Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простейший индукционный нагреватель своими руками

Простейший индукционный нагреватель своими руками

Недавно возникла необходимость создать небольшой индукционный нагреватель своими руками. Бродя по просторам интернета, нашел несколько схем индукционных нагревателей. Многие схемы не устраивали из-за довольно сложной обвязки, некоторые не работали, но попадались и рабочие варианты.

Несколько дней назад пришел к выводу, что индукционный нагреватель можно сделать из электронного трансформатора с минимальными затратами.

Принцип индукционного нагрева заключается в воздействии на металл токами Фуко. Такой нагреватель активно применяется в самых разных сферах науки и техники. По идее токам Фуко безразличны виды и свойства металлов, поэтому индуктор может подогреть или расплавить абсолютно любой металл.

Электронный трансформатор — импульсный блок питания, на базе которого построен наш нагреватель. Это простой полумостовой инвертор, построенный на двух мощный биполярных транзисторах серии MJE13007, которые жутко перегреваются в ходе работы, поэтому им нужен очень хороший теплоотвод.

Для начала с электронного трансформатора нужно выпаять основной трансформатор. Своего рода индуктор мы изготовим на базе ферритовой чашки. Для этого берем чашку 2000НМ (размер чашки особо не важен, но желательно побольше). На каркасе мотаем 100 витков проводом 0,5 мм, с кончиков проводов снимаем лаковое покрытие и залужаем. Затем концы проводов запаиваем на место штатного импульсного трансформатора — все готово!

Получился довольно мощный самодельный индукционный нагреватель (КПД не более 65%), на основе которого, можно собрать даже небольшую индукционную печку. Если взять кусок металла и приблизить этот металл к центру катушки, то через несколько секунд металл нагреется. Таким нагревателем можно плавить провода с диаметром 1,5 мм — мне это удалось всего за 20 секунд, но при этом высоковольтные транзисторы ЭТ так нагрелись, что на них можно было яичницу жарить!

В ходе работы, возможно, будет нужда дополнительного охлаждения для теплоотводов, поскольку опыт показал, что теплоотвод попросту не успевает отводить тепло с транзисторов.

Основа работы такого инвертора довольно проста. Сама схема индукционного нагревателя удобна тем, что не требует никакой настройки (в более сложных схемах часто возникает необходимость подгонки схемы в частоту резонанса, точный расчет количества витков и диаметра провода контура, а также подсчет контурного конденсатора, а тут всего этого нет и схема работает сразу).

Напряжение сети (220 Вольт) сначала выпрямляется диодным выпрямителем, затем поступает на схему. Частоту задает динистор (диак) марки DB3. Сама схема не имеет никаких защит, только ограничивающий резистор на входе питания, который якобы должен работать в качестве сетевого предохранителя, но при малейшей проблеме в первую очередь вылетают транзисторы. Надежность схемы индукционного нагревателя можно поднять, заменив диоды в выпрямителе более мощными, добавив сетевой фильтр на вход схемы и заменив силовые транзисторы на более мощные, скажем на MJE13009.

Читайте так же:
Походный топорик своими руками

Вообще не советую включать такой нагреватель на долгое время, если не имеется активного охлаждения, иначе каждые 5 минут будете вынуждены менять транзисторы.

Использование индукционного нагрева

Использование индукционного нагрева

Индукционный нагрев широко используется в промышленности для закалки и плавки металлов. Его свободно можно применить и для домашних нужд. Для этого можно собрать такой нагреватель своими руками. Он может быть использован как для плавки металла, так и для нагрева воды или обогрева жилища. На основе такого нагревателя можно сделать плиту или печь для быстрого разогрева пищи. По сравнению с традиционными нагревателями индукторы потребляют электроэнергию очень экономно.

Как сделать индукционный нагреватель

Индукционный нагрев это процесс бесконтактного отопления. Так как это бесконтактный процесс нагревания, то он не загрязняет материал.

Рассмотрим несколько вариантов изготовления в домашних условиях и практического применения индукционных обогревателей различных типов. Их самодельные конструкции по своим видам делятся на две категории:

  • индукторы вихревого типа (в основном для нагрева воды);
  • нагреватели с применением электроники для создания в катушке индуктора токов нужного вида.

Первая конструкция, которую мы вам предлагаем сделать своими руками, – это простой индукционный котел, водонагреватель вихревого типа.

Водяной котел с трансформатором

Для начала достаньте или купите недорогой сварочный инвертор (трансформатор) с регулировкой тока на 18-25 ампер. В качестве элементов для нагрева воды в водонагревателе применяют небольшие обрезки катанки или нержавеющей стали. Проволоку нарезают кусками длиной от 3,8 до 5,5 см (если используется катанка диаметром 6-8 мм). Затем из толстостенной пластиковой трубы диаметром 45-50 мм делают корпус нагревателя. Один конец этого отрезка трубы закрывают мелкой, ячеистой сеткой и засыпают со свободного открытого конца корпуса нарезанную проволоку.

схема устройства индукционного нагревателя

схема устройства индукционного нагревателя.

Заполнив трубу обрезками доверху, приступают к изготовлению катушки индуктора. Берут эмалированный медный провод не менее 1,5-2 мм и наматывают вокруг сделанного корпуса. Количество витков колеблется (в зависимости от ампеража сварочного индуктора) и составляет 85-95. Катушку располагают по центру корпуса (трубы с обрезками). К системе водоснабжения или сети отопления нагреватель подсоединяют с помощью переходников.

Чтобы сделать на основе полученного нагревателя вихревой индукционный котел-водонагреватель, надо сварить из двух труб напоминающую бублик конструкцию. Это нагревательный элемент для воды. Берут любой подходящий по диаметру бак и вставляют в него входной (в верхней части бака) и выходной патрубки для воды. В этот корпус вставляют сделанную ранее индукционную катушку. Затем присоединяют нагреватель (бублик) к патрубкам так, чтобы он проходил внутри индуктора строго по центру. Изолируют выходные концы катушки и подсоединяют к трансформатору. Чтобы тепло не покидало водонагреватель, его покрывают теплоизоляционным экраном.

Читайте так же:
Самодельный шпиндель для чпу

Вода, проходя внутри катушки по трубам, нагревается и из выходного патрубка выходит в горячем виде.

Надо помнить, что такой котел можно применять в закрытых системах отопления, с циркуляцией воды с помощью насоса.

Такой индукционный котел-водонагреватель можно подсоединять и к системе, выполненной из пластиковых труб. С целью обеспечения безопасности котел устанавливают на расстоянии 80-90 см от пола и потолка и на 30-40 см от стены. Данный водонагреватель надо оснастить установленным на патрубке клапаном для сброса воздуха из системы. Подобный котел можно применить и как обогреватель небольшого помещения, добавив радиатор отопления.

Электронный вариант

Второй тип индукционных нагревателей, которые можно сделать своими руками, использует достижения современной электроники.

Схема устройства индукционного нагревателя

Схема устройства индукционного нагревателя.

Предлагаемая схема для самостоятельной сборки не требует никакой настройки и начинает работать сразу после сборки. Эта электронная схема, работающая по принципу последовательного резонанса, имеет довольно большую мощность. При использовании более мощных полевых ключей и более емких конденсаторов можно значительно повысить выходную мощность нагревателя.

Для сборки этой схемы вначале берем дроссель из блока питания компьютера. Намотаем на кольцо из порошкового железа провод калибра 1,5 мм от 10 до 30 витков. Выбираем полевые транзисторы по максимальному сопротивлению открытого перехода. В нашем случае это приборы из серии IRF740 (но можно применить и IRFP250). Диоды берем на обратное напряжение не менее 500 В при токе не менее 3-4 А, типа UF4007 или HER305. Применяются стабилитроны на 15-18 В с мощностью до 2-3 Вт. Применяются резисторы на 0,5 Вт.

Собираем схему и изготавливаем индукционную катушку. Она состоит из 6-7 витков провода 1,5 мм. Присоединяем ее к собранной электронной схеме и включаем. Такой нагреватель может нагреть до желтого оттенка болты М6. Эта схема сравнительно проста, но выделяемое тепло при работе установки может повредить транзисторы. Поэтому их надо установить на радиаторы.

Применяемые в конструкциях материалы и инструменты

Схема работы индукционного нагревателя

Схема работы индукционного нагревателя.

  1. Кусачки.
  2. Паяльник.
  3. Сварочный инвертор (трансформатор).
  4. Катанка или нержавеющая проволока диаметром 5-8 мм
  5. Медный провод (в эмали) калибра 1,5-2 мм
  6. Железные трубки (диаметр 10-25 мм).
  7. Пластиковая труба калибра 45-50 мм.
  8. Сантехническая фурнитура, взрывной клапан.
  9. Полевые транзисторы, диоды, стабилитроны, конденсаторы и резисторы.

Как видим, имея навыки в обращении с простыми инструментами, любой желающий может собрать индукционный нагреватель сам. Главное при этом – не забывать при работах и при использовании таких нагревателей о технике безопасности.

Читайте так же:
Самоделки снегоуборщики своими руками

Индукционный нагреватель болтов

Автомобилистам и мастерам, работающим с металлами, иногда требуется нагревать металлические предметы. Для этих целей удобно использовать прибор, который создает индукционное поле. Помещенные в такое поле металлы быстро нагреваются докрасна. Это позволяет выкрутить заржавевший болт, согнуть стальной прут, закалить лезвие или жало отвертки.

Индукционный нагреватель болтов

Функции и область применения индукционных нагревателей для болтов и гаек

Индукционный нагреватель используется для беспламенного нагрева прикипевших болтов и гаек. Хотя помимо болтов и гаек им нагревают и другие детали, в зависимости от целей использования.

Мощный нагреватель быстро раскаляет докрасна металлический прут

Индукционный нагреватель предназначен для:

  • облегчения снятия покрывшихся коррозией и прикипевших метизов и металлических деталей;
  • выравнивания незначительных вмятин, к примеру, автомобильного кузова;
  • демонтажа сайлентблоков;
  • снятия виниловой пленки, а также подготовки поверхности перед ее наклеиванием;
  • монтажа и демонтажа подшипников.

Характеристики и особенности

С его помощью можно нагревать любые металлические детали. Под воздействием индукции деталь нагревается локально. Рядом расположенные участки не подвергаются серьезному температурному воздействию. Поэтому индукционный нагреватель для болтов имеет преимущество перед приборами, которые часто используются автовладельцами для аналогичных целей, в частности паяльной лампой, газовой горелкой. Помимо этого, вышеперечисленные приборы являются источником открытого пламени, а значит, создают угрозу возникновения пожара, также как и болгарка, если вдруг придется резать болт – в процессе образуются искры. Ударные инструменты, типа гайковерта, могут повредить метиз механически. Использование индукционного нагревателя гораздо выгоднее, безопаснее и проще с этой точки зрения.

Преимущества бытовых приборов:

  • компактный;
  • универсальный;
  • безопасный;
  • отсутствует открытый огонь;
  • удобно пользоваться;
  • подходит для использования в труднодоступных местах;
  • сокращает временные и финансовые затраты.

Нагрев болта самодельным прибором

Характеристики приборов сильно варьируются, что отражается на их стоимости. Недорогие приборы китайского производства стоят в пределах 1000 рублей. Рабочая мощность таких приборов равна примерно 100 Вт. Для нагрева прикипевших болтов и закалки небольших предметов этого достаточно. Их конструкция максимально простая:

  • моп-транзистор – 2 шт.;
  • высокоскоростной диод – 2 шт.;
  • внешняя катушка.

Пиковая сила тока такого прибора – 12 А, мощность – 150 Вт. На нагрев кончика отвертки диаметром 6 мм (докрасна) уходит 2 мин, болта – 3 мин, болта с гайками – 4 мин.

BETEX iDuctor 1

Более продвинутый аппарат, относящийся к профессиональным, будет стоить гораздо дороже, но и характеристики его на несколько порядков выше. Например, профессиональный ручной индукционный нагреватель BETEX iDuctor 1 имеет следующие параметры:

  • выходная мощность – 1200 Вт;
  • подсветка рабочей зоны;
  • защита от влаги;
  • звуковой сигнал;
  • рабочая температура – -5 – +40°
Читайте так же:
Пылесос из бочки своими руками

В комплектацию входят:

  • индуктор-коврик – 1 шт.;
  • гибкий индуктор;
  • спиральные индукторы разного размера – 8 шт.;
  • U-образный индуктор – 1 шт.;
  • термозащитные перчатки.

Стоимость этого прибора превышает 100000 рублей.

Индукционный нагреватель болтов своими руками

Из-за значительной стоимости индукционных нагревателей мастера предпочитают собирать их самостоятельно. Для человека, разбирающегося в электрических схемах, умеющего проводить расчеты и работать паяльником, – задача вполне реальная.

Некоторые делают нагреватель из микроволновки, а точнее из старого прибора вынимают питающий трансформатор, разбирают его, подсоединяют провод сечением 35 мм 2 с двумя клеммами на концах. Получается мощный прибор, который не только практически моментально нагревает метиз, но и может расплавить его. Но такой нагреватель относится к контактным, а не индукционным. Подробно о его изготовлении ниже:

Основным элементом индукционного нагревателя является катушка, в которую помещаются нагреваемые детали.

Конкретный пример изготовления:

  1. Транзисторы ставятся на два отдельных радиатора. В схеме используются транзисторы IRFP.
  2. Также в плату впаяны 2 входных дросселя. Сердечник для дросселя можно брать от компьютерного блока питания, с вторичных цепей. Старую обмотку нужно смотать и намотать обмотку проводом сечением примерно 1-2 мм 2 по 25 витков.
  3. Для защиты схемы устанавливают предохранитель.
  4. Стабилизатор напряжения 12 В – для питания вентилятора охлаждения.
  5. Светодиод – для индикации питания.
  6. Между радиаторами устанавливают быстродействующие диоды.
  7. Между лопастями радиатора ставят стабилитроны и резисторы на 10 кОм.
  8. Конденсаторы контура – 7 шт.
  9. Индукционная катушка на 7 витков сделана из трубки диаметром 5 мм и намотана на оправе около 4,5 см. Схема с такой катушкой работает на частоте 170 кГц.

Конденсаторы набраны на глаз:

  • 1 мкФ 250 В – 2 шт.
  • 470 нФ – 2 шт.
  • 470-330 нФ – 3 шт.

Общая емкость – около 4 мкФ.

Блок питания на 24 В сделан из трансформатора лампового телевизора. Нужно перемотать обмотку, намотать толстым проводом из вторички. В данном случае получается две обмотки по 16 В. Они подключены последовательно и в общем дают 32 В. На радиаторе установлен диодный мост. Трансформатор подключается к схеме через сглаживающий конденсатор.

Наиболее подходят конденсаторы:

  • WIMA MKP10;
  • MKP;
  • GPF;
  • KMP.

Они не нагреваются сильно.

Прибор может справиться не только с тонкими металлами, но и с толстыми, например прутом на 10 мм, но для этого необходимо запитывать систему от источника питания, выдающего значительную силу тока. Например, для нагрева такого прута необходима сила тока 20 A от последовательно подключенных автомобильных аккумуляторов на 12 В. За 15 секунд прут раскаляется докрасна. С установленным блоком питания времени потребуется больше – около 40 секунд.

Читайте так же:
Картофелекопалка для мотоблока своими руками видео

Особой сложности в изготовлении индукционного нагревателя болтов нет, но необходимо найти рабочую схему и собрать прибор в строгом соответствии с ней. Нужны также хотя бы начальные знания в области радио- и электротехники. Даже у опытных мастеров не всегда получается сделать устройство с желаемыми характеристиками, потому что схема недостаточно продумана или допущены ошибки.

Схема индуктора своими руками

Такой индукционный нагреватель без особых усилий сможет раскалить скажем, медный провод с диаметром 1-2 мм до оранжевого свечения. Довольно простая и мощная схема индукционного нагревателя построена всего на двух силовых элементах. Сама схема, из себя представляет простой мультивибратор на мощных полевых транзисторах.

Простейший индукционный нагреватель схема

Основной недостаток схемы заключается в том, что схема потребляет огромный ток (10 иногда и 13 Ампер) и имеет низкое КПД, поэтому все основная мощность в виде тепла рассеивается на теплоотводах, к которым укреплены силовые ключи. Ключи тут следует обязательно подобрать высоковольтные с допустимым током 7-10 Ампер (как в моем случае) и более.

Простейший индукционный нагреватель транзисторыПростейший индукционный нагреватель транзисторы

В нашем варианте использованы высоковольтные ключи серии IRF750, с успехом можно заменить на IRF840 или более мощные.

Простейший индукционный нагреватель транзистор

Немало важную роль играет играет и сопротивление открытого перехода силового транзистора, чем оно меньше, тем меньше будет перегреваться транзистор, а следовательно, выше будет КПД индуктора в целом.

В случае использования одного теплоотвода, не забываем изолировать транзисторы слюдяными прокладками и изоляционными шайбами. В схеме транзисторы перегреваются так сильно, что вероятно, будет нужда принудительного охлаждения.

В конструкции индуктора также использованы стабилитроны на 15 Вольт — нужны для ограничения напряжения на затворе силовых ключей. Диоды брать обязательно быстрые или ультрабыстрые с током 1 Ампер и более. Можно использовать диоды из линейки HER, (HER305/307 и т.п.)

Простейший индукционный нагреватель диод

Сам индуктор состоит из 2х3 витков, провод желательно использовать с диаметром 1,5-4,5мм, если есть, то можно и больше. Используемый провод обязательно медный, желательно одножильный с лаковой изоляцией. Диаметр индуктора в районе 3-5см, намотан в виде спирали.

Простейший индукционный нагреватель индукторПростейший индукционный нагреватель индуктор

Простейший индукционный нагреватель индуктор

Дроссель — можно взять готовый от компьютерного блока питании, если он не имеется в наличии, то можно мотать самому. Для намотки подойдет медный провод с диаметром 1,2-2мм, в качестве сердечника желательно использовать кольцо удобного диаметра, материал кольца — феррит или порошковое железо, проницательность не важна.

Простейший индукционный нагреватель дроссельПростейший индукционный нагреватель дроссель

Емкость контурного конденсатора 4-5мкФ, желательно использовать батарею из параллельно соединенных пленочных конденсаторов, суммарная емкость которых будет в пределах указанной. Напряжение конденсаторов не менее 160 Вольт (160-630Вольт).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector