Tungku peleburan induksi DIY. Oven induksi sendiri: diagram, perakitan

Saat ini tungku induksi banyak digunakan dalam proses peleburan logam. Arus yang dihasilkan di bidang induktor berkontribusi terhadap pemanasan zat, dan fitur perangkat tersebut tidak hanya mendasar, tetapi juga yang paling penting. Pemrosesan menyebabkan zat tersebut mengalami beberapa transformasi. Tahap transformasi pertama adalah tahap elektromagnetik, diikuti tahap listrik, dan kemudian tahap termal. Suhu yang dihasilkan kompor digunakan praktis tanpa residu, sehingga solusi ini adalah yang terbaik di antara yang lainnya. Banyak yang mungkin tertarik dengan kompor produksi. Selanjutnya kita akan membahas kemungkinan penerapan solusi tersebut.

Jenis tungku untuk peleburan logam

Jenis peralatan ini dapat dibagi ke dalam kategori utama. Yang pertama memiliki saluran jantung sebagai dasarnya, dan logam ditempatkan dalam tungku tersebut secara melingkar di sekitar induktor. Kategori kedua tidak memiliki unsur seperti itu. Jenis ini disebut wadah, dan logam ditempatkan di dalam induktor itu sendiri. Secara teknis tidak mungkin menggunakan inti tertutup dalam kasus ini.

Prinsip dasar

Tungku peleburan dalam hal ini beroperasi berdasarkan fenomena induksi magnet. Dan ada beberapa komponen. Induktor adalah komponen terpenting dari perangkat ini. Ini adalah kumparan, yang konduktornya bukan kabel biasa, tetapi tabung tembaga. Persyaratan ini ditentukan oleh desain tungku peleburan itu sendiri. Arus yang melewati induktor menghasilkan medan magnet yang mempengaruhi wadah di mana logam tersebut berada. Dalam hal ini, material berperan sebagai belitan transformator sekunder, yaitu arus melewatinya, memanaskannya. Beginilah proses peleburan terjadi, bahkan jika Anda membuat tungku induksi sendiri. Bagaimana cara membuat tungku jenis ini dan meningkatkan efisiensinya? Ini adalah pertanyaan penting yang memiliki jawabannya. Penggunaan arus frekuensi tinggi dapat meningkatkan efisiensi peralatan secara signifikan. Untuk ini, sebaiknya menggunakan catu daya khusus.

Fitur tungku induksi

Peralatan jenis ini memiliki ciri khas tertentu yang menjadi kelebihan dan kekurangannya.

Karena distribusi logam harus seragam, bahan yang dihasilkan mempunyai ciri massa homogen yang baik. Tungku jenis ini bekerja dengan mengangkut energi melalui zona, sekaligus memperkenalkan fungsi pemfokusan energi. Parameter seperti kapasitansi, frekuensi pengoperasian dan metode pelapisan tersedia untuk digunakan, serta pengaturan suhu di mana logam meleleh, yang sangat memudahkan proses kerja. Potensi teknologi tungku yang ada menciptakan tingkat peleburan yang tinggi, perangkat ini ramah lingkungan, benar-benar aman bagi manusia dan siap digunakan kapan saja.

Kerugian yang paling mencolok dari peralatan tersebut adalah sulitnya membersihkannya. Karena terak dipanaskan semata-mata karena panas yang dihasilkan oleh logam, suhu ini tidak cukup untuk memastikan penggunaan penuhnya. Perbedaan suhu yang tinggi antara logam dan terak tidak memungkinkan proses pembuangan limbah menjadi sesederhana mungkin. Sebagai kelemahan lainnya, merupakan kebiasaan untuk menyoroti celah, oleh karena itu ketebalan lapisan harus selalu dikurangi. Karena tindakan seperti itu, setelah beberapa waktu mungkin rusak.

Penggunaan tungku induksi pada skala industri

Dalam industri, tungku induksi wadah dan saluran paling sering ditemukan. Yang pertama, peleburan logam apa pun dalam jumlah berapa pun dilakukan. Wadah logam dalam varian tersebut dapat menampung hingga beberapa ton logam. Tentu saja, induksi tungku peleburan Dalam hal ini, tidak mungkin melakukannya sendiri. Tungku saluran dirancang untuk peleburan logam non-ferrous jenis yang berbeda, serta besi cor.

Topik ini seringkali menarik minat para penggemar desain radio dan teknologi radio. Sekarang menjadi jelas bahwa membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri sangat mungkin dilakukan, dan banyak orang telah berhasil melakukannya. Namun, untuk membuat peralatan seperti itu, perlu dilakukan pengoperasian rangkaian listrik yang berisi tindakan yang ditentukan dari tungku itu sendiri. Solusi seperti ini memerlukan keterlibatan pihak-pihak yang mampu menghasilkan osilasi gelombang. Tungku induksi do-it-yourself sederhana menurut rangkaian dapat dibuat dengan menggunakan empat lampu elektronik yang dikombinasikan dengan satu lampu neon, yang memberikan sinyal bahwa sistem siap dioperasikan.

Dalam hal ini, pegangan kapasitor arus bolak-balik tidak terletak di dalam perangkat. Berkat ini, Anda dapat membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri. Diagram perangkat menjelaskan secara rinci lokasi masing-masing elemen. Anda dapat memastikan bahwa perangkat ini cukup kuat dengan menggunakan obeng, yang akan mencapai kondisi panas hanya dalam beberapa detik.

Keunikan

Jika Anda membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri, prinsip pengoperasian dan perakitannya dipelajari dan dilakukan sesuai dengan skema yang sesuai, Anda harus menyadari bahwa laju pencairan dalam kasus ini mungkin dipengaruhi oleh satu atau lebih faktor yang tercantum di bawah ini:

Frekuensi pulsa;

Kerugian histeresis;

Menghasilkan tenaga;

Periode pelepasan panas;

Kerugian yang berhubungan dengan terjadinya arus eddy.

Jika Anda berencana membuat kompor induksi dengan tangan Anda sendiri, maka saat menggunakan lampu, Anda harus ingat bahwa dayanya harus didistribusikan sehingga cukup empat buah. Saat menggunakan penyearah, Anda akan mendapatkan jaringan sekitar 220 V.

Penggunaan kompor rumah tangga

Dalam kehidupan sehari-hari, perangkat seperti itu jarang digunakan, meskipun teknologi serupa juga dapat ditemukan sistem pemanas. Mereka dapat dilihat dalam bentuk oven microwave dan dalam lingkungan teknologi baru, perkembangan ini telah banyak diterapkan. Misalnya, penggunaan arus eddy pada kompor induksi memungkinkan Anda memasak berbagai macam hidangan. Karena pemanasannya hanya membutuhkan sedikit waktu, pembakar tidak dapat dinyalakan jika tidak ada yang berdiri di atasnya. Namun, diperlukan peralatan khusus untuk menggunakan alat masak yang khusus dan berguna tersebut.

Proses membangun

Induksi do-it-yourself terdiri dari induktor, yaitu solenoid yang terbuat dari tabung tembaga berpendingin air, dan wadah yang dapat dibuat dari bahan keramik, dan terkadang terbuat dari baja, grafit dan lain-lain. Dalam alat seperti itu Anda dapat melebur besi cor, baja, logam mulia, aluminium, tembaga, magnesium. Tungku induksi mereka dibuat dengan tangan mereka sendiri dengan kapasitas wadah dari beberapa kilogram hingga beberapa ton. Mereka bisa berupa vakum, berisi gas, terbuka dan kompresor. Tungku ditenagai oleh arus frekuensi tinggi, sedang dan rendah.

Jadi, jika Anda tertarik untuk membuat tungku induksi sendiri, skema ini melibatkan penggunaan komponen utama berikut: wadah peleburan dan unit induksi, yang mencakup batu perapian, induktor, dan inti magnet. Tungku saluran berbeda dengan tungku wadah karena energi elektromagnetik diubah menjadi energi panas di saluran pelepasan panas, di mana harus selalu ada benda penghantar listrik. Untuk memulai awal tungku saluran, logam cair dituangkan ke dalamnya atau templat yang terbuat dari bahan yang dapat diluruskan di dalam tungku dimasukkan. Ketika peleburan selesai, logam tidak sepenuhnya terkuras, tetapi “rawa” tetap ada, yang dimaksudkan untuk mengisi saluran pelepasan panas untuk permulaan di masa depan. Jika Anda akan membuat tungku induksi dengan tangan Anda sendiri, maka untuk memudahkan penggantian batu perapian untuk peralatannya, dibuat dapat dilepas.

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.

Generator

Saat merakit tungku induksi dengan tangan Anda sendiri, diagram melibatkan penggunaannya elemen penting, seperti alternator. Anda sebaiknya tidak mencoba membuat kompor jika Anda tidak mengetahui dasar-dasar elektronik radio setidaknya pada tingkat amatir radio semi-terampil. Pemilihan rangkaian generator harus sedemikian rupa sehingga tidak menghasilkan spektrum arus yang keras.

Menggunakan Tungku Induksi

Peralatan jenis ini banyak digunakan di area seperti pengecoran logam, dimana logamnya telah dibersihkan dan perlu diberi bentuk tertentu. Anda juga bisa mendapatkan beberapa paduan. Mereka juga tersebar luas dalam produksi perhiasan. Prinsip pengoperasian yang sederhana dan kemungkinan merakit tungku induksi dengan tangan Anda sendiri memungkinkan Anda meningkatkan profitabilitas penggunaannya. Untuk area ini dapat digunakan alat dengan kapasitas wadah hingga 5 kilogram. Untuk produksi kecil, opsi ini akan optimal.

Tungku induksi ditemukan pada tahun 1887. Dan dalam waktu tiga tahun, perkembangan industri pertama muncul, dengan bantuan peleburan berbagai logam. Saya ingin mencatat bahwa pada tahun-tahun yang jauh itu, kompor-kompor ini adalah hal yang baru. Intinya adalah itu ilmuwan tentang hal itu Saat itu, mereka belum begitu paham proses apa saja yang terjadi di dalamnya. Hari ini kami menemukan jawabannya. Pada artikel ini kita akan tertarik dengan topik - tungku induksi do-it-yourself. Sederhana saja desainnya, apakah unit ini bisa dirakit di rumah?

Prinsip operasi

Anda harus mulai merakit dengan memahami prinsip operasi dan struktur perangkat. Mari kita mulai dengan ini. Perhatikan gambar di atas, kita akan memahaminya.

Perangkat ini meliputi:

Generator G yang menghasilkan arus bolak-balik.
Kapasitor C, bersama dengan kumparan L, menciptakan rangkaian osilasi, yang menyediakan instalasi dengan suhu tinggi.

Perhatian! Beberapa desain menggunakan apa yang disebut generator berosilasi sendiri. Hal ini memungkinkan untuk melepaskan kapasitor dari rangkaian.
Kumparan pada ruang sekitarnya membentuk medan magnet yang di dalamnya terdapat tegangan, yang pada gambar kita ditunjukkan dengan huruf “H”. Medan magnet itu sendiri ada di ruang bebas dan dapat ditutup melalui inti feromagnetik.
Ia juga bekerja pada muatan (W), yang menciptakan fluks magnet (F). Ngomong-ngomong, alih-alih mengisi daya, semacam blanko bisa dipasang.
Fluks magnet menginduksi tegangan sekunder sebesar 12 V. Namun ini hanya terjadi jika W adalah elemen penghantar listrik.
Jika benda kerja yang dipanaskan berukuran besar dan padat, maka arus Foucault mulai bekerja di dalamnya. Ini adalah tipe pusaran.
Dalam hal ini, arus eddy disalurkan dari generator melalui medan magnet energi termal, sehingga memanaskan benda kerja.

Medan elektromagnetiknya cukup luas. Dan bahkan konversi energi multi-tahap, yang terdapat pada tungku induksi buatan sendiri, memiliki efisiensi maksimum - hingga 100%.

Tungku wadah

Varietas

Ada dua desain utama tungku induksi:

Saluran.
Percobaan.

Kami tidak akan menjelaskan semua ciri khasnya di sini. Perhatikan saja bahwa opsi saluran adalah desain yang mirip mesin las. Selain itu, untuk melebur logam dalam tungku seperti itu, perlu menyisakan sedikit lelehan, yang tanpanya prosesnya tidak akan berhasil. Opsi kedua adalah skema yang ditingkatkan yang menggunakan teknologi tanpa sisa lelehan. Artinya, wadahnya cukup dipasang langsung ke induktor.

Bagaimana itu bekerja

Mengapa Anda membutuhkan kompor seperti itu di rumah?

Secara umum pertanyaannya cukup menarik. Mari kita lihat situasi ini. Ada cukup sejumlah besar Perangkat listrik dan elektronik Soviet yang menggunakan kontak emas atau perak. Logam-logam ini dapat dihilangkan cara yang berbeda. Salah satunya adalah kompor induksi.

Artinya, Anda mengambil kontak, memasukkannya ke dalam wadah sempit dan panjang, yang Anda pasang di induktor. Setelah 15-20 menit, dengan mengurangi daya, mendinginkan peralatan, dan memecahkan wadah, Anda akan mendapatkan batang, di ujungnya Anda akan menemukan ujung emas atau perak. Potong dan bawa ke pegadaian.

Meskipun perlu dicatat bahwa dengan ini unit buatan sendiri Berbagai proses dapat dilakukan dengan logam. Misalnya, Anda bisa mengeraskan atau mengeraskan hati.

Koil dengan baterai (generator)

Komponen kompor

Di bagian Prinsip Kerja, kami telah menyebutkan semua bagian tungku induksi. Dan jika semuanya jelas dengan generator, maka induktor (kumparan) perlu disortir. Tabung tembaga cocok untuk itu. Jika Anda merakit perangkat dengan daya 3 kW, Anda memerlukan tabung dengan diameter 10 mm. Kumparannya sendiri dipelintir dengan diameter 80-150 mm, dengan jumlah lilitan 8 hingga 10.

Harap dicatat bahwa putaran tabung tembaga tidak boleh saling bersentuhan. Jarak optimal ada 5-7 mm di antara mereka. Kumparan itu sendiri tidak boleh menyentuh layar. Jarak antara keduanya adalah 50 mm.

Biasanya, tungku induksi industri memiliki unit pendingin. Hal ini tidak mungkin dilakukan di rumah. Namun untuk unit 3 kW, bekerja hingga setengah jam tidaklah berbahaya. Benar, seiring waktu, kerak tembaga akan terbentuk pada tabung, yang mengurangi efisiensi perangkat. Jadi koil harus diganti secara berkala.

Generator

Pada prinsipnya membuat genset dengan tangan sendiri tidak menjadi masalah. Tapi ini hanya mungkin jika Anda memiliki pengetahuan yang cukup di bidang elektronik radio pada tingkat amatir radio rata-rata. Jika Anda tidak memiliki pengetahuan seperti itu, lupakan kompor induksi. Yang terpenting Anda juga harus mahir mengoperasikan perangkat ini.

Jika Anda dihadapkan pada dilema dalam memilih rangkaian generator, ikutilah satu saran - rangkaian tersebut tidak boleh memiliki spektrum arus yang keras. Untuk memperjelas apa yang sedang kita bicarakan, kami menawarkan yang terbaik diagram sederhana generator untuk tungku induksi pada foto di bawah ini.

Rangkaian pembangkit

Pengetahuan yang dibutuhkan

Medan elektromagnetik mempengaruhi semua makhluk hidup. Contohnya adalah daging yang dipanaskan dengan microwave. Oleh karena itu, ada baiknya menjaga keamanan. Dan tidak masalah apakah Anda merakit kompor dan mengujinya atau mengerjakannya. Ada indikator seperti kerapatan fluks energi. Jadi itu tergantung pada medan elektromagnetik. Dan semakin tinggi frekuensi radiasinya, semakin buruk pula dampaknya bagi tubuh manusia.

Banyak negara telah mengadopsi langkah-langkah keselamatan yang mempertimbangkan kepadatan fluks energi. Ada yang dikembangkan batas yang diperbolehkan. Ini adalah 1-30 mW per 1 m² tubuh manusia. Indikator-indikator ini valid jika paparan terjadi tidak lebih dari satu jam per hari. Omong-omong, layar galvanis yang dipasang mengurangi kepadatan langit-langit hingga 50 kali lipat.

Jangan lupa untuk menilai artikel tersebut.

Pemanas induksi bekerja berdasarkan prinsip “arus yang diperoleh dari magnet”. Medan magnet bolak-balik dihasilkan dalam kumparan khusus kekuatan tinggi, yang menghasilkan arus listrik eddy dalam konduktor tertutup.

Konduktor tertutup pada kompor induksi adalah peralatan masak logam yang dipanaskan oleh arus listrik eddy. Secara umum, prinsip pengoperasian perangkat tersebut tidak rumit, dan jika Anda memiliki sedikit pengetahuan di bidang fisika dan teknik elektro, Anda dapat merakitnya pemanasan induksi Tidak akan sulit untuk melakukannya sendiri.

Perangkat berikut dapat dibuat secara mandiri:

Perangkat untuk pemanasan dalam boiler pemanas.
Oven mini untuk melelehkan logam.
Piring untuk memasak makanan.

Kompor induksi do-it-yourself harus diproduksi sesuai dengan semua standar dan peraturan pengoperasian perangkat ini. Jika radiasi elektromagnetik yang berbahaya bagi manusia dipancarkan ke luar rumah dalam arah lateral, maka penggunaan perangkat tersebut dilarang keras.

Selain itu, kesulitan besar dalam mendesain kompor terletak pada pemilihan bahan dasar kompor, yang harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

Idealnya menghantarkan radiasi elektromagnetik.
Bukan bahan konduktif.
Tahan beban suhu tinggi.

Di kompor rumah tangga permukaan induksi Keramik mahal digunakan untuk membuat kompor induksi di rumah, temukan alternatif yang layak bahan semacam ini cukup sulit. Oleh karena itu, pertama-tama Anda harus merancang sesuatu yang lebih sederhana, misalnya tungku induksi untuk pengerasan logam.

Petunjuk pembuatan

cetak biru

Gambar 1. Diagram listrik pemanas induksi

Gambar 2. Perangkat.

Gambar 3. Skema pemanas induksi sederhana

Untuk membuat kompor Anda membutuhkan bahan dan alat sebagai berikut:

pateri;
papan textolite.
bor mini.
elemen radio.
pasta termal.
reagen kimia untuk mengetsa papan.

Bahan tambahan dan fitur-fiturnya:

Untuk membuat kumparan, yang akan memancarkan medan magnet bolak-balik yang diperlukan untuk pemanasan, perlu menyiapkan sepotong tabung tembaga dengan diameter 8 mm dan panjang 800 mm.
Transistor daya yang kuat adalah bagian paling mahal dari buatan sendiri instalasi induksi. Untuk memasang sirkuit pembangkit frekuensi Anda perlu menyiapkan 2 elemen ini. Transistor merek berikut ini cocok untuk tujuan ini: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Saat membuat sirkuit, 2 transistor efek medan yang identik digunakan.
Untuk pembuatan rangkaian osilasi Anda memerlukan kapasitor keramik dengan kapasitas 0,1 mF dan tegangan operasi 1600 V. Agar arus bolak-balik berdaya tinggi dapat terbentuk dalam kumparan, diperlukan 7 kapasitor tersebut.
Saat mengoperasikan perangkat induksi tersebut, transistor efek medan akan menjadi sangat panas dan jika radiator mati paduan aluminium, lalu setelah beberapa detik mengerjakan kekuatan maksimum, elemen ini akan gagal. Transistor harus ditempatkan pada unit pendingin melalui lapisan tipis pasta termal, jika tidak, efektivitas pendinginan tersebut akan minimal.
Dioda, yang digunakan dalam pemanas induksi, harus bekerja sangat cepat. Dioda yang paling cocok untuk rangkaian ini adalah: MUR-460; UF-4007; DIA – 307.
Resistor yang digunakan pada rangkaian 3: Daya 10 kOhm 0,25 W – 2 buah. dan daya 440 Ohm - 2 W. Dioda zener : 2 buah. dengan tegangan operasi 15 V. Daya dioda zener harus minimal 2 W. Choke untuk menghubungkan ke terminal daya koil digunakan dengan induksi.
Untuk memberi daya pada seluruh perangkat, Anda memerlukan catu daya dengan daya hingga 500 W. dan tegangan 12 - 40 V. Anda dapat memberi daya pada perangkat ini dari aki mobil, tetapi Anda tidak akan bisa mendapatkan pembacaan daya tertinggi pada voltase ini.

Proses pembuatan generator dan kumparan elektronik sendiri membutuhkan waktu yang tidak sedikit dan dilakukan dengan urutan sebagai berikut:

Dari pipa tembaga dibuat spiral dengan diameter 4 cm. Untuk membuat spiral, tabung tembaga harus disekrup pada batang yang permukaannya rata dengan diameter 4 cm. Spiral harus memiliki 7 putaran, yang tidak boleh bersentuhan. Cincin pengikat disolder ke 2 ujung tabung untuk dihubungkan ke radiator transistor.
Papan sirkuit tercetak dibuat sesuai dengan diagram. Jika dimungkinkan untuk memasang kapasitor polipropilen, maka karena elemen tersebut memiliki kerugian minimal dan pengoperasian yang stabil pada amplitudo fluktuasi tegangan yang besar, perangkat akan beroperasi jauh lebih stabil. Kapasitor pada rangkaian dipasang secara paralel membentuk rangkaian osilasi dengan kumparan tembaga.
Memanaskan logam terjadi di dalam kumparan setelah rangkaian dihubungkan ke catu daya atau baterai. Saat memanaskan logam, perlu dipastikan tidak ada korsleting pada belitan pegas. Jika Anda menyentuh 2 lilitan kumparan secara bersamaan dengan logam yang dipanaskan, transistor akan langsung rusak.

Nuansa

Saat melakukan percobaan pemanasan dan pengerasan logam, di dalam kumparan induksi suhunya bisa sangat signifikan dan mencapai 100 derajat Celcius. Efek pemanasan termal ini dapat digunakan untuk memanaskan air untuk keperluan rumah tangga atau untuk memanaskan rumah.
Diagram pemanas yang dibahas di atas (Gambar 3), pada muatan maksimum mampu memberikan radiasi energi magnet di dalam kumparan sebesar 500 W. Tenaga ini tidak cukup untuk pemanasan volume besar air, dan pembangunan kumparan induksi berdaya tinggi akan memerlukan pembuatan sirkuit yang memerlukan penggunaan elemen radio yang sangat mahal.
Solusi anggaran untuk mengatur pemanasan induksi cairan, adalah penggunaan beberapa perangkat yang dijelaskan di atas, disusun secara seri. Dalam hal ini, spiral harus berada pada garis yang sama dan tidak memiliki konduktor logam yang sama.
SebagaiPipa stainless steel dengan diameter 20 mm digunakan. Beberapa spiral induksi “dirangkai” pada pipa sehingga penukar panas berada di tengah-tengah spiral dan tidak bersentuhan dengan belokannya. Ketika 4 perangkat tersebut dihidupkan secara bersamaan, daya pemanasan akan menjadi sekitar 2 kW, yang sudah cukup untuk pemanasan aliran cairan dengan sirkulasi air kecil, ke nilai yang memungkinkan penggunaan desain ini dalam persediaan air hangat rumah kecil.
Jika Anda menghubungkan elemen pemanas ke tangki yang terisolasi dengan baik, yang akan ditempatkan di atas pemanas, hasilnya adalah sistem ketel di mana cairan akan dipanaskan di dalam pipa tahan karat, air yang dipanaskan akan naik ke atas, dan cairan yang lebih dingin akan menggantikannya.
Jika luas rumahnya signifikan, maka jumlah kumparan induksi dapat ditambah menjadi 10 buah.
Kekuatan boiler semacam itu mudah disesuaikan dengan mematikan atau menyalakan spiral. Semakin banyak bagian yang dinyalakan secara bersamaan, semakin besar daya alat pemanas yang beroperasi dengan cara ini.
Untuk memberi daya pada modul seperti itu, Anda memerlukan catu daya yang kuat. Jika Anda memiliki mesin las inverter DC, Anda dapat menggunakannya untuk membuat konverter tegangan dengan daya yang dibutuhkan.
Karena kenyataan bahwa sistem beroperasi pada arus listrik konstan, yang tidak melebihi 40 V, pengoperasian perangkat semacam itu relatif aman, yang utama adalah menyediakan blok sekering di rangkaian daya generator, yang jika terjadi korsleting akan mematikan sistem, sehingga menghilangkan kemungkinan terjadinya kebakaran.
Anda dapat mengatur pemanasan rumah “gratis” dengan cara ini., tergantung pada pemasangan untuk menyalakan perangkat induksi baterai, yang akan diisi menggunakan energi matahari dan angin.
Baterai harus digabungkan menjadi 2 bagian, dihubungkan secara seri. Akibatnya, tegangan suplai dengan sambungan seperti itu setidaknya akan menjadi 24 V, yang akan memastikan boiler beroperasi pada daya tinggi. Selain itu, sambungan seri akan mengurangi arus dalam rangkaian dan meningkatkan masa pakai baterai.

Eksploitasi perangkat buatan sendiri pemanasan induksi, tidak selalu menghilangkan penyebaran radiasi elektromagnetik yang berbahaya bagi manusia, oleh karena itu boiler induksi harus dipasang di dalamnya tempat non-perumahan dan dilindungi dengan baja galvanis.
Wajib saat bekerja dengan listrik peraturan keselamatan harus dipatuhi dan terutama ini berlaku untuk jaringan AC dengan tegangan 220 V.
Sebagai percobaan Anda bisa membuat kompor untuk memasak sesuai dengan skema yang ditentukan dalam artikel, tetapi tidak disarankan untuk menggunakan perangkat ini terus-menerus karena ketidaksempurnaan buatan sendiri melindungi perangkat ini, oleh karena itu, tubuh manusia dapat terkena radiasi elektromagnetik berbahaya yang dapat berdampak buruk pada kesehatan.

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 induksi pusaran di dalamnya. arus listrik. 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 menciptakan momen kedua elemen kunci– 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 menangani masalah ini dengan pengetahuan dan pemahaman tentang prosesnya, ada berbagai cara dan diagram 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 menggunakan desain khusus ini, karena memiliki keuntungan besar: spektrum arus yang dihasilkan lembut dan sempit. , berkat tungku tersebut mengeluarkan gangguan minimal dan seaman mungkin (Gbr. 3).

Mode pengoperasian generator ini diatur menggunakan kapasitor variabel C. Kapasitor harus memiliki 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 dari 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 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 menghasilkan daya beberapa kW per 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 didasarkan pada pertimbangan desain 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.
Kompor rumah tangga perangkat induksi, bersaing dengan kompor gas dan dalam beberapa hal lebih unggul dari gelombang mikro.

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 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 dielektrik non-ideal dengan konstanta dielektrik >1 yang berpotensi dapat dicapai Efisiensi induksi tungku berkurang, dan dalam lingkungan dengan permeabilitas magnet >1 lebih mudah untuk mencapai efisiensi tinggi.

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 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. Oleh standar sanitasi negara lain nilai PES yang diperbolehkan adalah 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. Pertarungan yang efektif dengan radiasi gelombang mikro pada peralatan hanya mungkin dilakukan pada tingkat desainnya oleh spesialis berkualifikasi tinggi.

Bagian terpenting dari tungku induksi adalah koil pemanasnya, induktor. Untuk kompor buatan sendiri dengan daya hingga 3 kW, akan digunakan induktor yang terbuat dari tabung tembaga telanjang dengan diameter 10 mm atau bus tembaga telanjang dengan penampang minimal 10 meter persegi. 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 meningkatkannya dalam mode nol Anda memerlukan 15-20 kW jika tersedia lingkaran tertutup pendinginan 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 - kondensor udara kapasitas variabel C, dengan jarak antar pelat minimal 3 mm. Hanya bekerja pada mode nol. Indikator pengaturannya adalah lampu neon L. Keunikan rangkaian ini adalah spektrum emisi “lampu” yang sangat lembut, sehingga Anda dapat menggunakan generator ini tanpa tindakan khusus tindakan pencegahan. 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 sirkuit - tingginya biaya komponen, sakelar medan yang kuat, dan dioda tegangan tinggi berkecepatan tinggi (frekuensi cutoff minimal 200 kHz) di sirkuit dasarnya. Bipolar transistor yang kuat di sirkuit ini mereka 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 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 seperti 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; Ia tidak dapat membakar kumparan yang sangat 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 kembali menjadi satu batang, menambah jumlah lilitannya untuk beroperasi dalam mode yang mendekati korsleting (korsleting) pada belitan sekunder. Gulungan sekunder sendiri adalah air dalam lekukan pipa berbentuk U yang mengelilingi batang lainnya. Pipa plastik atau logam - pada frekuensi industri tidak masalah, tetapi logam harus diisolasi dari sistem lainnya sisipan dielektrik, seperti ditunjukkan pada Gambar., sehingga arus sekunder ditutup hanya 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 pompa motor penyaring akuarium. 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

Induksi kompor untuk dapurnya sudah familiar, lihat gbr. 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.

Rumah tangga kompor induksi- produk abad ini 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.