiensinya akan sesuai.

Namun, sudah di laboratorium menjadi jelas bahwa penulis gagasan tersebut mengabaikan keadaan yang jelas: lelehan dalam induktor, meskipun diamagnetik, bersifat konduktif secara elektrik, karena medan magnetnya sendiri dari arus eddy, ia mengubah induktansi pemanasan. gulungan. Frekuensi awal harus diatur di bawah muatan dingin dan diubah saat meleleh. Selain itu, semakin besar jangkauannya, semakin besar benda kerja: jika untuk 200 g baja Anda dapat bertahan dengan rentang 2-30 MHz, maka untuk blanko seukuran tangki kereta api, frekuensi awalnya akan menjadi sekitar 30- 40 Hz, dan frekuensi pengoperasian akan mencapai beberapa kHz.

Sulit untuk membuat otomatisasi yang sesuai pada lampu; untuk “menarik” frekuensi di belakang blank memerlukan operator yang berkualifikasi tinggi. Selain itu, medan nyasar paling kuat muncul pada frekuensi rendah. Lelehan, yang dalam tungku semacam itu juga merupakan inti kumparan, sampai batas tertentu mengumpulkan medan magnet di dekatnya, namun tetap saja, untuk mendapatkan efisiensi yang dapat diterima, seluruh tungku perlu dikelilingi dengan layar feromagnetik yang kuat.

Namun demikian, karena keunggulannya yang luar biasa dan kualitasnya yang unik (lihat di bawah), tungku induksi wadah banyak digunakan baik di industri maupun oleh masyarakat rumahan. Oleh karena itu, mari kita lihat lebih dekat cara membuatnya sendiri dengan benar.

Sedikit teori

Saat merancang "induksi" buatan sendiri, Anda harus ingat dengan tegas: konsumsi daya minimum tidak sesuai dengan efisiensi maksimum, dan sebaliknya. Kompor akan mengambil daya minimum dari jaringan bila beroperasi pada frekuensi resonansi utama, Pos. 1 pada Gambar. Dalam hal ini, blanko/muatan (dan pada frekuensi pra-resonansi yang lebih rendah) beroperasi sebagai satu putaran hubung singkat, dan hanya satu sel konvektif yang diamati dalam lelehan.

Dalam mode resonansi utama, hingga 0,5 kg baja dapat dicairkan dalam tungku 2-3 kW, namun pemanasan muatan/benda kerja akan memakan waktu hingga satu jam atau lebih. Oleh karena itu, total konsumsi listrik dari jaringan akan tinggi, dan efisiensi keseluruhan akan rendah. Pada frekuensi pra-resonansi bahkan lebih rendah lagi.

Akibatnya, tungku induksi untuk peleburan logam paling sering beroperasi pada harmonik ke-2, ke-3, dan harmonisa yang lebih tinggi lainnya (Pos. 2 pada gambar).Daya yang diperlukan untuk pemanasan/peleburan meningkat; untuk setengah kilo baja yang sama, baja ke-2 membutuhkan 7-8 kW, dan baja ke-3 10-12 kW. Namun pemanasan terjadi sangat cepat, dalam hitungan menit atau sepersekian menit. Oleh karena itu, efisiensinya tinggi: kompor tidak punya waktu untuk “makan” banyak sebelum lelehan dapat dituang.

Tungku yang menggunakan harmonik memiliki keuntungan yang paling penting, bahkan unik: beberapa sel konvektif muncul dalam lelehan, mencampurkannya secara instan dan menyeluruh. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk melakukan peleburan dalam mode yang disebut. muatan cepat, menghasilkan paduan yang pada dasarnya tidak mungkin dilebur di tungku peleburan lainnya.

Jika Anda "menaikkan" frekuensi 5-6 kali atau lebih tinggi dari frekuensi utama, maka efisiensinya agak turun (tidak banyak), tetapi sifat induksi harmonik lain yang luar biasa muncul: pemanasan permukaan karena efek kulit, menggantikan EMF ke frekuensi. permukaan benda kerja, Pos. 3 pada Gambar. Mode ini jarang digunakan untuk peleburan, tetapi untuk memanaskan benda kerja untuk sementasi dan pengerasan permukaan, ini adalah hal yang bagus. Teknologi modern tidak mungkin terjadi tanpa metode perlakuan panas ini.

Tentang levitasi dalam induktor

Sekarang mari kita lakukan triknya: putar 1-3 putaran pertama induktor, kemudian tekuk tabung/bus 180 derajat, dan putar sisa belitan ke arah yang berlawanan (Pos. 4 pada gambar). generator, masukkan wadah yang berisi muatan ke dalam induktor, dan berikan arus. Kita tunggu sampai meleleh lalu keluarkan wadahnya. Lelehan pada induktor akan berkumpul menjadi sebuah bola, yang akan tetap menggantung di sana sampai kita mematikan generator. Maka itu akan jatuh.

Efek levitasi elektromagnetik dari lelehan digunakan untuk memurnikan logam dengan peleburan zona, untuk mendapatkan bola logam dan mikrosfer presisi tinggi, dll. Namun untuk mendapatkan hasil yang tepat, peleburan harus dilakukan dalam ruang hampa yang tinggi, jadi disini levitasi pada induktor disebutkan hanya sebagai informasi saja.

Mengapa induktor di rumah?

Seperti yang Anda lihat, bahkan kompor induksi berdaya rendah untuk kabel apartemen dan batas konsumsinya pun terlalu kuat. Mengapa hal ini layak dilakukan?

Pertama, untuk pemurnian dan pemisahan logam mulia, nonferrous dan langka. Ambil contoh, konektor radio Soviet kuno dengan kontak berlapis emas; Mereka tidak menyisihkan emas/perak untuk pelapisan saat itu. Kami menempatkan kontak dalam wadah yang sempit dan tinggi, memasukkannya ke dalam induktor, dan meleburnya pada resonansi utama (secara profesional, pada mode nol). Setelah meleleh, kami secara bertahap mengurangi frekuensi dan daya, membiarkan blanko mengeras selama 15 menit hingga setengah jam.

Setelah dingin, kita pecahkan wadahnya dan apa yang kita lihat? Tiang kuningan dengan ujung emas terlihat jelas dan tinggal dipotong saja. Tanpa merkuri, sianida dan reagen mematikan lainnya. Hal ini tidak dapat dicapai dengan memanaskan lelehan dari luar dengan cara apa pun; konveksi di dalamnya tidak akan dapat mencapai hal tersebut.

Ya, emas tetaplah emas, dan sekarang tidak ada besi tua hitam berserakan di jalan. Namun kebutuhan akan pemanasan bagian logam yang seragam atau dengan dosis yang tepat pada permukaan/volume/suhu untuk pengerasan berkualitas tinggi akan selalu ditemukan oleh ibu rumah tangga atau pengusaha perorangan. Dan di sini sekali lagi kompor induktor akan membantu, dan konsumsi listrik akan sesuai dengan anggaran keluarga: lagipula, bagian utama energi pemanas berasal dari panas laten peleburan logam. Dan dengan mengubah daya, frekuensi, dan lokasi bagian dalam induktor, Anda dapat memanaskan tempat yang tepat sebagaimana mestinya, lihat gambar. lebih tinggi.

Terakhir, dengan membuat induktor berbentuk khusus (lihat gambar di sebelah kiri), Anda dapat melepaskan bagian yang mengeras ke dalamnya di tempat yang benar, pada pemecahan karburisasi dengan pengerasan pada bagian ujung/ujungnya. Kemudian bila perlu gunakan bending, ivy, dan sisanya tetap keras, kental, elastis. Pada akhirnya, Anda dapat memanaskannya kembali di tempat pelepasannya dan mengeraskannya kembali.

Mari kita ke kompor: apa yang perlu Anda ketahui

Medan elektromagnetik (EMF) mempengaruhi tubuh manusia, setidaknya menghangatkannya secara keseluruhan, seperti daging dalam microwave. Oleh karena itu, ketika bekerja dengan tungku induksi sebagai perancang, pengrajin atau operator, Anda perlu memahami dengan jelas esensi dari konsep berikut:

PES – kerapatan fluks energi medan elektromagnetik. Menentukan dampak fisiologis umum EMF pada tubuh, terlepas dari frekuensi radiasi, karena PES dari EMF dengan intensitas yang sama meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi radiasi. Menurut standar sanitasi berbagai negara nilai yang diperbolehkan PES dari 1 hingga 30 mW per 1 persegi. m.permukaan tubuh dengan paparan konstan (lebih dari 1 jam per hari) dan tiga sampai lima kali lebih banyak dengan paparan jangka pendek tunggal, hingga 20 menit.

Catatan: Amerika Serikat menonjol; konsumsi daya yang diperbolehkan adalah 1000 mW (!) per meter persegi. m.tubuh. Faktanya, orang Amerika menganggap awal dari efek fisiologis sebagai manifestasi eksternal, ketika seseorang sudah jatuh sakit, dan konsekuensi jangka panjang dari paparan EMF diabaikan sama sekali.

PES berkurang seiring bertambahnya jarak dari titik sumber radiasi dengan kuadrat jaraknya. Pelindung satu lapis dengan jaring galvanis atau jaring halus mengurangi PES sebanyak 30-50 kali lipat. Di dekat kumparan sepanjang porosnya, PES akan 2-3 kali lebih tinggi daripada di samping.

Mari kita jelaskan dengan sebuah contoh. Terdapat induktor 2 kW dan 30 MHz dengan efisiensi 75%. Oleh karena itu, 0,5 kW atau 500 W akan keluar. Pada jarak 1 m darinya (luas bola dengan jari-jari 1 m adalah 12,57 m2) per 1 m persegi. m.akan memiliki 500/12,57 = 39,77 W, dan per orang - sekitar 15 W, ini banyak. Induktor harus diposisikan secara vertikal, sebelum menyalakan tungku, pasang tutup pelindung ground di atasnya, pantau prosesnya dari jarak jauh, dan segera matikan tungku setelah selesai. Pada frekuensi 1 MHz, PES akan turun sebanyak 900 kali, dan induktor berpelindung dapat dioperasikan tanpa tindakan pencegahan khusus.

Microwave – frekuensi sangat tinggi. Dalam elektronik radio, frekuensi gelombang mikro dianggap disebut. Q-band, tetapi menurut fisiologi gelombang mikro, frekuensinya dimulai pada sekitar 120 MHz. Penyebabnya adalah pemanasan induksi listrik plasma sel dan fenomena resonansi pada molekul organik. Gelombang mikro memiliki efek biologis yang ditargetkan secara khusus dengan konsekuensi jangka panjang. Menerima 10-30 mW selama setengah jam saja sudah cukup untuk mengganggu kesehatan dan/atau kapasitas reproduksi. Kerentanan individu terhadap gelombang mikro sangat bervariasi; Saat bekerja dengannya, Anda perlu menjalani pemeriksaan kesehatan khusus secara rutin.

Sangat sulit untuk menekan radiasi gelombang mikro; seperti yang dikatakan para profesional, radiasi ini “menyedot” melalui celah sekecil apa pun di layar atau dengan sedikit pelanggaran terhadap kualitas grounding. Pemberantasan radiasi gelombang mikro yang efektif dari peralatan hanya mungkin dilakukan jika peralatan tersebut dirancang oleh spesialis berkualifikasi tinggi.

Komponen tungku

Induktor

Bagian terpenting dari tungku induksi adalah koil pemanasnya, induktor. Untuk kompor buatan sendiri Untuk daya hingga 3 kW, induktor yang terbuat dari tabung tembaga telanjang dengan diameter 10 mm atau bus tembaga telanjang dengan penampang minimal 10 meter persegi akan digunakan. mm. Diameter bagian dalam induktor adalah 80-150 mm, jumlah lilitan 8-10. Putarannya tidak boleh bersentuhan, jarak antara keduanya adalah 5-7 mm. Selain itu, tidak ada bagian induktor yang boleh menyentuh pelindungnya; celah minimum adalah 50 mm. Oleh karena itu, untuk mengalirkan kabel kumparan ke generator, perlu disediakan jendela pada sekat yang tidak mengganggu pelepasan/pemasangannya.

Induktor tungku industri didinginkan dengan air atau antibeku, tetapi dengan daya hingga 3 kW, induktor yang dijelaskan di atas tidak memerlukan pendinginan paksa saat beroperasi hingga 20-30 menit. Namun, tungku itu sendiri menjadi sangat panas, dan kerak pada tembaga secara tajam mengurangi efisiensi tungku hingga kehilangan fungsinya. Tidak mungkin membuat induktor berpendingin cairan sendiri, sehingga harus diganti dari waktu ke waktu. Anda tidak dapat menggunakan pendingin udara paksa: rumah kipas plastik atau logam di dekat koil akan “menarik” EMF ke dirinya sendiri, menjadi terlalu panas, dan efisiensi tungku akan turun.

Catatan: sebagai perbandingan, sebuah induktor untuk tungku peleburan untuk 150 kg baja dibengkokkan dari pipa tembaga dengan diameter luar 40 mm dan diameter dalam 30 mm. Jumlah lilitannya 7, diameter dalam kumparan 400 mm, dan tingginya juga 400 mm. Untuk menyalakannya dalam mode nol, Anda memerlukan 15-20 kW dengan adanya sirkuit pendingin tertutup dengan air suling.

Generator

Bagian utama kedua dari tungku adalah alternator. Bahkan tidak ada gunanya mencoba membuat tungku induksi tanpa mengetahui dasar-dasar elektronik radio setidaknya pada tingkat amatir radio rata-rata. Pengoperasiannya sama, karena jika kompor tidak dikendalikan komputer, Anda dapat mengaturnya ke mode hanya dengan merasakan rangkaiannya.

Saat memilih rangkaian generator, Anda harus menghindari solusi yang memberikan spektrum arus keras dengan segala cara. Sebagai anti-contoh, kami menyajikan rangkaian yang cukup umum menggunakan saklar thyristor, lihat Gambar. lebih tinggi. Perhitungan yang tersedia untuk spesialis berdasarkan osilogram yang dilampirkan oleh penulis menunjukkan bahwa PES pada frekuensi di atas 120 MHz dari induktor yang diberi daya dengan cara ini melebihi 1 W/sq. m pada jarak 2,5 m dari instalasi. Kesederhanaan yang mematikan, untuk sedikitnya.

Sebagai rasa penasaran nostalgia, kami sajikan juga diagram generator tabung kuno, lihat gambar. di sebelah kanan. Ini dibuat oleh amatir radio Soviet pada tahun 50an, Gambar. di sebelah kanan. Pengaturan ke mode - dengan kapasitor udara dengan kapasitansi variabel C, dengan celah antara pelat minimal 3 mm. Hanya bekerja pada mode nol. Indikator pengaturannya adalah bola lampu neon L. Keunikan rangkaian ini adalah spektrum radiasi “lampu” yang sangat lembut, sehingga generator ini dapat digunakan tanpa tindakan pencegahan khusus. Tapi - sayang sekali! – Anda tidak dapat menemukan lampu untuk itu sekarang, dan dengan daya di induktor sekitar 500 W, konsumsi daya dari jaringan lebih dari 2 kW.

Catatan: Frekuensi 27,12 MHz yang ditunjukkan dalam diagram tidak optimal; dipilih karena alasan kompatibilitas elektromagnetik. Di Uni Soviet, ini adalah frekuensi gratis (“sampah”), yang tidak memerlukan izin pengoperasian, selama perangkat tersebut tidak mengganggu siapa pun. Secara umum C generator dapat disetel dalam rentang yang cukup luas.

Pada gambar berikutnya. di sebelah kiri adalah generator eksitasi diri sederhana. L2 – induktor; L1 – kumparan umpan balik, 2 putaran kawat enamel dengan diameter 1,2-1,5 mm; L3 – kosong atau terisi. Kapasitansi induktor sendiri digunakan sebagai kapasitansi loop, sehingga rangkaian ini tidak memerlukan penyesuaian, secara otomatis memasuki mode mode nol. Spektrumnya lembut, tetapi jika pentahapan L1 salah, transistor langsung terbakar, karena ternyata dalam mode aktif dari korsleting ke DC di sirkuit kolektor.

Selain itu, transistor dapat terbakar hanya karena perubahan suhu eksternal atau kristal yang memanas sendiri - tidak ada tindakan yang dilakukan untuk menstabilkan modenya. Secara umum, jika Anda memiliki KT825 lama atau sejenisnya yang tergeletak di suatu tempat, maka Anda dapat memulai eksperimen pemanasan induksi dengan sirkuit ini. Transistor harus dipasang pada radiator dengan luas minimal 400 meter persegi. lihat dengan tiupan dari komputer atau kipas serupa. Penyesuaian kapasitas induktor, hingga 0,3 kW, dengan mengubah tegangan suplai dalam 6-24 V. Sumbernya harus menyediakan arus minimal 25 A. Disipasi daya resistor pembagi tegangan dasar setidaknya 5 W.

Diagramnya berikut. beras. di sebelah kanan adalah multivibrator dengan beban induktif menggunakan transistor efek medan yang kuat (450 V Uk, minimal 25 A Ik). Berkat penggunaan kapasitansi pada rangkaian rangkaian osilasi, menghasilkan spektrum yang agak lembut, tetapi di luar mode, oleh karena itu cocok untuk memanaskan komponen hingga 1 kg untuk quenching/tempering. Kerugian utama dari rangkaian ini adalah tingginya biaya komponen, sakelar medan yang kuat, dan dioda tegangan tinggi berkecepatan tinggi (frekuensi cutoff minimal 200 kHz) di sirkuit dasarnya. Transistor daya bipolar pada rangkaian ini tidak berfungsi, terlalu panas dan terbakar. Radiator disini sama seperti pada case sebelumnya, namun aliran udara tidak diperlukan lagi.

Skema berikut ini sudah diklaim universal, dengan daya hingga 1 kW. Ini adalah generator dorong-tarik dengan eksitasi independen dan induktor yang terhubung ke jembatan. Memungkinkan Anda bekerja dalam mode 2-3 atau dalam mode pemanasan permukaan; frekuensinya diatur oleh resistor variabel R2, dan rentang frekuensi dialihkan oleh kapasitor C1 dan C2, dari 10 kHz ke 10 MHz. Untuk rentang pertama (10-30 kHz), kapasitansi kapasitor C4-C7 harus ditingkatkan menjadi 6,8 μF.

Trafo antar tahapan berada pada cincin ferit dengan luas penampang inti magnet 2 meter persegi. lihat Gulungan - terbuat dari kawat berenamel 0,8-1,2 mm. Radiator transistor – 400 meter persegi. lihat empat dengan aliran udara. Arus dalam induktor hampir sinusoidal, sehingga spektrum radiasinya lembut dan tidak diperlukan tindakan perlindungan tambahan di semua frekuensi operasi, asalkan ia bekerja hingga 30 menit sehari setelah 2 hari pada tanggal 3.

Video: pemanas induksi buatan sendiri beraksi

Boiler induksi

Boiler air panas induksi niscaya akan menggantikan boiler dengan elemen pemanas dimana listrik lebih murah dibandingkan jenis bahan bakar lainnya. Namun keunggulannya yang tak terbantahkan juga telah memunculkan banyak produk buatan sendiri, yang terkadang benar-benar membuat bulu kuduk seorang spesialis berdiri tegak.

Katakanlah desain ini: pipa propilena dengan air mengalir dikelilingi oleh induktor, dan ditenagai oleh inverter las HF 15-25 A. Pilihannya adalah membuat donat berongga (torus) dari plastik tahan panas, lewati air melalui pipa, dan membungkusnya di sekelilingnya untuk bus pemanas, membentuk induktor yang digulung menjadi cincin.

EMF akan mentransfer energinya ke air sumur; Ia memiliki konduktivitas listrik yang baik dan konstanta dielektrik yang sangat tinggi (80). Ingat bagaimana sisa tetesan air di piring keluar di microwave.

Namun, pertama, untuk memanaskan apartemen sepenuhnya di musim dingin, Anda memerlukan setidaknya 20 kW panas, dengan isolasi yang cermat dari luar. 25 A pada 220 V hanya menyediakan 5,5 kW (berapa biaya listrik ini menurut tarif kami?) dengan efisiensi 100%. Oke, katakanlah kita berada di Finlandia, dimana listrik lebih murah dibandingkan gas. Namun batas konsumsi perumahan masih 10 kW, dan untuk kelebihannya harus membayar dengan tarif yang dinaikkan. Dan kabel apartemen tidak akan tahan terhadap 20 kW, Anda perlu menarik pengumpan terpisah dari gardu induk. Berapa biaya pekerjaan seperti itu? Jika tukang listrik masih belum bisa menguasai kawasan tersebut, mereka akan mengizinkannya.

Lalu, penukar panas itu sendiri. Itu harus berupa logam besar, maka hanya pemanasan induksi logam yang akan berfungsi, atau terbuat dari plastik dengan kerugian dielektrik rendah (omong-omong, propilena bukan salah satunya, hanya fluoroplastik mahal yang cocok), maka air akan langsung mengalir. menyerap energi EMF. Namun bagaimanapun juga, ternyata induktor memanaskan seluruh volume penukar panas, dan hanya permukaan bagian dalamnya yang memindahkan panas ke air.

Akibatnya, dengan mengorbankan banyak pekerjaan dan risiko kesehatan, kami mendapatkan boiler dengan efisiensi api gua.

Ketel pemanas induksi industri dirancang dengan cara yang sangat berbeda: sederhana, tetapi tidak mungkin dilakukan di rumah, lihat gambar. di sebelah kanan:

Induktor tembaga besar terhubung langsung ke jaringan.
EMF-nya juga memanaskan penukar panas labirin logam besar yang terbuat dari logam feromagnetik.
Labirin secara bersamaan mengisolasi induktor dari air.

Ketel semacam itu harganya beberapa kali lebih mahal daripada ketel konvensional dengan elemen pemanas, dan hanya cocok untuk dipasang pada pipa plastik, tetapi sebagai imbalannya ia memberikan banyak manfaat:

Tidak pernah terbakar - tidak ada kumparan listrik panas di dalamnya.
Labirin besar secara andal melindungi induktor: PES di sekitar boiler induksi 30 kW adalah nol.
Efisiensi – lebih dari 99,5%
Benar-benar aman: konstanta waktu intrinsik kumparan sangat induktif lebih dari 0,5 detik, yaitu 10-30 kali lebih lama dari waktu respons RCD atau mesin. Hal ini semakin dipercepat oleh “mundur” dari proses sementara ketika induktansi rusak pada rumahan.
Kerusakan itu sendiri, karena strukturnya yang “oakiness”, sangat kecil kemungkinannya.
Tidak memerlukan landasan terpisah.
Tidak peduli terhadap sambaran petir; Itu tidak bisa membakar kumparan besar.
Permukaan labirin yang besar memastikan pertukaran panas yang efektif dengan gradien suhu minimum, yang hampir menghilangkan pembentukan kerak.
Daya tahan yang luar biasa dan kemudahan penggunaan: boiler induksi, bersama dengan sistem hidromagnetik (HMS) dan filter sedimen, beroperasi tanpa perawatan setidaknya selama 30 tahun.

Tentang boiler buatan sendiri untuk pasokan air panas

Di sini, di Gambar. Diagram pemanas induksi berdaya rendah untuk sistem air panas dengan tangki penyimpanan ditampilkan. Ini didasarkan pada transformator daya apa pun 0,5-1,5 kW dengan belitan primer 220 V. Transformator ganda dari TV berwarna tabung lama - "peti mati" pada inti magnet dua batang tipe PL - sangat cocok.

Belitan sekunder dilepas dari belitan tersebut, belitan primer digulung ulang menjadi satu batang, menambah jumlah belitannya untuk beroperasi dalam mode yang mendekati hubungan pendek (korsleting) pada belitan sekunder. Gulungan sekunder sendiri adalah air dalam lekukan pipa berbentuk U yang mengelilingi batang lainnya. Pipa plastik atau logam – tidak ada bedanya pada frekuensi industri, namun pipa logam harus diisolasi dari sistem lainnya dengan sisipan dielektrik, seperti yang ditunjukkan pada gambar, sehingga arus sekunder hanya ditutup melalui air.

Bagaimanapun, pemanas air seperti itu berbahaya: kemungkinan kebocoran terjadi di dekat belitan di bawah tegangan listrik. Jika Anda ingin mengambil risiko seperti itu, maka Anda perlu mengebor lubang di sirkuit magnetik untuk baut grounding, dan pertama-tama, groundkan trafo dan tangki dengan busbar baja dengan luas minimal 1,5 meter persegi. cm (bukan mm persegi!).

Selanjutnya, trafo (harus ditempatkan tepat di bawah tangki), dengan kabel listrik berinsulasi ganda yang terhubung dengannya, elektroda ground dan koil pemanas air, dituangkan ke dalam satu "boneka" dengan sealant silikon, seperti akuarium motor pompa penyaring. Terakhir, sangat disarankan untuk menghubungkan seluruh unit ke jaringan melalui RCD elektronik berkecepatan tinggi.

Video: ketel “induksi” berbahan dasar ubin rumah tangga

Induktor di dapur

Kompor induksi sudah menjadi hal yang lumrah di dapur, lihat gambar. Menurut prinsip pengoperasiannya, ini adalah kompor induksi yang sama, hanya bagian bawah wadah memasak logam yang berfungsi sebagai belitan sekunder hubung singkat, lihat gambar. di sebelah kanan, dan bukan hanya dari bahan feromagnetik, seperti yang sering ditulis oleh orang bodoh. Hanya peralatan masak aluminium tidak digunakan lagi; dokter telah membuktikan bahwa aluminium bebas bersifat karsinogen, dan tembaga serta timah sudah lama tidak digunakan lagi karena toksisitasnya.

Kompor induksi rumah tangga merupakan produk zaman teknologi tinggi, meskipun idenya muncul bersamaan dengan tungku peleburan induksi. Pertama, untuk mengisolasi induktor dari pemasakan, diperlukan dielektrik yang tahan lama, tahan, higienis, dan bebas EMF. Komposit kaca-keramik yang sesuai telah mulai diproduksi relatif baru-baru ini, dan pelat atas pelat menyumbang sebagian besar biayanya.

Kemudian, semua wadah memasak berbeda, isinya mengubah parameter kelistrikan, dan mode memasaknya juga berbeda. Seorang spesialis tidak akan dapat melakukan ini dengan mengencangkan kenop secara hati-hati sesuai keinginan; Anda memerlukan mikrokontroler berperforma tinggi. Terakhir, menurut persyaratan sanitasi, arus dalam induktor harus berupa sinusoid murni, dan besaran serta frekuensinya harus bervariasi secara kompleks sesuai dengan tingkat kesiapan piringan. Artinya, generator harus memiliki pembangkitan arus keluaran digital, yang dikendalikan oleh mikrokontroler yang sama.

Tidak ada gunanya membuat kompor induksi dapur sendiri: lebih banyak uang akan dihabiskan untuk komponen elektronik saja dengan harga eceran daripada ubin bagus yang sudah jadi. Dan masih cukup sulit untuk mengontrol perangkat ini: siapa pun yang memilikinya tahu berapa banyak tombol atau sensor yang ada tulisan: "Rebus", "Panggang", dll. Penulis artikel ini melihat ubin yang secara terpisah mencantumkan “Navy Borscht” dan “Pretanier Soup.”

Namun, kompor induksi memiliki banyak keunggulan dibandingkan kompor lainnya:

Hampir nol, tidak seperti oven microwave, APD, bahkan jika Anda sendiri yang duduk di atas ubin ini.
Kemungkinan pemrograman untuk menyiapkan hidangan paling rumit.
Melelehkan coklat, mengolah lemak ikan dan unggas, mengolah karamel tanpa sedikitpun tanda gosong.
Efisiensi tinggi karena pemanasan yang cepat dan konsentrasi panas yang hampir sempurna dalam wadah memasak.

Untuk poin terakhir: lihat gambar. di sebelah kanan, terdapat jadwal pemanasan memasak di kompor induksi dan kompor gas. Siapa pun yang akrab dengan integrasi akan segera memahami bahwa induktor 15-20% lebih ekonomis, dan tidak perlu membandingkannya dengan “pancake” besi. Biaya energi saat menyiapkan sebagian besar hidangan untuk kompor induksi sebanding dengan biaya kompor gas, dan bahkan lebih sedikit lagi untuk merebus dan memasak sup kental. Induktor sejauh ini lebih rendah daripada gas hanya ketika dipanggang, ketika diperlukan pemanasan yang seragam di semua sisi.

Video: pemanas induksi gagal dari kompor dapur

Akhirnya

Jadi, sebaiknya beli peralatan listrik induksi untuk memanaskan air dan memasak yang sudah jadi, karena lebih murah dan mudah. Namun tidak ada salahnya untuk memiliki tungku wadah induksi buatan sendiri di bengkel rumah Anda: metode peleburan dan perlakuan panas logam yang halus akan tersedia. Anda hanya perlu mengingat tentang PES dengan gelombang mikro dan secara ketat mengikuti aturan desain, pembuatan, dan pengoperasian.

Untuk melebur logam dalam skala kecil, terkadang diperlukan semacam alat. Hal ini terutama terjadi di bengkel atau produksi skala kecil. Tungku yang paling efisien saat ini adalah tungku peleburan logam dengan pemanas listrik yaitu tungku induksi. Karena kekhasan strukturnya, ia dapat digunakan secara efektif dalam pandai besi dan menjadi alat yang sangat diperlukan dalam menempa.

Struktur tungku induksi

Oven terdiri dari 3 elemen:

1. Bagian elektronik dan kelistrikan.
2. Induktor dan wadah.
3. sistem pendingin induktor.

Untuk merakit tungku yang berfungsi untuk peleburan logam, cukup dengan merakit sirkuit listrik yang berfungsi dan sistem pendingin induktor. Versi paling sederhana dari peleburan logam ditunjukkan pada video di bawah ini. Peleburan dilakukan di medan elektromagnetik counter dari induktor, yang berinteraksi dengan arus elektro-eddy yang diinduksi dalam logam, yang menahan sepotong aluminium di ruang induktor.

Untuk melelehkan logam secara efektif, diperlukan arus besar dan frekuensi tinggi sekitar 400-600 Hz. Tegangan dari stopkontak rumah biasa 220V cukup untuk melelehkan logam. Anda hanya perlu mengubah 50 Hz menjadi 400-600 Hz.
Sirkuit apa pun untuk membuat kumparan Tesla cocok untuk ini. Saya paling menyukai 2 rangkaian berikut pada lampu GU 80, GU 81(M). Dan lampunya ditenagai oleh trafo MOT dari oven microwave.

Sirkuit ini dimaksudkan untuk koil tesla, tetapi mereka membuat tungku induksi yang sangat baik; alih-alih koil sekunder L2, letakkan saja di ruang batin belitan primer L1 adalah sepotong besi.

Kumparan primer L1 atau induktor terdiri dari tabung tembaga yang digulung menjadi 5-6 putaran, yang ujungnya diulir untuk menghubungkan sistem pendingin. Untuk peleburan levitasi, putaran terakhir harus dilakukan dengan arah yang berlawanan.
Kapasitor C2 di rangkaian pertama dan kapasitor identik di rangkaian kedua mengatur frekuensi generator. Pada nilai 1000 picoFarads, frekuensinya sekitar 400 kHz. Kapasitor ini harus berupa kapasitor keramik frekuensi tinggi dan dirancang untuk tegangan tinggi sekitar 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1), jenis lain tidak cocok! Lebih baik menggunakan K15U. Kapasitor dapat dihubungkan secara paralel. Penting juga untuk memperhitungkan daya yang dirancang untuk kapasitor (ini tertulis di kasingnya), ambillah dengan cadangan. dua kapasitor lainnya KVI-3 dan KVI-2 memanas pada pekerjaan yang panjang. Semua kapasitor lainnya juga diambil dari seri KVI-2, KVI-3, K15U-1, hanya kapasitansi yang berubah pada karakteristik kapasitor.
Berikut adalah diagram skema tentang apa yang seharusnya terjadi. Saya melingkari 3 blok dalam bingkai.

Sistem pendinginnya terbuat dari pompa dengan aliran 60 l/mnt, radiator dari mobil VAZ apa pun, dan saya menempatkan kipas pendingin rumah biasa di seberang radiator.

Pemanasan induksi tidak mungkin dilakukan tanpa menggunakan tiga elemen utama:

induktor;
generator;
elemen pemanas.

Induktor adalah kumparan, biasanya terbuat dari kawat tembaga, yang menghasilkan medan magnet. Alternator digunakan untuk menghasilkan arus frekuensi tinggi dari arus listrik rumah tangga standar 50 Hz. Sebuah benda logam yang mampu menyerap energi panas di bawah pengaruh medan magnet digunakan sebagai elemen pemanas.

Jika Anda menggabungkan elemen-elemen ini dengan benar, Anda bisa mendapatkan perangkat berperforma tinggi yang sempurna untuk memanaskan cairan pendingin dan memanaskan rumah. Dengan menggunakan generator, arus listrik dengan karakteristik yang diperlukan disuplai ke induktor, mis. pada kumparan tembaga. Ketika melewatinya, aliran partikel bermuatan membentuk medan magnet.

Prinsip pengoperasian pemanas induksi didasarkan pada terjadinya arus listrik di dalam konduktor yang muncul di bawah pengaruh medan magnet.

Keunikan medan adalah kemampuannya mengubah arah pada frekuensi tinggi gelombang elektromagnetik. Jika ada benda logam yang ditempatkan di bidang ini, benda tersebut akan mulai memanas tanpa kontak langsung dengan induktor di bawah pengaruh arus eddy yang tercipta.

Arus listrik frekuensi tinggi yang disuplai dari inverter ke kumparan induksi menciptakan medan magnet dengan vektor gelombang magnet yang terus berubah. Logam yang ditempatkan di bidang ini cepat panas

Tidak adanya kontak memungkinkan hilangnya energi selama transisi dari satu jenis ke jenis lainnya dapat diabaikan, yang menjelaskan peningkatan efisiensi boiler induksi.

Untuk memanaskan air untuk sirkuit pemanas, cukup memastikan kontaknya dengan pemanas logam. Seringkali pipa logam digunakan sebagai elemen pemanas, yang melaluinya aliran air dilewatkan begitu saja. Air sekaligus mendinginkan pemanas, yang secara signifikan meningkatkan masa pakainya.

Elektromagnet perangkat induksi diperoleh dengan melilitkan kawat di sekitar inti feromagnet. Kumparan induksi yang dihasilkan memanas dan memindahkan panas ke benda yang dipanaskan atau cairan pendingin yang mengalir di dekatnya melalui penukar panas

literatur

Babat G.I., Svenchansky A.D. Tungku industri listrik. - M.: Gosenergoizdat, 1948. - 332 hal.
Burak Ya.I., Ogirko I.V. Pemanasan optimal cangkang silinder dengan karakteristik material yang bergantung pada suhu // Mat. metode dan fisik-mekanis bidang. - 1977. - Edisi. 5. - hal.26-30.
Vasiliev A.S. Generator tabung untuk pemanasan frekuensi tinggi. - L.: Teknik Mesin, 1990. - 80 hal. - (Perpustakaan termist frekuensi tinggi; Edisi 15). - 5300 eksemplar. - ISBN 5-217-00923-3.
Vlasov V.F. Kursus teknik radio. - M.: Gosenergoizdat, 1962. - 928 hal.
Izyumov N.M., Linde D.P. Dasar-dasar teknik radio. - M.: Gosenergoizdat, 1959. - 512 hal.
Lozinsky M.G. Aplikasi industri pemanasan induksi. - M.: Rumah Penerbitan Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet, 1948. - 471 hal.
Penerapan arus frekuensi tinggi dalam elektrotermi / Ed. A.E.Slukhotsky. - L.: Teknik Mesin, 1968. - 340 hal.
Slukhotsky A.E. Induktor. - L.: Teknik Mesin, 1989. - 69 hal. - (Perpustakaan termist frekuensi tinggi; Edisi 12). - 10.000 eksemplar. - ISBN 5-217-00571-8.
Fogel A.A. Metode induksi untuk menjaga logam cair dalam suspensi / Ed. A.N.Shamova. - edisi ke-2, putaran. - L.: Teknik Mesin, 1989. - 79 hal. - (Perpustakaan termist frekuensi tinggi; Edisi 11). - 2950 eksemplar. - .

Prinsip operasi

Opsi terakhir, paling sering digunakan dalam boiler pemanas, menjadi populer karena kemudahan penerapannya. Prinsip pengoperasian instalasi pemanas induksi didasarkan pada perpindahan energi medan magnet ke cairan pendingin (air). Medan magnet terbentuk di induktor. Arus bolak-balik yang melewati kumparan menciptakan arus eddy yang mengubah energi menjadi panas.

Prinsip pengoperasian instalasi pemanas induksi

Air yang disuplai melalui pipa bawah ke boiler dipanaskan melalui transfer energi dan keluar melalui pipa atas, memasuki sistem pemanas. Pompa internal digunakan untuk menciptakan tekanan. Sirkulasi air yang terus-menerus di dalam boiler mencegah elemen-elemen menjadi terlalu panas. Selain itu, selama pengoperasian, cairan pendingin bergetar (pada tingkat kebisingan rendah), sehingga endapan kerak pada dinding bagian dalam boiler tidak mungkin terjadi.

Pemanas induksi dapat diimplementasikan dengan berbagai cara.

Perhitungan daya

Karena metode peleburan baja induksi lebih murah dibandingkan metode serupa yang didasarkan pada penggunaan bahan bakar minyak, batu bara, dan sumber energi lainnya, perhitungan tungku induksi dimulai dengan perhitungan daya unit.

Kekuatan tungku induksi terbagi menjadi aktif dan berguna, masing-masing memiliki formula tersendiri.

Sebagai data awal yang perlu Anda ketahui:

kapasitas tungku, dalam kasus yang dipertimbangkan misalnya, adalah 8 ton;
daya unit (nilai maksimumnya diambil) – 1300 kW;
frekuensi saat ini – 50 Hz;
Produktivitas pabrik tungku adalah 6 ton per jam.

Daya berguna yang ditransfer ke logam cair:

pol = Wtheor×t×P,
Wtheor – konsumsi energi spesifik, bersifat teoritis, dan menunjukkan logam terlalu panas sebesar 10C;
P – produktivitas instalasi tungku, t/jam;
t - suhu terlalu panas dari paduan atau billet logam di bak tungku, 0C
Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Kekuatan aktif:

P = Ppol/Yuterm,
Rpol – diambil dari rumus sebelumnya, kW;
Yuterm adalah efisiensi tungku pengecoran, batasnya antara 0,7 hingga 0,85, dengan rata-rata 0,76.
P = 1311.2/0.76 = 1892.1 kW, nilainya dibulatkan menjadi 1900 kW.

Pada tahap akhir, daya induktor dihitung:

Kulit = P/N,
P – daya aktif instalasi tungku, kW;
N adalah jumlah induktor yang disediakan pada tungku.
Kulit =1900/2= 950 kW.

Konsumsi daya tungku induksi saat melelehkan baja bergantung pada kinerjanya dan jenis induktor.

Komponen tungku

Nah, jika Anda tertarik untuk membuat oven induksi mini dengan tangan Anda sendiri, maka perlu diketahui bahwa elemen utamanya adalah koil pemanas. Untuk versi buatan sendiri, cukup menggunakan induktor yang terbuat dari tabung tembaga telanjang, yang diameternya 10 mm.

Untuk induktor, digunakan diameter dalam 80-150 mm, dan jumlah lilitan 8-10. Penting agar belokannya tidak bersentuhan, dan jarak antara keduanya adalah 5-7 mm. Bagian induktor tidak boleh bersentuhan dengan layarnya; celah minimum harus 50 mm.

Jika Anda berencana membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri, Anda harus tahu bahwa pada skala industri, air atau antibeku digunakan untuk mendinginkan induktor. Jika perangkat yang dibuat berdaya rendah dan pengoperasian jangka pendek, Anda dapat melakukannya tanpa pendinginan. Namun selama pengoperasian, induktor menjadi sangat panas, dan kerak pada tembaga tidak hanya dapat mengurangi efisiensi perangkat secara drastis, tetapi juga menyebabkan hilangnya kinerjanya sepenuhnya. Tidak mungkin membuat induktor berpendingin sendiri, sehingga perlu diganti secara teratur. Anda tidak dapat menggunakan pendinginan udara paksa, karena rumah kipas yang ditempatkan dekat dengan koil akan “menarik” EMF, yang akan menyebabkan panas berlebih dan penurunan efisiensi tungku.

Masalah pemanasan induksi benda kerja yang terbuat dari bahan magnet

Jika inverter untuk pemanasan induksi bukan osilator mandiri, tidak memiliki rangkaian kontrol frekuensi otomatis (PLL) dan beroperasi dari osilator master eksternal (pada frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi rangkaian osilasi “induktor - bank kapasitor kompensasi ”). Pada saat benda kerja yang terbuat dari bahan magnet dimasukkan ke dalam induktor (jika dimensi benda kerja cukup besar dan sepadan dengan dimensi induktor), induktansi induktor meningkat tajam, yang mengakibatkan penurunan tiba-tiba pada induktor. frekuensi resonansi alami rangkaian osilasi dan deviasinya dari frekuensi osilator master. Sirkuit keluar dari resonansi dengan osilator utama, yang menyebabkan peningkatan resistansi dan penurunan tiba-tiba pada daya yang ditransmisikan ke benda kerja. Jika daya instalasi diatur oleh sumber listrik luar, maka reaksi alami operator adalah meningkatkan tegangan suplai instalasi. Ketika benda kerja dipanaskan sampai titik Curie, benda tersebut akan sifat magnetik menghilang, frekuensi alami rangkaian osilasi kembali ke frekuensi osilator master. Resistansi rangkaian menurun tajam, dan konsumsi arus meningkat tajam. Jika operator tidak punya waktu untuk menghilangkan tegangan suplai yang meningkat, instalasi akan menjadi terlalu panas dan gagal.
Jika instalasi dilengkapi dengan sistem kendali otomatis, maka sistem kendali harus memantau transisi melalui titik Curie dan secara otomatis mengurangi frekuensi osilator master, menyesuaikannya dengan resonansi dengan rangkaian osilasi (atau mengurangi daya yang disuplai jika frekuensinya perubahan tidak dapat diterima).

Jika bahan non-magnetik dipanaskan, maka hal di atas tidak menjadi masalah. Pemasukan benda kerja yang terbuat dari bahan non magnet ke dalam induktor praktis tidak mengubah induktansi induktor dan tidak menggeser frekuensi resonansi rangkaian osilasi kerja, serta tidak memerlukan sistem kendali.

Jika ukuran benda kerja banyak ukuran yang lebih kecil induktor, maka juga tidak banyak menggeser resonansi rangkaian operasi.

Kompor induksi

Artikel utama: Kompor induksi

Kompor induksi- kompor dapur listrik yang memanaskan peralatan logam dengan arus eddy induksi yang ditimbulkan oleh medan magnet frekuensi tinggi dengan frekuensi 20-100 kHz.

Kompor seperti itu memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan elemen pemanas listrik, karena lebih sedikit panas yang dihabiskan untuk memanaskan tubuh, dan selain itu tidak ada percepatan dan periode pendinginan (ketika energi yang dihasilkan, tetapi tidak diserap oleh peralatan masak, terbuang sia-sia).

Tungku peleburan induksi

Artikel utama: Tungku wadah induksi

Tungku peleburan induksi (non-kontak) - oven listrik untuk peleburan dan panas berlebih pada logam, dimana pemanasan terjadi akibat arus eddy yang timbul pada wadah logam (dan logam), atau hanya pada logam (jika wadah tersebut tidak terbuat dari logam; cara pemanasan ini lebih efektif jika wadahnya terbuat dari logam. terisolasi dengan buruk).

Ini digunakan di pengecoran pabrik, serta di bengkel pengecoran presisi dan bengkel pabrik pembuatan mesin untuk menghasilkan coran baja berkualitas tinggi. Logam non-ferrous (perunggu, kuningan, aluminium) dan paduannya dapat dilebur dalam wadah grafit. Tungku induksi beroperasi berdasarkan prinsip transformator, di mana belitan primer adalah induktor berpendingin air, dan beban sekunder sekaligus beban adalah logam yang terletak di dalam wadah. Pemanasan dan peleburan logam terjadi karena arus yang mengalir di dalamnya, yang timbul di bawah pengaruh medan elektromagnetik yang diciptakan oleh induktor.

Sejarah pemanasan induksi

Penemuan induksi elektromagnetik pada tahun 1831 adalah milik Michael Faraday. Ketika sebuah konduktor bergerak dalam medan magnet, EMF diinduksi di dalamnya, seperti halnya ketika magnet bergerak, saluran listrik dimana rangkaian konduktif dilintasi. Arus dalam rangkaian disebut induksi. Hukum induksi elektromagnetik menjadi dasar penemuan banyak perangkat, termasuk perangkat penentu - generator dan transformator yang menghasilkan dan mendistribusikan energi listrik, yang merupakan dasar fundamental dari seluruh industri kelistrikan.

Pada tahun 1841, James Joule (dan secara independen Emil Lenz) merumuskan penilaian kuantitatif efek termal arus listrik: “Kekuatan panas yang dilepaskan per satuan volume suatu medium selama aliran arus listrik sebanding dengan produk arus listrik kerapatan dan besarnya kuat medan listrik” (hukum Joule – Lenz). Efek termal dari arus induksi memunculkan pencarian perangkat untuk pemanasan logam non-kontak. Eksperimen pertama pada pemanasan baja menggunakan arus induksi dilakukan oleh E. Colby di Amerika.

Yang pertama berhasil mengoperasikan apa yang disebut. Tungku induksi saluran untuk peleburan baja dibangun pada tahun 1900 oleh Benedicks Bultfabrik di Gysing, Swedia. Dalam majalah terhormat pada waktu itu “THE ENGINEER” pada tanggal 8 Juli 1904, sebuah majalah terkenal muncul, di mana insinyur penemu Swedia F. A. Kjellin berbicara tentang perkembangannya. Tungku ini ditenagai oleh transformator satu fasa. Peleburan dilakukan dalam wadah berbentuk cincin, logam di dalamnya melambangkan belitan sekunder transformator yang dialiri arus 50-60 Hz.

Tungku pertama berkapasitas 78 kW yang dioperasikan pada tanggal 18 Maret 1900 ternyata sangat tidak ekonomis, karena kapasitas peleburan hanya 270 kg baja per hari. Tungku berikutnya diproduksi pada bulan November tahun yang sama dengan daya 58 kW dan kapasitas baja 100 kg. Tungku tersebut menunjukkan efisiensi tinggi, kapasitas peleburan berkisar antara 600 hingga 700 kg baja per hari. Namun, keausan akibat fluktuasi termal ternyata berada pada tingkat yang tidak dapat diterima, dan seringnya penggantian lapisan mengurangi efisiensi akhir.

Penemu sampai pada kesimpulan bahwa untuk kinerja peleburan yang maksimal, sebagian besar lelehan perlu dibiarkan saat dikeringkan, sehingga menghindari banyak masalah, termasuk keausan lapisan. Metode peleburan baja dengan residu, yang kemudian disebut “rawa”, masih dipertahankan di beberapa industri yang menggunakan tungku berkapasitas besar.

Pada bulan Mei 1902, tungku yang ditingkatkan secara signifikan dengan kapasitas 1800 kg dioperasikan, debitnya 1000-1100 kg, sisanya 700-800 kg, daya 165 kW, kapasitas peleburan baja bisa mencapai 4100 kg per hari! Hal ini menghasilkan konsumsi energi sebesar 970 kWh/t yang sangat mengesankan dalam efisiensinya, tidak kalah dengan produktivitas modern sekitar 650 kWh/t. Menurut perhitungan penemu, dari konsumsi daya 165 kW, 87,5 kW hilang, daya termal berguna adalah 77,5 kW, dan diperoleh efisiensi total yang sangat tinggi yaitu 47%. Efektivitas biaya dijelaskan oleh desain wadah berbentuk cincin, yang memungkinkan pembuatan induktor multi-putaran dengan arus rendah dan tegangan tinggi - 3000 V. Tungku modern dengan wadah silinder jauh lebih kompak dan memerlukan lebih sedikit investasi modal. , lebih mudah dioperasikan, dilengkapi dengan banyak perbaikan selama seratus tahun pengembangannya, namun efisiensinya meningkat tidak signifikan. Benar, penemu dalam publikasinya mengabaikan fakta bahwa listrik dibayar bukan untuk daya aktif, tetapi untuk daya total, yang pada frekuensi 50-60 Hz kira-kira dua kali lebih tinggi dari daya aktif. Dan dalam tungku modern, daya reaktif dikompensasi oleh bank kapasitor.

Dengan penemuannya, insinyur F. A. Kjellin meletakkan dasar bagi pengembangan tungku saluran industri untuk peleburan logam non-ferrous dan baja di negara-negara industri Eropa dan Amerika. Transisi dari tungku saluran 50-60 Hz ke tungku wadah frekuensi tinggi modern berlangsung dari tahun 1900 hingga 1940.

Sistem pemanas

Untuk membuat pemanas induksi, pengrajin yang berpengetahuan luas menggunakan inverter las sederhana, yang mengubah tegangan searah menjadi tegangan bolak-balik. Untuk kasus seperti itu, kabel dengan penampang 6-8 mm digunakan, tetapi bukan standar 2,5 mm untuk mesin las.

Sistem pemanas seperti itu harus bertipe tertutup dan dikontrol secara otomatis. Untuk keselamatan lainnya, Anda memerlukan pompa yang akan memberikan sirkulasi melalui sistem, serta katup pembuangan udara. Pemanas seperti itu harus dilindungi dari furnitur kayu, serta dari lantai dan langit-langit setidaknya 1 meter.

Implementasi dalam kondisi domestik

Pemanasan induksi belum cukup menguasai pasar karena tingginya biaya sistem pemanas itu sendiri. Misalnya, untuk perusahaan industri, sistem seperti itu akan menelan biaya 100.000 rubel, untuk keperluan rumah tangga - mulai 25.000 rubel. dan lebih tinggi. Oleh karena itu, minat terhadap sirkuit yang memungkinkan Anda membuat pemanas induksi buatan sendiri dengan tangan Anda sendiri cukup dapat dimengerti.

ketel pemanas induksi

Berbasis transformator

Elemen utama dari sistem pemanas induksi dengan transformator adalah perangkat itu sendiri, yang memiliki belitan primer dan sekunder. Aliran pusaran akan terbentuk pada belitan primer dan menimbulkan medan induksi elektromagnetik. Bidang ini akan mempengaruhi sekunder, yaitu pemanas induksi, yang diimplementasikan secara fisik dalam bentuk badan boiler pemanas. Ini adalah belitan hubung singkat sekunder yang mentransfer energi ke cairan pendingin.

Belitan transformator hubung singkat sekunder

Elemen utama dari instalasi pemanas induksi adalah:

inti;
lekok;
dua jenis isolasi - isolasi termal dan listrik.

Inti adalah dua tabung ferrimagnetik dengan diameter berbeda dengan ketebalan dinding minimal 10 mm, dilas satu sama lain. Gulungan kawat tembaga toroidal dibuat di sepanjang tabung luar. Hal ini diperlukan untuk menerapkan 85 hingga 100 putaran dengan jarak yang sama antar putaran. Arus bolak-balik, berubah seiring waktu, menciptakan arus eddy masuk lingkaran tertutup, yang memanaskan inti, dan karenanya pendingin, melakukan pemanasan induksi.

Menggunakan inverter pengelasan frekuensi tinggi

Pemanas induksi dapat dibuat dengan menggunakan inverter las, dimana komponen utama rangkaiannya adalah alternator, induktor dan elemen pemanas.

Generator digunakan untuk mengubah frekuensi catu daya standar 50 Hz menjadi arus dengan frekuensi yang lebih tinggi. Arus termodulasi ini disuplai ke kumparan induktor berbentuk silinder, di mana kawat tembaga digunakan sebagai belitan.

Kawat tembaga untuk berliku

Kumparan menciptakan medan magnet bolak-balik, yang vektornya berubah dengan frekuensi yang ditentukan oleh generator. Arus eddy yang tercipta yang disebabkan oleh medan magnet menghasilkan pemanasan elemen logam, yang mentransfer energi ke cairan pendingin. Dengan cara ini, skema pemanasan induksi do-it-yourself lainnya diterapkan.

Elemen pemanas juga dapat dibuat dengan tangan Anda sendiri dari potongan kawat logam sepanjang sekitar 5 mm dan sepotong pipa polimer tempat logam ditempatkan. Saat memasang katup di bagian atas dan bawah pipa, periksa kepadatan pengisian - tidak boleh ada ruang kosong yang tersisa. Menurut diagram, sekitar 100 lilitan kabel tembaga ditempatkan di atas pipa, yang merupakan induktor yang terhubung ke terminal generator. Pemanasan induksi pada kawat tembaga terjadi akibat arus eddy yang dihasilkan oleh medan magnet bolak-balik.

Catatan: Pemanas induksi do-it-yourself dapat dibuat sesuai dengan skema apa pun, hal utama yang harus diingat adalah penting untuk menyediakan insulasi termal yang andal, jika tidak, efisiensi sistem pemanas akan turun secara signifikan. .

Keuntungan dan kerugian perangkat

Ada banyak “kelebihan” dari pemanas induksi pusaran. Itu mudah untuk buatan sendiri sirkuit, peningkatan keandalan, efisiensi tinggi, biaya energi yang relatif rendah, jangka panjang pengoperasian, kemungkinan kerusakan yang rendah, dll.

Produktivitas perangkat ini bisa sangat signifikan, unit jenis ini berhasil digunakan dalam industri metalurgi. Dalam hal laju pemanasan cairan pendingin, perangkat jenis ini bersaing dengan perangkat tradisional. ketel listrik, suhu air dalam sistem dengan cepat mencapai tingkat yang dibutuhkan.

Selama pengoperasian boiler induksi, pemanas sedikit bergetar. Getaran ini menghilangkan kerak kapur dan kemungkinan kontaminan lainnya dari dinding pipa logam, sehingga alat seperti itu jarang perlu dibersihkan. Tentu saja, sistem pemanas harus dilindungi dari kontaminan ini dengan menggunakan filter mekanis.

Kumparan induksi memanaskan logam (pipa atau potongan kawat) yang ditempatkan di dalamnya menggunakan arus eddy frekuensi tinggi, tidak diperlukan kontak

Kontak terus-menerus dengan air meminimalkan kemungkinan terbakarnya pemanas, yang merupakan masalah umum pada boiler tradisional dengan elemen pemanas. Meskipun ada getaran, boiler beroperasi dengan sangat senyap, insulasi suara tambahan di lokasi pemasangan tidak diperlukan.

Hal baik lainnya tentang boiler induksi adalah hampir tidak pernah bocor, kecuali sistem dipasang dengan benar. Tidak adanya kebocoran disebabkan oleh metode transfer energi panas non-kontak ke pemanas. Dengan menggunakan teknologi yang dijelaskan di atas, cairan pendingin dapat dipanaskan hingga hampir berbentuk uap.

Hal ini memberikan konveksi termal yang cukup untuk mendorong pergerakan cairan pendingin yang efisien melalui pipa. Dalam kebanyakan kasus, sistem pemanas tidak harus dilengkapi dengan pompa sirkulasi, meskipun semuanya tergantung pada fitur dan desain sistem pemanas spesifik.

Terkadang pompa sirkulasi diperlukan. Memasang perangkat ini relatif mudah. Meskipun hal ini memerlukan beberapa keterampilan dalam memasang peralatan listrik dan pipa pemanas.

Namun perangkat yang nyaman dan andal ini memiliki sejumlah kelemahan yang juga harus diperhatikan. Misalnya, boiler tidak hanya memanaskan cairan pendingin, tetapi seluruh ruang kerja di sekitarnya. Penting untuk mengalokasikan ruang terpisah untuk unit tersebut dan mengeluarkan semua benda asing darinya. Bagi seseorang, tinggal lama di dekat boiler yang berfungsi juga bisa tidak aman.

Pemanas induksi memerlukan arus listrik untuk beroperasi. Peralatan buatan sendiri dan buatan pabrik terhubung ke jaringan AC rumah tangga

Perangkat ini memerlukan listrik untuk beroperasi. Di daerah di mana tidak ada akses gratis terhadap manfaat peradaban ini, boiler induksi tidak akan berguna. Dan meskipun sering terjadi pemadaman listrik, efisiensinya tetap rendah

Jika perangkat ditangani secara sembarangan, ledakan dapat terjadi.

Jika Anda memanaskan cairan pendingin secara berlebihan, cairan tersebut akan berubah menjadi uap. Akibatnya, tekanan dalam sistem akan meningkat tajam, yang tidak dapat ditahan oleh pipa dan akan pecah. Oleh karena itu untuk operasi normal sistem, perangkat harus dilengkapi dengan setidaknya pengukur tekanan, dan bahkan lebih baik lagi - perangkat pematian darurat, termostat, dll.

Semua ini secara signifikan dapat meningkatkan biaya boiler induksi buatan sendiri. Meskipun perangkat ini dianggap senyap, hal ini tidak selalu terjadi. Beberapa model mungkin masih mengeluarkan kebisingan karena berbagai alasan. Untuk perangkat yang dibuat secara mandiri, kemungkinan hasil seperti itu meningkat.

Praktis tidak ada komponen yang aus dalam desain pemanas induksi buatan pabrik dan buatan sendiri. Mereka bertahan lama dan bekerja dengan sempurna

Boiler induksi buatan sendiri

Diagram paling sederhana dari perangkat yang dirakit terdiri dari sepotong pipa plastik, yang rongganya bervariasi elemen logam untuk membuat inti. Ini bisa berupa kawat tahan karat tipis, digulung menjadi bola, kawat dipotong kecil-kecil - batang kawat dengan diameter 6-8 mm, atau bahkan bor dengan diameter yang sesuai dengan ukuran dalam pipa. Dari luar, batang fiberglass direkatkan padanya, dan kawat insulasi kaca setebal 1,5-1,7 mm dililitkan padanya. Panjang kawat sekitar 11 m Teknologi pembuatannya dapat dipelajari dengan menonton video:

Pemanas induksi buatan sendiri kemudian diuji dengan mengisinya dengan air dan menghubungkannya ke kompor induksi ORION 2 kW buatan pabrik, bukan induktor stok. Hasil tesnya terlihat pada video berikut:

Pengrajin lain merekomendasikan penggunaan inverter las berdaya rendah sebagai sumber, menghubungkan terminal belitan sekunder ke terminal koil. Jika Anda mempelajari dengan cermat pekerjaan yang dilakukan oleh penulis, kesimpulan berikut akan muncul:

Penulis melakukan pekerjaannya dengan baik dan produknya pasti berhasil.
Tidak ada perhitungan yang dilakukan mengenai ketebalan kawat, jumlah dan diameter lilitan kumparan. Parameter belitan diadopsi dengan analogi dengan kompor, sehingga pemanas air induksi akan memiliki daya tidak lebih dari 2 kW.
DI DALAM skenario kasus terbaik unit buatan sendiri akan mampu memanaskan air untuk dua radiator pemanas masing-masing 1 kW, ini cukup untuk memanaskan satu ruangan. Dalam kasus terburuk, pemanasan akan lemah atau hilang sama sekali, karena pengujian dilakukan tanpa aliran cairan pendingin.

Sulit untuk menarik kesimpulan yang lebih tepat karena kurangnya informasi tentang pengujian lebih lanjut terhadap perangkat tersebut. Cara lain untuk mengatur pemanasan induksi air secara mandiri untuk pemanasan ditunjukkan dalam video berikut:

Radiator, dilas dari beberapa pipa logam, bertindak sebagai inti eksternal untuk arus eddy yang dihasilkan oleh kumparan kompor induksi yang sama. Kesimpulannya adalah sebagai berikut:

Kekuatan termal dari pemanas yang dihasilkan tidak melebihi tenaga listrik panel.
Jumlah dan ukuran pipa dipilih secara acak tetapi menyediakan luas permukaan yang cukup untuk mentransfer panas yang dihasilkan oleh arus eddy.
Rangkaian pemanas induksi ini ternyata berhasil untuk kasus tertentu ketika apartemen dikelilingi oleh lokasi apartemen berpemanas lainnya. Selain itu, penulis tidak menunjukkan pengoperasian instalasi pada musim dingin dengan pencatatan suhu udara di dalam ruangan.

Untuk mengkonfirmasi kesimpulan yang diambil, diusulkan untuk menonton video di mana penulis mencoba menggunakan pemanas serupa di gedung berinsulasi yang berdiri sendiri:

Prinsip operasi

Pemanasan induksi adalah pemanasan material oleh arus listrik yang diinduksi oleh medan magnet bolak-balik. Akibatnya, ini adalah pemanasan produk yang terbuat dari bahan konduktif (konduktor) oleh medan magnet induktor (sumber medan magnet bolak-balik).

Pemanasan induksi dilakukan sebagai berikut. Benda kerja yang konduktif secara listrik (logam, grafit) ditempatkan dalam apa yang disebut induktor, yang merupakan satu atau beberapa lilitan kawat (paling sering tembaga). Arus kuat dengan berbagai frekuensi (dari puluhan Hz hingga beberapa MHz) diinduksi dalam induktor menggunakan generator khusus, sehingga timbul medan elektromagnetik di sekitar induktor. Medan elektromagnetik menginduksi arus eddy pada benda kerja. Arus Eddy memanaskan benda kerja di bawah pengaruh panas Joule.

Sistem induktor-kosong adalah transformator tanpa inti dimana induktor adalah belitan primernya. Benda kerja itu seperti belitan sekunder, dihubung pendek. Fluks magnet antar belitan ditutup melalui udara.

Pada frekuensi tinggi, arus eddy dipindahkan oleh medan magnet yang dihasilkannya ke lapisan permukaan tipis benda kerja (efek kulit), akibatnya kepadatannya meningkat tajam dan benda kerja memanas. Lapisan logam di bawahnya dipanaskan karena konduktivitas termal. Yang penting bukanlah arusnya, melainkan rapat arusnya yang tinggi. Di lapisan kulit Δ, kerapatan arus meningkat sebesar e kali relatif terhadap rapat arus pada benda kerja, sedangkan 86,4% panas dari total pelepasan panas dilepaskan di lapisan kulit. Kedalaman lapisan kulit bergantung pada frekuensi radiasi: semakin tinggi frekuensinya, semakin tipis lapisan kulitnya. Hal ini juga tergantung pada permeabilitas magnetik relatif bahan benda kerja.

Untuk besi, kobalt, nikel, dan paduan magnet pada suhu di bawah titik Curie, μ memiliki nilai beberapa ratus hingga puluhan ribu. Untuk bahan lain (lelehan, logam non-besi, eutektik cair dengan titik leleh rendah, grafit, keramik konduktif listrik, dll.) μ kira-kira sama dengan satu.

Rumus untuk menghitung kedalaman kulit dalam mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

Di mana ρ - resistivitas listrik bahan benda kerja pada suhu pemrosesan, Ohm m, F- frekuensi medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh induktor, Hz.

Misalnya, pada frekuensi 2 MHz, kedalaman kulit tembaga sekitar 0,047 mm, dan besi ≈ 0,0001 mm.

Induktor menjadi sangat panas selama pengoperasian karena ia menyerap radiasinya sendiri. Selain itu, ia menyerap radiasi termal dari benda kerja yang panas. Induktor terbuat dari tabung tembaga yang didinginkan dengan air. Air disuplai melalui pengisapan - ini memastikan keamanan jika terjadi pemadaman atau penurunan tekanan lainnya pada induktor.

Prinsip operasi

Unit peleburan tungku induksi digunakan untuk memanaskan paling banyak berbagai logam dan paduan. Desain klasik terdiri dari elemen-elemen berikut:

Pompa pembuangan.
Induktor berpendingin air.
Bingkai terbuat dari stainless steel atau aluminium.
Bidang kontak.
Perapiannya terbuat dari beton tahan panas.
Dukungan dengan silinder hidrolik dan unit bantalan.

Prinsip operasinya didasarkan pada penciptaan arus induksi eddy Foucault. Biasanya saat bekerja peralatan Rumah Tangga Arus seperti itu menyebabkan kegagalan, tetapi dalam kasus ini arus tersebut digunakan untuk memanaskan muatan ke suhu yang diperlukan. Hampir semua barang elektronik mulai memanas selama pengoperasian. Faktor negatifnya adalah penggunaan listrik digunakan secara maksimal.

Keuntungan dari perangkat

Tungku peleburan induksi mulai digunakan relatif baru-baru ini. Tungku perapian terbuka, tanur sembur, dan jenis peralatan lainnya yang terkenal dipasang di lokasi produksi. Tungku peleburan logam seperti itu memiliki keuntungan sebagai berikut:

Penggunaan prinsip induksi memungkinkan peralatan menjadi kompak. Itu sebabnya tidak ada masalah dengan penempatannya di ruang kecil. Contohnya adalah tanur sembur, yang hanya dapat dipasang di ruangan yang telah disiapkan.
Hasil penelitian menunjukkan efisiensinya hampir 100%.
Kecepatan leleh tinggi. Tingkat efisiensi yang tinggi menentukan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan logam jauh lebih sedikit jika dibandingkan dengan tungku lainnya.
Beberapa tungku mungkin menyebabkan perubahan saat peleburan komposisi kimia logam Induksi menempati urutan pertama dalam hal kemurnian lelehan. Arus Foucault yang tercipta memanaskan benda kerja dari dalam, sehingga menghilangkan kemungkinan masuknya berbagai pengotor ke dalam komposisi.

Keuntungan terakhir inilah yang menentukan penyebaran tungku induksi pada perhiasan, karena konsentrasi pengotor asing yang kecil sekalipun dapat berdampak buruk pada hasil yang diperoleh.

Karena M. Faraday menemukan fenomena induksi elektromagnetik pada tahun 1831, dunia melihat sejumlah besar perangkat yang memanaskan air dan media lainnya.

Karena penemuan ini terwujud, masyarakat memanfaatkannya dalam kehidupan sehari-hari:

Ketel listrik dengan pemanas disk untuk memanaskan air;
oven multicooker;
kompor induksi;
Microwave (kompor);
Pemanas;
Kolom pemanas.

Bukaannya juga digunakan untuk ekstruder (bukan mekanis). Sebelumnya, banyak digunakan dalam metalurgi dan industri lain yang berhubungan dengan pengolahan logam. Ketel induksi buatan pabrik beroperasi berdasarkan prinsip aksi arus eddy pada inti khusus yang terletak di bagian dalam kumparan. Arus eddy Foucault bersifat dangkal, jadi lebih baik menggunakan pipa logam berongga sebagai inti yang dilalui elemen pendingin.

Terjadinya arus listrik terjadi karena adanya pemberian tegangan listrik bolak-balik pada belitan sehingga menimbulkan munculnya medan magnet listrik bolak-balik yang berubah potensial 50 kali/detik. pada frekuensi industri standar 50 Hz.

Dalam hal ini kumparan induksi Ruhmkorff didesain sedemikian rupa sehingga dapat dihubungkan langsung dengan catu daya AC. Dalam produksi, arus listrik frekuensi tinggi digunakan untuk pemanasan seperti itu - hingga 1 MHz, sehingga cukup sulit untuk mencapai pengoperasian perangkat pada 50 Hz. Ketebalan kawat dan jumlah lilitan belitan yang digunakan perangkat dihitung secara terpisah untuk setiap unit menggunakan metode khusus untuk daya panas yang dibutuhkan. Unit buatan sendiri yang kuat harus berfungsi secara efisien, dengan cepat memanaskan air yang mengalir melalui pipa dan tidak memanas.

Oleh karena itu, organisasi menginvestasikan dana yang serius dalam pengembangan dan implementasi produk tersebut:

Semua masalah berhasil diselesaikan;
Efisiensi alat pemanas adalah 98%;
Berfungsi tanpa gangguan.

Selain efisiensi tertinggi, orang pasti tertarik dengan kecepatan pemanasan media yang melewati inti. Pada Gambar. Diagram fungsi pemanas air induksi yang dibuat di pabrik diusulkan. Skema semacam itu memiliki unit merek “VIN”, yang diproduksi oleh pabrik Izhevsk.

Berapa lama unit akan beroperasi hanya bergantung pada seberapa tertutup wadahnya dan bagaimana insulasi lilitan kawat tidak rusak, dan ini adalah periode yang cukup signifikan, menurut pabrikan - hingga 30 tahun.

Untuk semua keunggulan ini, yang 100% dimiliki perangkat ini, Anda perlu mengeluarkan banyak uang; pemanas air magnetik induksi adalah yang paling mahal dari semua jenis instalasi pemanas. Oleh karena itu, banyak pengrajin lebih memilih untuk merakit sendiri unit pemanas ultra-ekonomis.

Aturan untuk membuat peralatan sendiri

Agar instalasi pemanas induksi berfungsi dengan benar, arus untuk produk tersebut harus sesuai dengan daya (setidaknya harus 15 ampere, jika diperlukan, lebih banyak).

Kawat harus dipotong-potong tidak lebih dari lima sentimeter. Hal ini diperlukan untuk pemanasan yang efisien dalam medan frekuensi tinggi.
Diameter badan tidak boleh lebih kecil dari kawat yang telah disiapkan dan memiliki dinding yang tebal.
Untuk pemasangan ke jaringan pemanas, adaptor khusus dipasang di satu sisi struktur.
Jaring harus dipasang di bagian bawah pipa untuk mencegah kawat terjatuh.
Yang terakhir ini dibutuhkan dalam jumlah sedemikian rupa sehingga memenuhi seluruh ruang internal.
Struktur ditutup dan adaptor dipasang.
Kemudian sebuah kumparan dibuat dari pipa ini. Untuk melakukan ini, bungkus dengan kawat yang sudah disiapkan. Jumlah putaran yang harus diperhatikan: minimal 80, maksimal 90.
Setelah terhubung ke sistem pemanas, air dituangkan ke dalam perangkat. Kumparan dihubungkan ke inverter yang telah disiapkan.
Pompa pasokan air dipasang.
Pengatur suhu dipasang.

Dengan demikian, perhitungan pemanasan induksi akan bergantung pada parameter berikut: panjang, diameter, suhu dan waktu pemrosesan

Perhatikan induktansi bus yang menuju ke induktor, yang bisa jauh lebih besar daripada induktor itu sendiri.

Pemanasan induksi presisi tinggi

Pemanasan ini memiliki prinsip paling sederhana, karena non-kontak. Pemanasan pulsa frekuensi tinggi memungkinkan tercapainya kondisi suhu tertinggi, yang memungkinkan untuk memproses logam yang paling sulit dicairkan. Untuk melakukan pemanasan induksi, Anda perlu membuat tegangan yang diperlukan sebesar 12V (volt) dan frekuensi induktansi dalam medan elektromagnetik.

Ini dapat dilakukan di perangkat khusus - induktor. Ini didukung oleh listrik dari catu daya industri pada 50 Hz.

Dimungkinkan untuk menggunakan catu daya individual untuk ini – konverter/generator. Perangkat paling sederhana untuk perangkat frekuensi rendah adalah spiral (konduktor berinsulasi), yang dapat ditempatkan di bagian dalam pipa logam atau dililitkan di sekitarnya. Arus yang mengalir memanaskan tabung, yang selanjutnya menyuplai panas ke ruang hidup.

Penggunaan pemanas induksi pada frekuensi minimum tidak umum. Pemrosesan logam yang paling umum dilakukan pada frekuensi tinggi atau menengah. Perangkat semacam itu dibedakan oleh fakta bahwa gelombang magnet bergerak ke permukaan, di mana gelombang tersebut dilemahkan. Energi diubah menjadi panas. Untuk efek terbaik, kedua komponen harus memiliki bentuk yang serupa. Dimana panas diterapkan?

Saat ini, penggunaan pemanasan frekuensi tinggi tersebar luas:

Untuk melelehkan logam dan menyoldernya menggunakan metode non-kontak;
Industri teknik mesin;
Perhiasan;
Penciptaan elemen kecil(papan) yang mungkin rusak bila menggunakan cara lain;
Pengerasan permukaan bagian-bagian dari berbagai konfigurasi;
Perlakuan panas terhadap bagian-bagian;
Praktik kedokteran (disinfeksi alat/instrumen).

Pemanasan dapat memecahkan banyak masalah.

Apa itu pemanasan induksi

Prinsip kerja pemanas air induksi.

Perangkat induksi beroperasi dengan energi yang dihasilkan oleh medan elektromagnetik. Itu diserap oleh pembawa panas, kemudian diberikan ke ruangan:

Induktor menciptakan medan elektromagnetik pada pemanas air tersebut. Ini adalah kumparan kawat multi-putaran berbentuk silinder.
Mengalir melaluinya, arus listrik bolak-balik di sekitar kumparan menghasilkan medan magnet.
Garis-garisnya ditempatkan tegak lurus terhadap vektor fluks elektromagnetik. Saat digerakkan, mereka menciptakan lingkaran tertutup.
Arus eddy yang dihasilkan oleh arus bolak-balik mengubah energi listrik menjadi panas.

Energi panas selama pemanasan induksi dikonsumsi secara hemat dan pada laju pemanasan yang rendah. Berkat ini, perangkat induksi membawa air untuk sistem pemanas ke suhu tinggi dalam waktu singkat.

Fitur perangkat

Arus listrik dihubungkan pada lilitan primer.

Pemanasan induksi dilakukan dengan menggunakan transformator. Terdiri dari sepasang belitan:

eksternal (primer);
hubung singkat internal (sekunder).

Arus eddy muncul di bagian dalam transformator. Mereka mengarahkan medan elektromagnetik yang muncul ke sirkuit sekunder. Ini sekaligus berfungsi sebagai wadah dan bertindak sebagai elemen pemanas air.

Dengan peningkatan kepadatan aliran pusaran yang diarahkan ke inti, pertama-tama inti memanas, kemudian seluruh elemen termal.

Untuk menyuplai air dingin dan mengalirkan cairan pendingin yang telah disiapkan ke dalam sistem pemanas, pemanas induksi dilengkapi dengan sepasang pipa:

Yang lebih rendah dipasang di bagian saluran masuk sistem pasokan air.
Pipa atas menuju ke bagian suplai sistem pemanas.

Perangkat ini terdiri dari elemen apa dan bagaimana cara kerjanya?

Pemanas air induksi terdiri dari elemen struktural berikut:

Foto	Satuan struktural
	Induktor. Terdiri dari banyak lilitan kawat tembaga. Di sanalah medan elektromagnetik dihasilkan.
	Sebuah elemen pemanas. Ini adalah pipa logam atau potongan kawat baja yang ditempatkan di dalam induktor.
	Generator. Ini mengubah listrik rumah tangga menjadi arus listrik frekuensi tinggi. Peran generator dapat dimainkan oleh inverter dari mesin las.

Diagram pengoperasian sistem pemanas dengan pemanas air induksi.

Ketika semua komponen perangkat berinteraksi, energi panas dihasilkan dan ditransfer ke air. Diagram pengoperasian unit ini adalah sebagai berikut:

Generator menghasilkan arus listrik frekuensi tinggi. Kemudian mentransmisikannya ke koil induksi.
Ia menerima arus dan mengubahnya menjadi medan magnet listrik.
Pemanas yang terletak di dalam kumparan memanas akibat aksi aliran pusaran yang muncul akibat perubahan vektor medan magnet.
Air yang bersirkulasi di dalam elemen dipanaskan olehnya. Kemudian memasuki sistem pemanas.

Keuntungan dan kerugian dari metode pemanasan induksi

Unit ini kompak dan hanya memakan sedikit ruang.

Pemanas induksi memiliki keunggulan seperti itu:

tingkat efisiensi yang tinggi;
tidak memerlukan perawatan yang sering;
mereka hanya memakan sedikit ruang kosong;
karena getaran medan magnet, kerak tidak mengendap di dalamnya;
perangkat tidak bersuara;
mereka aman;
karena ketatnya rumahan, tidak ada kebocoran;
Pengoperasian pemanas sepenuhnya otomatis;
unit ini ramah lingkungan, tidak mengeluarkan jelaga atau jelaga karbon monoksida dll.

Foto menunjukkan boiler induksi pemanas air pabrik.

Kerugian utama perangkat ini adalah tingginya biaya model pabriknya..

Namun, kelemahan ini dapat diatasi jika Anda merakit pemanas induksi dengan tangan Anda sendiri. Unit ini dirakit dari elemen yang mudah diakses, harganya murah.

Manfaat menggunakan semua jenis pemanas induksi

Pemanas induksi memiliki keunggulan yang tidak diragukan lagi dan merupakan pemimpin di antara semua jenis perangkat. Keuntungan ini adalah sebagai berikut:

Ini mengkonsumsi lebih sedikit listrik dan tidak mencemari ruang sekitarnya.
Mudah digunakan, memberikan pekerjaan berkualitas tinggi dan memungkinkan Anda mengontrol prosesnya.
Pemanasan melalui dinding ruangan memastikan kemurnian khusus dan kemampuan untuk memperoleh paduan ultra-murni, sementara peleburan dapat dilakukan di berbagai atmosfer, termasuk gas inert dan vakum.
Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk memanaskan bagian-bagian dalam bentuk apa pun secara seragam atau pemanasan selektif
Terakhir, pemanas induksi bersifat universal, sehingga dapat digunakan di mana saja, menggantikan instalasi usang yang memakan energi dan tidak efisien.

Saat membuat pemanas induksi dengan tangan Anda sendiri, Anda perlu mengkhawatirkan keamanan perangkat. Untuk melakukan ini, Anda harus mengikuti aturan berikut yang meningkatkan tingkat keandalan sistem secara keseluruhan:

Katup pengaman harus dimasukkan ke dalam tee atas untuk mengurangi tekanan berlebih. Sebaliknya jika gagal pompa sirkulasi intinya akan meledak begitu saja di bawah pengaruh uap. Biasanya, rangkaian pemanas induksi sederhana menyediakan momen seperti itu.
Inverter terhubung ke jaringan hanya melalui RCD. Perangkat ini berfungsi dalam situasi kritis dan akan membantu menghindarinya hubungan pendek.
Inverter las harus dibumikan dengan mengarahkan kabel ke sirkuit logam khusus yang dipasang di tanah di belakang dinding struktur.
Badan pemanas induksi harus ditempatkan pada ketinggian 80 cm di atas permukaan lantai. Selain itu, jarak ke langit-langit harus minimal 70 cm, dan ke perabot lainnya - lebih dari 30 cm.
Pemanas induksi menghasilkan medan elektromagnetik yang sangat kuat, sehingga pemasangan seperti itu harus dijauhkan dari tempat tinggal dan kandang hewan peliharaan.

Rangkaian pemanas induksi

Berkat penemuan M. Faraday pada tahun 1831 tentang fenomena induksi elektromagnetik di bumi kehidupan modern Banyak bermunculan perangkat yang memanaskan air dan media lainnya. Setiap hari kita menggunakan ketel listrik dengan pemanas cakram, multicooker, dan kompor induksi, karena baru pada zaman kita kita dapat mewujudkan penemuan ini untuk penggunaan sehari-hari. Sebelumnya digunakan dalam industri metalurgi dan pengerjaan logam lainnya.

Boiler induksi pabrik dalam pengoperasiannya menggunakan prinsip aksi arus eddy pada inti logam yang ditempatkan di dalam kumparan. Arus eddy Foucault bersifat permukaan, jadi masuk akal untuk menggunakan pipa logam berongga sebagai inti tempat aliran pendingin yang dipanaskan.

Prinsip pengoperasian pemanas induksi

Terjadinya arus disebabkan adanya pemberian tegangan listrik bolak-balik pada belitan sehingga menimbulkan munculnya medan elektromagnetik bolak-balik yang berubah potensial 50 kali per detik pada frekuensi industri normal 50 Hz. Dalam hal ini kumparan induksi didesain sedemikian rupa sehingga dapat disambungkan ke sumber listrik AC secara langsung. Dalam industri, arus frekuensi tinggi digunakan untuk pemanasan seperti itu - hingga 1 MHz, sehingga cukup sulit untuk mencapai pengoperasian perangkat pada frekuensi 50 Hz.

Ketebalan kawat tembaga dan jumlah lilitan belitan yang digunakan pemanas air induksi dihitung secara terpisah untuk setiap unit menggunakan metode khusus untuk daya termal yang dibutuhkan. Produk harus bekerja secara efisien, cepat memanaskan air yang mengalir melalui pipa dan tidak terlalu panas. Perusahaan menginvestasikan banyak uang dalam pengembangan dan implementasi produk tersebut, sehingga semua masalah diselesaikan dengan sukses, dan efisiensi pemanas adalah 98%.

Selain efisiensinya yang tinggi, yang paling menarik adalah kecepatan pemanasan media yang mengalir melalui inti. Gambar tersebut menunjukkan diagram pengoperasian pemanas induksi yang dibuat di pabrik. Skema ini digunakan pada unit merek VIN terkenal yang diproduksi oleh pabrik Izhevsk.

Diagram operasi pemanas

Umur panjang generator panas hanya bergantung pada kekencangan rumahan dan integritas insulasi lilitan kawat, dan ini ternyata merupakan jangka waktu yang cukup lama; pabrikan menyatakan hingga 30 tahun. Untuk semua kelebihan yang dimiliki perangkat ini, Anda harus mengeluarkan banyak uang; pemanas air induksi adalah yang paling mahal dari semua jenis instalasi pemanas listrik. Oleh karena itu, beberapa pengrajin mulai membuat alat buatan sendiri dengan tujuan digunakan untuk menghangatkan rumah.

Proses buatan sendiri

Alat-alat berikut akan berguna untuk pekerjaan itu:

inverter las;
pengelasan menghasilkan arus dari 15 ampere.

Anda juga membutuhkan kawat tembaga, yang dililitkan di sekeliling badan inti. Perangkat akan bertindak sebagai induktor. Kontak kabel dihubungkan ke terminal inverter sehingga tidak terjadi lilitan. Potongan bahan yang diperlukan untuk merakit inti harus memiliki panjang yang dibutuhkan. Rata-rata jumlah lilitannya 50, diameter kawatnya 3 milimeter.

Kawat tembaga dengan diameter berbeda untuk belitan

Sekarang mari kita beralih ke intinya. Perannya akan menjadi pipa polimer terbuat dari polietilen. Plastik jenis ini mampu bertahan pada suhu yang cukup tinggi. Diameter inti 50 milimeter, ketebalan dinding minimal 3 mm. Bagian ini digunakan sebagai pengukur tempat kawat tembaga dililitkan sehingga membentuk induktor. Hampir semua orang bisa merakit pemanas air induksi sederhana.

Dalam video Anda akan melihat cara mengatur pemanasan air induksi secara mandiri untuk pemanasan:

Pilihan pertama

Kawat dipotong menjadi beberapa bagian 50 mm dan tabung plastik diisi dengannya. Untuk mencegahnya tumpah keluar dari pipa, sebaiknya tutup ujungnya dengan kawat kasa. Adaptor dari pipa ditempatkan di ujungnya, di tempat pemanas terhubung.

Sebuah belitan dililitkan ke badan yang terakhir dengan kawat tembaga. Untuk keperluan ini, Anda membutuhkan kawat sekitar 17 meter: Anda perlu membuat 90 putaran, diameter pipa 60 milimeter. 3,14×60×90=17 m.

Penting untuk diketahui! Saat memeriksa pengoperasian perangkat, Anda harus hati-hati memastikan bahwa ada air (pendingin) di dalamnya. Jika tidak, badan perangkat akan cepat meleleh.
. Pipa menabrak pipa

Pemanas terhubung ke inverter. Yang tersisa hanyalah mengisi perangkat dengan air dan menyalakannya. Semuanya sudah siap!

Pipa itu menabrak pipa. Pemanas terhubung ke inverter. Yang tersisa hanyalah mengisi perangkat dengan air dan menyalakannya. Semuanya sudah siap!

Pilihan kedua

Opsi ini jauh lebih sederhana. Bagian lurus berukuran meter dipilih pada bagian vertikal pipa. Itu harus dibersihkan secara menyeluruh dari cat menggunakan amplas. Selanjutnya bagian pipa ini ditutup dengan tiga lapis kain listrik. Kumparan induksi dililitkan dengan kawat tembaga. Seluruh sistem koneksi terisolasi dengan baik. Sekarang Anda dapat menghubungkan inverter las, dan proses perakitan selesai sepenuhnya.

Kumparan induksi dibungkus dengan kawat tembaga

Sebelum Anda mulai membuat pemanas air dengan tangan Anda sendiri, disarankan untuk membiasakan diri dengan karakteristik produk pabrik dan mempelajari gambarnya. Ini akan membantu Anda memahami sumber data peralatan buatan sendiri dan menghindari kemungkinan kesalahan.

Opsi ketiga

Untuk membuat pemanas dengan cara yang lebih rumit, Anda perlu menggunakan pengelasan. Anda juga memerlukan transformator tiga fase untuk pengoperasiannya. Dua pipa perlu dilas satu sama lain, yang akan berfungsi sebagai pemanas dan inti. Sebuah belitan disekrup ke badan induktor. Hal ini meningkatkan kinerja perangkat yang memiliki ukuran kompak sehingga sangat nyaman untuk digunakan di rumah.

Berliku pada badan induktor

Untuk mensuplai dan mengalirkan air, 2 pipa dilas ke badan unit induksi. Agar tidak kehilangan panas dan mencegah kemungkinan kebocoran arus, perlu dilakukan isolasi. Ini akan menghilangkan masalah yang dijelaskan di atas dan sepenuhnya menghilangkan kebisingan selama pengoperasian boiler.

Tergantung pada fitur desainnya, tungku induksi berdiri di lantai dan di atas meja dibedakan. Terlepas dari opsi mana yang dipilih, ada beberapa aturan dasar pemasangan:

Saat peralatan beroperasi, terdapat beban tinggi pada jaringan listrik. Untuk menghilangkan kemungkinan korsleting akibat keausan insulasi, pembumian berkualitas tinggi harus dilakukan selama pemasangan.
Desainnya memiliki sirkuit pendingin air, yang menghilangkan kemungkinan elemen utama terlalu panas. Oleh karena itu, penting untuk memastikan kenaikan air yang andal.
Jika Anda memasang kompor meja, sebaiknya perhatikan kestabilan alas yang digunakan.
Tungku peleburan logam adalah perangkat listrik yang kompleks, yang pemasangannya harus mengikuti semua rekomendasi pabrikan. Perhatian khusus diberikan pada parameter sumber listrik, yang harus sesuai dengan model perangkat.
Jangan lupa bahwa harus ada cukup banyak ruang kosong di sekitar kompor. Selama pengoperasian, bahkan sedikit volume dan massa lelehan dapat keluar dari cetakan secara tidak sengaja. Pada suhu di atas 1000 derajat Celcius akan menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki pada berbagai material dan juga dapat menyebabkan kebakaran.

Perangkat mungkin menjadi sangat panas selama pengoperasian. Itu sebabnya tidak boleh ada bahan yang mudah terbakar atau meledak di dekatnya. Selain itu, menurut tindakan pencegahan keselamatan kebakaran di sekitarnya, perisai api harus dipasang.

Peraturan keselamatan

Untuk sistem pemanas yang menggunakan pemanas induksi, penting untuk mengikuti beberapa aturan untuk menghindari kebocoran, kehilangan efisiensi, konsumsi energi, dan kecelakaan. . Sistem pemanas induksi memerlukan katup pengaman untuk melepaskan air dan uap jika pompa rusak.

Untuk mencegah gangguan dalam pengoperasian jaringan listrik, disarankan untuk menghubungkan boiler dengan pemanas induksi, dibuat dengan tangan sesuai dengan diagram yang diusulkan, ke jalur suplai terpisah, yang penampang kabelnya minimal 5 mm2

Pengkabelan konvensional mungkin tidak mampu menangani konsumsi daya yang dibutuhkan.

Sistem pemanas induksi memerlukan katup pengaman untuk melepaskan air dan uap jika pompa rusak.
Pengukur tekanan dan RCD diperlukan untuk pengoperasian yang aman dari sistem pemanas yang dirakit sendiri.
Mengardekan seluruh sistem pemanas induksi dan mengisolasi secara elektrik akan mencegah sengatan listrik.
Untuk menghindari efek berbahaya dari medan elektromagnetik pada tubuh manusia, lebih baik untuk memindahkan sistem seperti itu ke luar area perumahan, di mana aturan pemasangan harus dipatuhi, yang menurutnya perangkat pemanas induksi harus ditempatkan pada jarak 80 cm dari horizontal (lantai dan langit-langit) dan 30 cm dari permukaan vertikal.
Sebelum menyalakan sistem, pastikan untuk memeriksa keberadaan cairan pendingin.
Untuk mencegah kegagalan dalam pengoperasian jaringan listrik, disarankan untuk menghubungkan boiler dengan pemanas induksi, dibuat dengan tangan sesuai dengan skema yang diusulkan, ke jalur suplai terpisah, yang penampang kabelnya minimal 5 mm2 . Pengkabelan konvensional mungkin tidak mampu menangani konsumsi daya yang dibutuhkan.

Penciptaan perangkat canggih

Lakukan pemanasan Instalasi HDTV Lebih sulit melakukannya sendiri, tetapi amatir radio bisa melakukannya, karena untuk merakitnya memerlukan rangkaian multivibrator. Prinsip operasinya serupa - arus eddy yang timbul dari interaksi pengisi logam di tengah kumparan dan medan magnetnya yang tinggi memanaskan permukaan.

Desain instalasi HDTV

Karena kumparan kecil sekalipun menghasilkan arus sekitar 100 A, kapasitansi beresonansi perlu dihubungkan dengannya untuk menyeimbangkan rancangan induksi. Ada 2 jenis rangkaian kerja untuk memanaskan HDTV pada 12 V:

terhubung ke sumber listrik.

listrik yang ditargetkan;
terhubung ke sumber listrik.

Dalam kasus pertama, instalasi mini HDTV dapat dirakit dalam waktu satu jam. Sekalipun tidak ada jaringan 220 V, Anda dapat menggunakan generator seperti itu di mana saja, selama Anda memiliki aki mobil sebagai sumber listriknya. Tentu saja, ini tidak cukup kuat untuk melelehkan logam, tetapi dapat mencapai suhu tinggi yang diperlukan untuk pekerjaan kecil, seperti memanaskan pisau dan obeng berwarna biru. Untuk membuatnya, Anda perlu membeli:

transistor efek medan BUZ11, IRFP460, IRFP240;
aki mobil mulai 70 A/jam;
kapasitor tegangan tinggi.

Arus catu daya 11 A berkurang menjadi 6 A pada saat pemanasan karena adanya hambatan logam, namun kebutuhan akan kabel tebal yang mampu menahan arus 11-12 A tetap diperlukan untuk menghindari panas berlebih.

Sirkuit kedua untuk instalasi pemanas induksi dalam wadah plastik lebih kompleks, berdasarkan driver IR2153, tetapi lebih nyaman menggunakannya untuk membangun resonansi 100k melalui regulator. Rangkaian harus dikontrol melalui adaptor jaringan dengan tegangan 12 V atau lebih. Bagian daya dapat dihubungkan langsung ke jaringan utama 220 V menggunakan jembatan dioda. Frekuensi resonansinya adalah 30 kHz. Barang-barang berikut akan diperlukan:

Inti ferit 10 mm dan induktor 20 putaran;
tabung tembaga sebagai kumparan HDTV 25 putaran pada mandrel 5-8 cm;
kapasitor 250 V.

Pemanas pusaran

Pemasangan yang lebih bertenaga, mampu memanaskan baut hingga menguning, dapat dirakit menggunakan skema sederhana. Namun selama pengoperasian, pembangkitan panas akan cukup besar, sehingga disarankan untuk memasang radiator pada transistor. Anda juga memerlukan choke, yang dapat Anda pinjam dari catu daya komputer mana pun, dan bahan tambahan berikut:

kawat baja feromagnetik;
kawat tembaga 1,5 mm;
transistor efek medan dan dioda untuk tegangan balik dari 500 V;
Dioda zener dengan daya 2-3 W, diberi nilai 15 V;
resistor sederhana.

Tergantung pada hasil yang diinginkan, lilitan kawat pada dasar tembaga berkisar antara 10 hingga 30 putaran. Berikutnya adalah perakitan rangkaian dan persiapan kumparan dasar pemanas dari sekitar 7 putaran kawat tembaga 1,5 mm. Itu terhubung ke sirkuit dan kemudian ke listrik.

Pengrajin yang akrab dengan pengelasan dan pengoperasian transformator tiga fase dapat lebih meningkatkan efisiensi perangkat sekaligus mengurangi berat dan ukuran. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengelas dasar dua pipa, yang akan berfungsi sebagai inti dan pemanas, dan mengelas dua pipa ke dalam rumahan setelah belitan untuk memasok dan mengeluarkan cairan pendingin.

Keuntungan dan kerugian

Setelah memahami prinsip pengoperasian pemanas induksi, Anda dapat mempertimbangkan aspek positif dan negatifnya. Mengingat tingginya popularitas generator panas jenis ini, dapat diasumsikan bahwa ia memiliki lebih banyak kelebihan daripada kekurangan. Di antara keuntungan yang paling signifikan adalah:

Kesederhanaan desain.
Tingkat efisiensi tinggi.
Umur panjang.
Sedikit risiko kerusakan perangkat.
Penghematan energi yang signifikan.

Karena indikator kinerja boiler induksi berada dalam kisaran yang luas, Anda dapat dengan mudah memilih unitnya sistem tertentu memanaskan gedung. Perangkat ini mampu dengan cepat memanaskan cairan pendingin hingga suhu tertentu, yang menjadikannya pesaing yang layak bagi boiler tradisional.

Selama pengoperasian pemanas induksi, sedikit getaran diamati, yang menyebabkan kerak terlepas dari pipa. Akibatnya, unit menjadi lebih jarang dibersihkan. Karena cairan pendingin selalu bersentuhan dengannya elemen pemanas, maka risiko kegagalannya relatif kecil.

Bagian 1. BOILER INDUKSI DIY - mudah. Perangkat untuk kompor induksi.

Jika tidak ada kesalahan yang dilakukan selama pemasangan boiler induksi, maka kebocoran praktis tidak ada. Hal ini disebabkan oleh perpindahan energi panas tanpa kontak ke pemanas. Menggunakan teknologi pemanas air induksi memungkinkan Anda membawanya hampir ke keadaan gas. Dengan cara ini, pergerakan air yang efisien melalui pipa dapat dicapai, dan dalam beberapa situasi bahkan dimungkinkan dilakukan tanpa menggunakan unit pompa sirkulasi.

Sayangnya, perangkat yang ideal belum ada saat ini. Selain banyak kelebihan, pemanas induksi juga memiliki sejumlah kelemahan. Karena unit ini memerlukan listrik untuk beroperasi, di wilayah yang sering terjadi pemadaman listrik, unit ini tidak akan dapat beroperasi efisiensi maksimum. Ketika cairan pendingin terlalu panas, tekanan dalam sistem meningkat tajam dan pipa bisa pecah. Untuk menghindari hal ini, pemanas induksi harus dilengkapi dengan perangkat pematian darurat.

Pemanas induksi DIY

Prinsip kerja pemanasan induksi

Pemanas induksi menggunakan energi medan elektromagnetik, yang diserap dan diubah menjadi panas oleh benda yang dipanaskan. Untuk menghasilkan medan magnet digunakan induktor, yaitu kumparan silinder multi-putaran. Melewati induktor ini, arus listrik bolak-balik menciptakan medan magnet bolak-balik di sekitar kumparan.

Pemanas inverter buatan sendiri memungkinkan Anda memanaskan dengan cepat dan pada suhu yang sangat tinggi. Dengan bantuan perangkat tersebut Anda tidak hanya dapat memanaskan air, tetapi bahkan melelehkan berbagai logam

Jika suatu benda yang dipanaskan diletakkan di dalam atau di dekat induktor, maka benda tersebut akan ditembus oleh fluks vektor induksi magnet, yang terus berubah seiring waktu. Dalam hal ini timbul medan listrik yang garis-garisnya tegak lurus terhadap arah fluks magnet dan bergerak melingkar tertutup. Berkat aliran pusaran ini, energi listrik diubah menjadi energi panas dan benda menjadi panas.

Dengan demikian, energi listrik induktor ditransfer ke objek tanpa menggunakan kontak, seperti yang terjadi pada tungku resistansi. Hasilnya, energi panas digunakan lebih efisien, dan laju pemanasan meningkat secara signifikan. Prinsip ini banyak digunakan dalam bidang pengolahan logam: peleburan, penempaan, penyolderan, permukaan, dll. Yang tidak kalah suksesnya, pemanas induksi pusaran dapat digunakan untuk memanaskan air.

Pemanas induksi frekuensi tinggi

Rentang aplikasi terluas adalah untuk pemanas induksi frekuensi tinggi. Pemanas dicirikan oleh frekuensi tinggi 30-100 kHz dan rentang daya yang luas 15-160 kW. Tipe frekuensi tinggi menghasilkan pemanasan yang dangkal, namun ini cukup untuk meningkatkannya Sifat kimia logam

Pemanas induksi frekuensi tinggi mudah dioperasikan dan ekonomis, serta efisiensinya dapat mencapai 95%. Semua jenis beroperasi terus menerus untuk waktu yang lama, dan versi dua blok (ketika transformator frekuensi tinggi ditempatkan di blok terpisah) memungkinkan pengoperasian sepanjang waktu. Pemanas memiliki 28 jenis perlindungan, yang masing-masing bertanggung jawab atas fungsinya sendiri. Contoh: memantau tekanan air dalam sistem pendingin.

Pemanas induksi 60 kW Perm
Pemanas induksi 65 kW Novosibirsk
Pemanas induksi 60 kW Krasnoyarsk
Pemanas induksi 60 kW Kaluga
Pemanas induksi 100 kW Novosibirsk
Pemanas induksi 120 kW Ekaterinburg
Pemanas induksi 160 kW Samara

Aplikasi:

pengerasan permukaan gigi
pengerasan poros
pengerasan roda derek
memanaskan bagian sebelum ditekuk
menyolder pemotong, pemotong penggilingan, mata bor
memanaskan benda kerja selama hot stamping
baut pendaratan
pengelasan dan permukaan logam
pemulihan bagian.