Hjemmelavet vortex induktionsvarmer fra en svejseinverter

Køb dele på Aliexpress

Apparater, der opvarmer med elektricitet frem for gas, er sikre og bekvemme. Sådanne varmeapparater producerer ikke sod og ubehagelige lugte, men forbruger en stor mængde elektricitet. En glimrende vej ud er at samle en induktionsvarmer med dine egne hænder. Dette sparer penge og bidrager til familiens budget. Der er mange enkle skemaer, hvorefter induktoren kan samles uafhængigt.

For at gøre det lettere at forstå kredsløbene og samle strukturen korrekt, ville det være nyttigt at se nærmere på elektricitetens historie. Metoder til opvarmning af metalstrukturer med elektromagnetisk spolestrøm er meget udbredt i industriel produktion af husholdningsapparater - kedler, varmeovne og komfurer. Det viser sig, at du kan lave en fungerende og holdbar induktionsvarmer med dine egne hænder.

Princippet om drift af enheder

Princippet om drift af enheder

Den berømte britiske videnskabsmand Faraday fra det 19. århundrede brugte 9 år på at forske i at omdanne magnetiske bølger til elektricitet. I 1931 blev der endelig gjort en opdagelse, kaldet elektromagnetisk induktion. Trådviklingen af ​​spolen, i hvis centrum der er en kerne af magnetisk metal, skaber et magnetfelt under kraften af ​​vekselstrøm. Under påvirkning af hvirvelstrømme opvarmes kernen.

Faradays opdagelse begyndte at blive brugt både i industrien og i fremstillingen af ​​hjemmelavede motorer og elektriske varmeapparater. Det første støberi baseret på en vortex-induktor blev åbnet i 1928 i Sheffield. Senere, ifølge samme princip, blev fabrikkernes værksteder opvarmet, og til opvarmning af vand, metaloverflader samlede kendere en induktor med egne hænder.

Ordningen for datidens enhed er gyldig i dag. Et klassisk eksempel er en induktionskedel, som inkluderer:

• Metalkerne;
• ramme;
• termisk isolering.

Funktionerne i kredsløbet til at accelerere strømmens frekvens er som følger:

• industriel frekvens på 50 Hz er ikke egnet til hjemmelavede enheder;
• direkte forbindelse af induktoren til netværket vil føre til brummen og lav opvarmning;
• effektiv opvarmning udføres ved en frekvens på 10 kHz.

Montering efter skemaer

Enhver, der er bekendt med fysikkens love, kan sammensætte en induktiv varmelegeme med egne hænder. Enhedens kompleksitet vil variere fra graden af ​​beredskab og erfaring fra mesteren.

Der er mange video-tutorials, hvorefter du kan oprette en effektiv enhed. Det er næsten altid nødvendigt at bruge følgende grundlæggende komponenter:

• ståltråd med en diameter på 6-7 mm;
• kobbertråd til induktor;
• metalnet (til at holde ledningen inde i sagen);
• adaptere;
• rør til kroppen (lavet af plast eller stål);
• højfrekvent inverter.

Dette vil være nok til at samle en induktionsspole med dine egne hænder, og det er hende, der er i hjertet af den øjeblikkelige vandvarmer. Efter at have forberedt de nødvendige elementer du kan gå direkte til fremstillingsprocessen for enheden:

• skær ledningen i segmenter på 6-7 cm;
• dæk indersiden af ​​røret med et metalnet og fyld ledningen til toppen;
• luk ligeledes røråbningen udefra;
• vind kobbertråd rundt om plastkassen mindst 90 gange for spolen;
• indsæt strukturen i varmesystemet;
• Brug en inverter til at tilslutte spolen til elektricitet.

Ifølge en lignende algoritme kan du nemt samle en induktionskedel, som du skal:

• skære emner fra et stålrør 25 x 45 mm med en væg, der ikke er tykkere end 2 mm;
• svejs dem sammen, forbind dem med mindre diametre;
• svejsejernsdæksler til enderne og bore huller til gevindrør;
• lav en montering til en induktionsovn ved at svejse to hjørner på den ene side;
• indsæt kogepladen i monteringen fra hjørnerne og tilslut til lysnettet;
• tilsæt kølevæske til systemet og tænd for varmen.

Mange induktorer arbejder ved en effekt, der ikke er højere end 2 - 2,5 kW. Sådanne varmeapparater er designet til et rum på 20 - 25 m²

Hvis generatoren bruges i en bilservice, kan du tilslutte den til en svejsemaskine, men det er vigtigt at overveje visse nuancer:

• Du har brug for AC, ikke DC som en inverter. Svejsemaskinen skal undersøges for tilstedeværelsen af ​​punkter, hvor spændingen ikke har en direkte retning.
• Antallet af omdrejninger til en ledning med et større tværsnit vælges ved en matematisk beregning.
• Køling af arbejdselementer vil være påkrævet.

Om princippet om induktiv opvarmning

Lad os først forklare, hvordan elektriske induktionsvarmer fungerer. Vekselstrøm, der passerer gennem spolens vindinger, danner et elektromagnetisk felt omkring den. Hvis en magnetisk metalkerne er placeret inde i viklingen, vil den blive opvarmet af hvirvelstrømme, der opstår under påvirkning af feltet. Det er hele princippet.

Selve varmeelementet kaldes induktoren og er hoveddelen af ​​installationen. I varmekedler er det et stålrør med en kølevæske, der strømmer indeni, og i køkkenkomfurer er det en flad spole så tæt som muligt på kogepladen, som vist på billedet nedenfor.

Anden del induktionsvarmer - diagram, hvilket øger frekvensen af ​​strømmen. Pointen er, at spændingen industriel frekvens 50 Hz uegnet til sådanne enheder. Hvis du forbinder induktoren til netværket direkte, begynder den at brumme kraftigt og lidt varme op i kernen og sammen med viklingerne. For effektivt at omdanne elektricitet til varme og fuldstændigt overføre det til metallet, skal frekvensen øges til mindst 10 kHz, hvilket er hvad det elektriske kredsløb gør.

Hvad er de reelle fordele ved induktionskedler i forhold til varmelegemer og elektrodekedler:

1. En del, der opvarmer vand, er et simpelt stykke rør, der ikke deltager i elektrokemiske processer (som i elektrodevarmegeneratorer).Derfor er induktorens levetid kun begrænset af spolens ydeevne og kan nå 10-20 år.
2. Af samme grund er elementet lige "venner" med alle typer kølemidler - vand, frostvæske og endda motorolie, der er ingen forskel.
3. Induktorens inderside er ikke dækket af kalk under drift.

Fordele og ulemper ved induktionsapparater til opvarmning af vand

Enheden har et ret simpelt design og kræver ikke specielle dokumenter, der tillader brug og installation. Induktionsvandvarmeren har en høj grad af effektivitet og optimal pålidelighed for brugeren. Når du bruger det som en kedel til opvarmning, behøver du ikke engang at installere en pumpe, da vand strømmer gennem rørene på grund af konvektion (når den opvarmes, bliver væsken praktisk talt til damp).

Enheden har også en række fordele, som adskiller den fra andre typer vandvarmere. Så induktionsvarmer:

I induktionsvarmere bliver vandet varmt på grund af røret, som det strømmer igennem, og sidstnævnte opvarmes på grund af induktionsstrømmen, der skabes af spolen.

• meget billigere end deres modstykker, en sådan enhed kan nemt samles uafhængigt;
• helt stille (selvom spolen vibrerer under drift, er denne vibration ikke mærkbar for en person);
• vibrerer under drift, på grund af hvilket snavs og kalk ikke klæber til væggene og derfor ikke behøver at blive rengjort;
• har en varmegenerator, der let kan forsegles på grund af driftsprincippet: kølevæsken er inde i varmeelementet, og energien overføres til varmeren gennem et elektromagnetisk felt, ingen kontakter er nødvendige; derfor vil tætningsgummi, tætninger og andre elementer, der hurtigt kan forringes eller lække, ikke være nødvendige;
• der er simpelthen ikke noget at bryde i varmegeneratoren, da vandet opvarmes af et almindeligt rør, som ikke er i stand til at forringes eller brænde ud, i modsætning til et varmeelement;

Glem ikke, at vedligeholdelsen af ​​en induktionsvarmer vil være meget billigere end en kedel eller gaskedel. Enheden har et minimum af dele, der næsten aldrig fejler.

På trods af det store antal fordele har induktionsvandvarmeren en række ulemper:

• den første og mest smertefulde for ejerne er elregningen; enheden kan ikke kaldes økonomisk, så du skal betale en anstændig mængde tid for dens brug;
• for det andet bliver enheden meget varm og opvarmer ikke kun sig selv, men også det omgivende rum, så det er bedre ikke at røre ved varmegeneratorens krop under dens drift;
• for det tredje har enheden ekstrem høj effektivitet og varmeafledning, derfor skal du, når du bruger den, sørge for at installere en temperatursensor, ellers kan systemet eksplodere.

Fordele ved enheder af induktionstype

De utvivlsomme fordele ved denne type boligopvarmningsenheder inkluderer følgende egenskaber:

• effektivitet - behandlingen af ​​elektrisk energi til varme sker næsten fuldstændigt uden væsentlige tab;
• brugervenlighed - konstant vedligeholdelse af enheder af denne type er ikke påkrævet;
• kompakte dimensioner - induktionsvandvarmere er små i størrelse, de kan installeres i varmesystemet i næsten ethvert rum;
• stilhed i drift - dette udstyr fungerer ganske stille, der opstår ingen støj under driften;
• lang levetid - induktionsenheder er holdbare, kan fungere uafbrudt i 30 år eller mere;
• høj miljøpræstation - ingen skadelige emissioner forekommer under driften af ​​enheden, en skorsten og et ventilationssystem er ikke påkrævet.

Mange mennesker tror, ​​at induktionskedler er meget mere rentable end andre boligopvarmningsmuligheder. Og sammenlignet med udstyr udstyret med varmeelementer er opvarmningstiden for disse enheder næsten dobbelt så hurtig. På grund af væskens konstante cirkulation og vibration dannes der ikke kalk i rørene og inde i enheden, hvilket i høj grad letter vedligeholdelsen og plejen af ​​varmesystemet.

Udseende af induktionskedler

Men denne type enhed har også nogle ulemper. Og den største ulempe er, at induktionsudstyr er ret dyrt med hensyn til omkostninger. Men du kan prøve at lave en sådan varmelegeme til opvarmning af huset selv.

Råd. Hvis du har visse færdigheder og teknisk viden, kan du sammensætte en induktionsvarmer til dit hjem med dine egne hænder. Men før du fortsætter med processen med at samle enheden, skal du først realistisk vurdere dine evner og erfaring med at skabe sådanne enheder, da det ikke er så nemt at lave dem.

Muligheder for hjemmelavede enheder

På internettet er der et tilstrækkeligt antal forskellige designs skabt til forskellige formål. Tag en lille induktionsvarmer lavet af en 250-500 W computerstrømforsyning. Modellen vist på billedet vil være nyttig for mesteren i garagen eller bilservicen til smeltning af aluminium, kobber og messingstænger.

Men til rumopvarmning er designet ikke egnet på grund af lav effekt. Der er to rigtige muligheder på internettet, hvis test og arbejde er filmet på video:

• en vandvarmer lavet af et polypropylenrør drevet af en svejseomformer eller et induktionskøkkenpanel;
• stålkedel med varme fra samme kogeplade.

Lad os nu se nærmere på, hvordan gør-det-selv induktionsvarmer er lavet, og vigtigst af alt, hvordan de så fungerer.

Vi laver et varmeelement fra et rør

Hvis du har været tæt engageret i søgningen efter information om dette emne, er du sandsynligvis stødt på dette design, da mesteren postede sin samling på den populære YouTube-videoressource. Derefter udsendte mange websteder tekstversioner af fremstillingen af ​​denne induktor i form af trin-for-trin instruktioner. Kort fortalt udføres varmeren sådan her:

1. Inde i et rør lavet af polypropylen med en diameter på 40 mm og en længde på 50 cm støder metalbørster til opvask (hakket tråd kan bruges - valsetråd). De skal tiltrækkes af en magnet.
2. Grene med gevind loddes på røret for tilslutning til varmenettet.
3. Udvendigt limes 4-5 tekstolitstænger langs kroppen. En ledning med et tværsnit på 1,7-2 mm² med glasisolering er viklet på dem, som bruges i svejsetransformatorer.
4. Kogepladen skilles ad, og den "native" fladformede induktor skilles ad. I stedet tilsluttes en hjemmelavet varmelegeme fra røret.

Som du måske kan gætte, spilles varmeelementets rolle her af metalbørster placeret i spolens vekslende magnetfelt. Hvis du kører kogepladen maksimalt, mens du samtidig fører rindende vand gennem en improviseret kedel, vil det være muligt at opvarme det med 15-20 ° C, hvilket blev vist af enhedens test.

Da effekten af ​​de fleste induktionskomfurer ligger i området 2-2,5 kW, er det ved hjælp af en varmegenerator muligt at opvarme rum med et samlet areal på ikke mere end 25 m². Der er en måde at øge varmen ved at forbinde induktoren til svejsemaskinen, men der er nogle vanskeligheder her:

1. Inverteren producerer en jævnstrøm, men en vekselstrøm er nødvendig. For at tilslutte induktionsvarmeren skal enheden skilles ad, og de punkter på diagrammet findes, hvor spændingen endnu ikke er rettet.
2. Det er nødvendigt at tage en ledning med et større tværsnit og vælge antallet af omdrejninger ved beregning. Som ekstraudstyr kobbertråd Ø1,5 mm i emaljeisolering.
3. Det vil være nødvendigt at organisere afkølingen af ​​elementet.

Forfatteren demonstrerer ydeevnetjekket af en induktiv vandvarmer i sin video nedenfor. Tests har vist, at enheden skal forbedres, men det endelige resultat er desværre ukendt. Det ser ud til, at håndværkeren forlod projektet ufærdigt.

Fra en svejse-inverter

Den enkleste budgetmulighed er at fremstille en induktionsvarmer ved hjælp af en svejseinverter:

1. For at gøre dette tager vi et polymerrør, dets vægge skal være tykke. Fra enderne monterer vi 2 ventiler og forbinder ledningerne.
2. Vi fylder røret med stykker (diameter 5 mm) af metaltråd og monterer topventilen.
3. Dernæst laver vi 90 omgange rundt om røret med kobbertråd, vi får en induktor. Varmeelementet er et rør, vi bruger en svejsemaskine som generator.
4. Instrumentet skal være i højfrekvent AC-tilstand.
5. Vi forbinder kobbertråden til svejsemaskinens poler og kontrollerer arbejdet.

Arbejder som en induktor, vil et magnetfelt blive udstrålet, mens hvirvelstrømme vil opvarme den afhuggede ledning, hvilket vil føre til kogende vand i et polymerrør.

Fremstillingsvejledning

Tegninger

Figur 1. Elektrisk diagram over induktionsvarmeren

Figur 2. Enhed.

Figur 3. Skema af en simpel induktionsvarmer

Til fremstilling af ovnen skal du bruge følgende materialer og værktøjer:

• loddekolbe;
• loddemetal;
• tekstolitplade.
• mini boremaskine.
• radioelementer.
• termisk pasta.
• kemiske reagenser til pladeætsning.

Ekstra materialer og deres egenskaber:

1. For at lave en spole, der vil udsende et vekslende magnetfelt, der er nødvendigt til opvarmning, er det nødvendigt at forberede et stykke kobberrør med en diameter på 8 mm og en længde på 800 mm.
2. Kraftige krafttransistorer er den dyreste del af en hjemmelavet induktionsopsætning. For at montere frekvensgeneratorkredsløbet er det nødvendigt at forberede 2 sådanne elementer. Til disse formål er transistorer af mærker egnede: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Ved fremstillingen af ​​kredsløbet anvendes 2 identiske af de anførte felteffekttransistorer.
3. Til fremstilling af et oscillerende kredsløb vil der være behov for keramiske kondensatorer med en kapacitet på 0,1 mF og en driftsspænding på 1600 V. For at der kan dannes en højeffekts vekselstrøm i spolen, kræves der 7 sådanne kondensatorer.
4. Under driften af ​​en sådan induktionsenhed vil felteffekttransistorerne være meget varme, og hvis aluminiumslegeringsradiatorer ikke er fastgjort til dem, vil disse elementer efter et par sekunders drift ved maksimal effekt svigte. At sætte transistorer på køleplader skal være gennem et tyndt lag termisk pasta, ellers vil effektiviteten af ​​en sådan afkøling være minimal.
5. Dioder, der bruges i induktionsvarmeren, skal være ultrahurtige. Den mest velegnede til dette kredsløb, dioder: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Modstande der anvendes i kredsløb 3: 10 kOhm med en effekt på 0,25 W - 2 stk. og 440 ohm effekt - 2 watt. Zenerdioder: 2 stk. med en driftsspænding på 15 V. Zenerdiodernes effekt skal være mindst 2 watt. En drossel til tilslutning til spolens effektudgange bruges med induktion.
7. For at drive hele enheden skal du bruge en strømforsyningsenhed med en kapacitet på op til 500. W. og en spænding på 12 - 40 V. Du kan forsyne denne enhed med strøm fra et bilbatteri, men du vil ikke være i stand til at få de højeste effektaflæsninger ved denne spænding.

Selve processen med at fremstille en elektronisk generator og spole tager lidt tid og udføres i følgende rækkefølge:

1. En spiral med en diameter på 4 cm er lavet af et kobberrør. For at lave en spiral skal et kobberrør vikles op på en stang med en flad overflade med en diameter på 4 cm. Spiralen skal have 7 vindinger, der ikke må røre ved . Monteringsringe loddes til de 2 ender af røret for tilslutning til transistorradiatorerne.
2. Det trykte kredsløb er lavet i henhold til skemaet.Hvis det er muligt at levere polypropylenkondensatorer, så på grund af det faktum, at sådanne elementer har minimale tab og stabil drift ved store amplituder af spændingsudsving, vil enheden arbejde meget mere stabilt. Kondensatorerne i kredsløbet er installeret parallelt og danner et oscillerende kredsløb med en kobberspole.
3. Opvarmningen af ​​metallet sker inde i spolen, efter at kredsløbet er forbundet til en strømforsyning eller et batteri. Ved opvarmning af metallet er det nødvendigt at sikre, at der ikke er kortslutning af fjederviklingerne. Hvis du rører det opvarmede metal 2 omgange af spolen på samme tid, fejler transistorerne øjeblikkeligt.

Betjeningsfunktioner

Hjemmelavet varmelegemesamling er kun halvdelen af ​​kampen

Lige så vigtigt er den korrekte drift af den resulterende struktur. I første omgang udgør hver sådan enhed en vis fare, da den ikke er i stand til selvstændigt at kontrollere niveauet for opvarmning af kølevæsken. I denne henseende kræver hver varmelegeme en vis raffinement, det vil sige installation og tilslutning af yderligere kontrol og automatiske enheder.

I denne henseende kræver hver varmelegeme en vis raffinement, det vil sige installation og tilslutning af yderligere kontrol og automatiske enheder.

Først og fremmest er rørudløbet udstyret med et standard sæt sikkerhedsanordninger - en sikkerhedsventil, en trykmåler og en anordning til udluftning. Det skal huskes, at induktionsvandvarmere kun vil fungere normalt, hvis der er tvungen vandcirkulation.Et tyngdekraftskredsløb vil meget hurtigt føre til overophedning af elementet og ødelæggelse af plastrøret.

For at undgå sådanne situationer er der installeret en termostat i varmelegemet, forbundet til en nødstopanordning. Erfarne elektroingeniører bruger til dette formål termostater med temperaturfølere og relæer, der slukker for kredsløbet, når kølevæsken når den indstillede temperatur.

Hjemmelavede designs er kendetegnet ved ret lav effektivitet, da der i stedet for en fri passage er en hindring i vandets vej i form af trådpartikler. De dækker næsten helt røret, hvilket forårsager øget hydraulisk modstand. I nødsituationer er beskadigelse og brud af plast mulig, hvorefter varmt vand helt sikkert vil føre til en kortslutning. Typisk bruges disse varmeapparater i små rum som et ekstra varmesystem i den kolde årstid.

Brugen af ​​induktionsspoler i stedet for traditionelle varmeelementer i varmeudstyr har gjort det muligt at øge effektiviteten af ​​enhederne markant med mindre elforbrug. Induktionsvarmer er kommet til salg relativt for nylig, desuden til ret høje priser. Derfor forlod håndværkere ikke dette emne uden opmærksomhed og fandt ud af, hvordan man laver en induktionsvarmer fra en svejseinverter.