Как сделать индукционная тигельная печь
Сборка индукционных плавильных печей своими руками
Принцип работы индукционной печи
Нагревание металла, помещённого внутрь устройства, происходит путём перехода электромагнитных импульсов в энергию тепла. Электромагнитные импульсы вырабатываются катушкой с витками из медной проволоки или трубы.
Схема индукционной печи и схемы проведения нагрева
При подключении устройства через катушку начинает проходить электрический ток, а вокруг появляется электрическое поле со временем меняющее своё направление. Впервые работоспособность такой установки была описана Джеймсом Максвеллом.
Объект, который нужно нагреть, необходимо поместить внутрь катушки или недалеко от неё. Целевой предмет будет пронизываться потоком магнитной индукции, а внутри появится магнитное поле вихревого типа. Таким образом, индукционная энергия перейдёт в тепловую.
teplomex.ru
Отопление и водоснабжение дома
Простая индукционная печь своими руками по схеме
Индукционная печь — это словосочетание хорошо знакомо тем, чья профессия косвенно или напрямую связана с металлургией. Ведь именно в таких печах осуществляется процесс плавки металла.
Принцип работы индукционной печи — это процесс получения тепла от электричества, вырабатываемого переменным магнитным полем. В печах индукционного типа происходит преобразование энергии по схеме электромагнитная-электрическая-тепловая.
Индукционные печи подразделяются по видам:
Для канального типа печей характерно расположение индуктора с сердечником внутри металла. В тигельной — индуктор располагается вокруг металла.
У индукционных печей имеется целый ряд преимуществ по сравнению с другими печками или котлами:
— моментальный разогрев; — фокусировка энергии; — безопасность и экологическая чистота устройства; — отсутствие угара; — большие возможности в выборе емкости, рабочей частоты.
В промышленности такие печи используют для плавки чугуна и стали, меди и алюминия, а также драгоценных металлов. Эти печи имеют различную емкость и частоту. Именно принцип работы индукционной печи привел к созданию известной всем нам в быту микроволновой печи.
При наличии специальной электрической схемы для этого устройства, вполне реально сделать ее своими руками. Вам необходим высокочастотный генератор с частотой колебаний 27,12 МГц.
Схема собирается на 4-х электронных лампах(тетрадах), нужна также нелегкая лампа для сигнализации о готовности к началу работы.
Особенностью такой индукционной печи, собранной своими руками по такой схеме, будет то, что ручка конденсатора находится снаружи. А, самое главное, что часть металла, расположенная в катушке, расплавится очень быстро даже в устройстве с малой мощностью.
Индукционная печь своими руками — схема
— от скорости теплопередачи;
— от мощности генератора;
— от вихревых потерь и потерь на гистерезисе;
Используйте лампы высокой мощности, но не более 4 штук. Питание печи будет происходить от сети 220В с выпрямителем. Если вы будете использовать печь для плавки металла, используйте графитовые щётки, если для обогрева — нихромовую спираль.
Собрать индукционную печь своими руками несложно и экономически выгодно. Ее можно применять для обогрева гаража, дачи или как дополнительный источник обогрева своего жилища.
Разновидности
Печи на индукционной катушке, принято подразделять на два вида в зависимости от типа конструкции:
В первых устройствах металл для расплавки находится перед индукционной катушкой, а в печах второго типа помещается внутри неё.
Наглядный пример тигельной индукционной печи
Оба устройства востребованы в бытовых и промышленных условиях. Они используются для плавки различных металлов (чугун, сталь, алюминий, медь), в том числе и драгоценных (золото, серебро). В зависимости от модели и производителя печи могут различаться между собой по ёмкости и частотным особенностям.
К слову, именно индукционные печи подтолкнули учёных к созданию микроволновых печей, которые на данный момент широко используются и установлены практически в каждой квартире.
Особенности эксплуатации
Как уже говорилось выше, в печах тигельного типа используются источники питания высокой частоты.
При этом, генераторы, изготовленные своими руками, могут излучать паразитные высокочастотные колебания, которые могут принести определенный вред здоровью человека.
Поэтому при эксплуатации индукционной печи индуктор необходимо располагать вертикально, перед включением печи на индуктор надо надевать заземленный экран. При включенной печи необходимо наблюдать за происходящими в тигле процессами на расстоянии, а после выполнения работ немедленно выключать ее.
При эксплуатации изготовленной своими руками индукционной печи необходимо:
Преимущества и недостатки
К преимуществам печей относят:
Индукционная печь обладает небольшими габаритами, потому плавку производят и на территории крупного цеха, и на небольших рабочих площадях
Помимо перечисленных преимуществ, у устройства можно выделить и ряд недостатков:
Техника безопасности
При использовании индукционной печи нужно соблюдать определенную технику безопасности. Основные рекомендации:
Читать также: Неисправность микроволновой печи искры в камере lg
При установке оборудования следует рассмотреть то, как будет проводиться погрузка шихты и извлечение расплавленного металла. Рекомендуется отводить отдельное подготовленное помещение для установки индукционной печи.
:
что применённый UHU феррит при нагреве более 450 градусов будет стремится к парамагнетику, что уменьшает эффективность преобразования СВЧ энергии в тепловую
Странное слово «эффективность» Если мы говорим о КПД преобразовании эл-енергии в тепловую, для нагрева и плавки металлов, то токи Фуко, возникающие в переменном магнитном поле, всего лишь одна из составляющих. На самом деле, основная «разогревающая» сила, обыкновенный закон Ома. Индуктор, для заготовки воздушный трансформатор, вторичкой которого является, металл внутри индуктора—короткозамкнутый виток. Есть еще-ффект близости. КПД, прежде всего зависит от проводимости индуктора и нагреваемого материала. При медном индукторе (а других не встречал) и меди, серебре, золоте-КПД самый низкий, меньше 50%. Но это только вначале нагрева, так-как индуктор охлаждается и имеет температуру не более 60гр, а металл внутри нагревается, то при 300град, КПД выше 60% и повышается с температурой, с учетом скин-эффекта и маленького отношения нагреваемой массы, к основной-это происходит «практически игновенно». Самое смешное-тема «Индукционная плавилная печ из микроволновки.» не имеет решения Индукционный нагрев—в поле индуктора. Волновод в СВЧ-печке, наверное ближе к конденсатору?
Благодарю всех участников темы за обсуждение интересной задачи и полученный в процессе личный опыт. Кстати успешный. ИМХО получившийся девайс оказался менее эффективный, чем в случае с муфельной печью. Как говорится: кто хотел добиться — добился, кто хотел потрепаться — потрепался. Жаль, что тема умерла. З.Ы. Дали попробовать графитовый тигель. ВЕЩЬ. Всем удачи.
По Дискавери показывали перца (учёного), дак он в микроволновке стекло сварил прямо в онлайне, а это гораздо более 1000 градусов. Значит взял он большую керамическую миску, засыпал её дно толчёным древесным углём, поставил в неё маленький керамический тигель с компонентами для плавки стекла, накрыл керамической крышкой. Затем всё это дело засыпал опять-же толчёным углём и накрыл сверху тоже керамической крышкой. Эту «матрёшку» он засунул в микроволновку и включил. Сколько времени он ждал- я не помню, но когда он оттуда вытащил своё хозяйство и открыл верхнюю крышку, то оказалось внутри температура была очень высокой. Причём чем ближе к центру, тем горячее. Если внешний слой угля был еле красным, то внутренние слои, вместе с маленьким тигелем были доведены до белого каления. А всё содержимое в маленьком тигеле сплавилось в обыкновенное силикатное стекло.
Так что всё гениальное просто. Если уж стекло в микроволновке сварить можно, то медь расплавить и подавно. СВЧ излучение раскаляет угольный порошок, а уже сам уголь греет тигель.
:
Так что всё гениальное просто. Если уж стекло в микроволновке сварить можно, то медь расплавить и подавно.
Просто, да не очень! Чтобы расплавить стекло с помощью ЭМ-поля, достаточно его даже немного размягчить, а дальше оно начнёт разогреваться за счёт появления собственной электропроводности (свойство всех полупроводников и диэлектриков, заключающееся в усилении электропроводности с ростом температуры). Поэтому у учёного «перца» в температура и была выше.
В случае с медью этот фокус не прокатит, т.к. она имеет очень высокую электропроводность, и ЭМ-поле от неё просто отражается, а металл при этом не нагревается.
Я для фейеррверка размешал порошок в одеколоне и распылил все это дело у открытого огня. Вспыхивает хорошо.
:
можно даже проверить самому
Я делал, смотрится. У стекла не электронная, а ионная проводимость.
Вообще-то в любой книжке типа «Практические советы» наряду с рекомендациями полиовки древесины приводится практически одна и таже схема на 4-х 6П3С или Г807. Настраивоется в резонанс од нагрузкой, но кроме как нагреть отв6ртку и расплавить кусок припоя вряд ли она на что-либо способно. У меня в лаборатории два типа приборов, которые плавят металлосодержащие пробы в присутствии флюсующих добавок. Так вот ЛАМПЫ и там и там с пятилитровое пластмассовое ведо, всё сплошь в катушках, в одной индукционной печи — медный индуктор с водяным охлаждением, как в предидущей сноске да и кондёры ни на каком рынке не сыщешь. И вся эта промышленная катушечно- ламповая мощчь максимум что может — расплавить 1-2 грамма металла. А если вы собираетесь минилитейку — то домашнее доменное производство, как сравнительно недавно в Китае, или электросталеплавильное производство, где, грубо говоря, металл плавится электрической дугой. Смотрите, чтоб счётчик не улетел. У нас, например, АЭС подсобляет.
:
. И вся эта промышленная катушечно- ламповая мощчь максимум что может — расплавить 1-2 грамма металла. А если вы собираетесь минилитейку — то домашнее доменное производство, как сравнительно недавно в Китае, или электросталеплавильное производство, где, грубо говоря, металл плавится электрической дугой. Смотрите, чтоб счётчик не улетел. У нас, например, АЭС подсобляет.
Рекомендую просветиться www.mexel.narod.ru
Только это не чистая индукционка — потому как греет графитовый тигель, поэтому рабочая частота фиксирована, как и загоняемая в индуктор мощность. В индукционках, что плавят металл в непроводящих тиглях сложнее все ибо параметры индуктора зависят от того сколько, какого металла и какой температуры в индукторе, потому частота рабочая плавает.
Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.
Индукционная печь для плавки металла своими руками
Если в наличие есть электрическая схема сборки, то процесс сборки сможет освоить даже начинающий мастер. Оборудование возможно создать на базе сварочного инвертора, на лампах или транзисторах.
Главное достоинство печей, которые были собраны подручных средств, заключается в том, что цена устройства на порядок ниже, чем при покупке магазинного оборудования.
При сборке плиты с индукционной катушкой, обращайте внимание на то, что скорость плавки металлических сплавов будет напрямую зависеть от нескольких факторов:
Из сварочного инвертора
Печь, работающая на базе инвертора, выделяется характеристиками безопасности, но при этом она собирается максимально просто. Сам инвертор уже имеет все необходимые защитные механизмы на случай возникновения перегрузки. Процесс изготовления индукционной плиты при наличии сварочного аппарата сводится к сбору индуктора.
Для сборки индукционной катушки стоит приобрести медную трубу с тонкими стенками диаметром не более 10 мм. Труба сгибается по спирали, а для облегчения процесса желательно изготовить специальный шаблон.
Количество витков в катушке – от 7 до 12. Их общее число напрямую зависит от того, какими характеристиками обладает используемый сварочный инвертор. Следите за тем, чтобы сопротивление индуктора не превышало допустимую силу тока в инверторе, в ином случае при осуществлении плавки металла придётся столкнуться с автоматическими отключениями устройства из-за срабатывания внутренней защиты.
Общий вид индукционной печи из сварочного инвертора
После изготовления катушки переходим к производству внешней оболочки для устройства. Для этих целей лучше всего подойдёт графитовый корпус (не используйте для изготовления корпуса материал, который проводит через себя электрический ток, в противном случае общая производительность устройства значительно снизится). Внутрь индукционной катушки помещается тигель, в котором в дальнейшем будет плавиться металл.
Установить готовую индукционную катушку лучше всего на поверхности, которая устойчива к высоким температурам воздуха. Перед началом выполнения работ из зоны установки необходимо убрать посторонние предметы.
Подключать сварочный инвертор стоит только к тем розеткам, которые способны выдержать силу потребляемого устройством тока. Обязательно обустройте заземление корпуса.
На транзисторах
Для сбора печки, работающей на транзисторах, следует приобрести следующие детали:
Процесс сборки устройства включает следующие шаги:
Транзисторы необходимо установить на радиаторы большого размера во избежание перегрева рабочей схемы
Конденсаторы необходимо спаять параллельно
Электрическая схема сборки печи на транзисторах
При необходимости для печи можно обустроить корпус из материала, который устойчив к повышенным температурам и не пропускает ток.
На лампах
Если для выполнения работ по плавке металла необходимо более мощное устройство, то можно изготовить индукционную печь на лампах по следующей схеме.
Для сборки конструкции подготавливаем:
Электрическая схема индукционной печи на лампах
Собрать печь можно, соблюдая следующие шаги:
Изготовление индуктивного нагревателя
Рис. 2
Индукционная печь состоит из двух основных функциональных блоков: индуктора (нагревающая индукционная катушка) и генератора (источника переменного напряжения). Индуктор представляет собой оголенную медную трубку, свернутую в спираль (рис. 2).
Для изготовления своими руками печи мощностью не более 3 кВт индуктор должен быть сделан со следующими параметрами:
Нельзя допускать соприкосновения соседних витков катушки, соблюдайте указанное расстояние. Индуктор никаким образом не должен соприкасаться с защитным экраном печи, зазор между ними должен быть не меньше указанного.
Использование для обогрева
Индукционные печи подобного вида могут использоваться и для обогрева помещения. Чаще всего их используют вместе с котлом, который дополнительно производит нагрев холодной воды. На деле конструкции применяются крайне редко из-за того, что в результате потерь электромагнитной энергии КПД устройства минимален.
Ещё один недостаток основан на потреблении устройством больших объёмов электроэнергии в процессе работы, потому устройство относится к категории экономически невыгодных.
Охлаждение системы
Устройство, собранное самостоятельно, необходимо оборудовать системой охлаждения, так как при работе все составные части будут находиться под воздействием высоких температур, конструкция может перегреться и сломаться. В печах, продающихся в магазине, охлаждение производится водой или антифризом.
При выборе охладителя для дома предпочтение отдаётся вариантам, которые наиболее выгодны для реализации с экономической точки зрения.
Для домашних печей можно попробовать использовать обычный лопастной вентилятор. Обращайте внимание на то, что устройство не должно стоять слишком близко к печи, так как металлические детали вентилятора негативно воздействуют на работоспособность устройства, а также способны размыкать вихревые потоки и снижать производительность всей системы.
Меры предосторожности при использовании устройства
Работая с устройством следует придерживаться следующих правил:
Печь для плавки металлов индукционного типа может применяться при лужении и формовке металлических деталей.
Самодельную установку легко подогнать под работу в конкретных условиях, меняя некоторые настройки. Если придерживаться указанных схем при сборе конструкции, а также соблюдать элементарные правила безопасности, самодельное устройство практически не будет уступать магазинным бытовым приборам.