DIY Erőteljes indukciós fűtő: 12 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Az indukciós melegítők határozottan az egyik leghatékonyabb módja a fémtárgyak, különösen a vasfémek fűtésének. Ennek az indukciós fűtőberendezésnek a legjobb része az, hogy nem kell fizikai érintkezésben lennie a fűtendő tárggyal.

Sok indukciós fűtőkészlet elérhető az interneten, de ha meg akarja tanulni az indukciós fűtés alapjait, és szeretne építeni egyet, amely pontosan úgy néz ki és működik, mint egy csúcskategóriás, akkor folytassa ezt az oktathatót, mert megmutatom, hogyan indukálható A fűtőelem működik, és ahol beszerezheti az anyagot, hogy professzionálisnak tűnő építsen magának.

Lássunk neki…

1. lépés: Koncepció az indukciós fűtés mögött

A fémek melegítésére számos módszer létezik, amelyek közül az egyik az indukciós fűtés. A módszer elnevezése szerint a hő elektromos indukció segítségével keletkezik az anyagban.

Az elektromos indukció az anyagon belül megy végbe, mivel a körülötte lévő mágneses mező folyamatosan változik, ami örvényáramot indukál a tekercsbe helyezett anyagon belül. Így azonnali felmelegedést okoz, és a hatás a vasfémekben a legszembetűnőbb, mivel jobban reagál a mágneses erőkre.

A wikipédiáról részletesebb áttekintést kaphat:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

2. lépés: Nyomtatott áramköri lap és alkatrészei

Mivel olyan akkumulátort/ tápegységet fogok használni, amely 12 V egyenáramú kimenetet biztosít számunkra, ami nem elegendő az indukció előállításához, mivel az egyenáram miatt az indukciós tekercsben keletkező mágneses mező állandó mágneses mező. Tehát az a feladat, hogy ezt az egyenfeszültséget váltakozó árammá alakítsuk át, ami így indukciót eredményez.

Tehát egy oszcillátor áramkört terveztem, amely közel 20 KHz frekvenciájú négyszöghullámú váltóáramú kimenetet állít elő. Az áramkör négy IRF540 N-csatornás mosfetet használ, hogy gyakran váltakozó irányba kapcsolja az áramot. A nagyobb mennyiségű áram biztonságos kezeléséhez minden csatornában egy pár mosfet használtam.

Mivel nagyobb mennyiségű árammal fogunk foglalkozni, így a perfboard biztosan nem megbízható és természetesen nem jó megoldás. Ezért úgy döntöttem, hogy egy sokkal megbízhatóbb opciót választok, amely egy nyomtatott áramköri lap. Ez drágának tűnhet, de ezt a gondolatot szem előtt tartva találkoztam a JLCPCB.com webhellyel

Ezek a srácok kiváló minőségű PCB -ket kínálnak kiemelkedő áron. Rendeltem 10 NYÁK -t az indukciós fűtőberendezéshez, és első megrendelésként ezek a srácok mindezt mindössze 2 dollárért kínálják, beleértve a szállítási költséget az ajtón.

A minőség prémium, ahogy a képeken is látszik. Tehát feltétlenül nézze meg a weboldalukat.

3. lépés: NYÁK megrendelése

A NYÁK megrendelésének folyamata csendes és egyszerű. Először fel kell keresnie a jlcpcb.com oldalt. Ahhoz, hogy azonnali árajánlatot kapjon, mindössze fel kell töltenie Gerber -fájlját a NYÁK -okhoz, és miután elkészült a feltöltéssel, végigmehet az alábbi lehetőségeken.

Ebben a lépésben hozzáadtam a Gerber fájlt a NYÁK -hoz, ezért feltétlenül nézze meg.

4. lépés: Kiegészítő alkatrészek

Elkezdtem összeszerelni a NYÁK -t kis kiegészítő alkatrészekkel, amelyek ellenállásokat és pár diódát tartalmaznak.

R1, R2 10k ellenállás. R3 és R4 220 Ohm ellenállások.

A D1 és D2 UF4007 diódák (az UF jelentése Ultra Fast), ne cserélje le őket 1N4007 diódákra, mert felrobbannak. A D3 és D4 az 1N821 zener diódák.

Győződjön meg arról, hogy a megfelelő alkatrészt a megfelelő helyre helyezi, és a diódákat is a megfelelő irányba helyezi, ahogy a NYÁK -on látható.

5. lépés: MOSFET -ek

Annak érdekében, hogy nagy mennyiségű áramot kezelhessek, úgy döntöttem, hogy N-csatornás MOSFET-eket használok. Mindkét oldalon használtam egy pár IRF540N MOSFET -et. Mindegyikük 100 Vds feszültséggel és legfeljebb 33 amper folyamatos áramlevezetéssel van ellátva. Mivel ezt az indukciós fűtőtestet 15 V egyenáramú árammal fogjuk működtetni, a 100 Vds túlzásba eshet, de valójában nem az, mivel a nagy sebességű kapcsolás során keletkező tüskék könnyen elérhetik ezeket a határokat. Tehát jobb még magasabb Vds -raztinggal menni.

A felesleges hő elvezetése érdekében mindegyikhez alumínium hűtőbordákat rögzítettem.

6. lépés: Kondenzátorok

A kondenzátorok fontos szerepet játszanak a kívánt kimeneti frekvencia fenntartásában, amely indukciós fűtés esetén közel 20KHz -en javasolt. Ez a kimeneti frekvencia az indukció és a kapacitás kombinációjának eredménye. Tehát LC frekvencia számológéppel kiszámíthatja a kívánt kombinációt.

Jó, ha több kapacitással rendelkezünk, de mindig tartsuk észben, hogy a kimeneti frekvenciát valahol 20KHz közelében kell elérnünk.

Ezért úgy döntöttem, hogy a WIMA MKS 400VAC 0.33uf nempoláris kondenzátorokkal megyek. Valójában nem találtam nagyobb feszültségű rezgést ezekhez a kondenzátorokhoz, így utóbb felduzzadtak, és le kellett cserélnem őket más, nem poláris kondenzátorokra, amelyek 800 VAC feszültségűek.

Ezek közül kettő párhuzamosan kapcsolódik.

7. lépés: Induktivitások

Mivel nehéz megtalálni a nagy áramú induktorokat, ezért úgy döntöttem, hogy eladom. Van egy régi ferritmagom a régi számítógéphulladékból, a következő méretekkel:

Külső átmérő: 30 mm

Belső átmérő: 18 mm

Szélesség: 13 mm

Nem szükséges pontos méretű ferritmagot beszerezni, de a cél itt egy pár induktivitás beszerzése, amelyek közel 100 Micro Henry induktivitást tudnak biztosítani. Ehhez 1,2 mm -es szigetelt rézhuzalt használtam a tekercsek feltekerésére úgy, hogy mindegyiknek 30 fordulata legyen. Ez a konfiguráció a szükséges induktivitás előállításának van kitéve. Ügyeljen arra, hogy a tekercseket a lehető legszorosabban hajtsa végre, mivel nem ajánlott nagyobb rés a mag és a huzal között.

Az indukciós tekercsek feltekerése után eltávolítottam a szigetelt bevonatokat a huzal mindkét végéről, hogy készek legyenek forrasztani a NYÁK -ra.

8. lépés: Hűtőventilátor

Annak érdekében, hogy megtörjem a hőt a MOSFET -ekből, egy 12V -os PC -ventilátort szereltem fel közvetlenül az alumínium hűtőbordák fölé, néhány forró ragasztóval. A ventilátort ezután a bemeneti csatlakozókhoz csatlakoztatják, így az indukciós fűtés bekapcsolásakor a ventilátorok automatikusan bekapcsolnak, hogy lehűtsék a MOSFET -eket.

Mivel ezt az indukciós fűtőt 15 V egyenáramú tápegységről fogom táplálni, ezért hozzáadtam egy 10 OHM 2 wattos ellenállást, hogy csökkentsem a feszültséget a biztonságos határig.

9. lépés: Csatlakozók a kimeneti tekercshez

A kimeneti tekercsnek az indukciós fűtőkörhöz való csatlakoztatásához készítettem pár nyílást a NYÁK -ra egy sarokcsiszoló segítségével. Utóbb Lebontottam egy XT60 csatlakozót, hogy a csapjait a kimeneti terminálokhoz használjam. Ezen csapok mindegyike illeszkedik a kimeneti réztekercsbe.

10. lépés: Indukciós tekercs

Az indukciós tekercs 5 mm átmérőjű rézcsőből készül, amelyet általában légkondicionálókban és hűtőszekrényekben használnak. A kimeneti tekercs tökéletes feltekeréséhez egy hüvelyk átmérőjű kartonhengert használtam. 8 fordulatot adtam a tekercsnek, amely szélességű tekercset hozott létre, hogy pontosan illeszkedjen a kimeneti golyós csatlakozókhoz.

Ügyeljen arra, hogy a tekercset türelmesen tekerje fel, mert a végén meghajlíthatja a csövet, ami horpadást okozhat. Ezen túlmenően, miután befejezte a tekercs feltekerését, győződjön meg arról, hogy két egymást követő fordulat falai között nincs érintkezés.

Ehhez a tekercshez 3 láb rézcsőre van szüksége.

11. lépés: Tápegység

Ennek az indukciós fűtőelemnek a tápellátásához szerver tápegységet fogok használni, amely 15 V -os feszültséggel van ellátva, és akár 130 amper áramot is képes leadni. De használhat bármilyen 12 V -os forrást, például autó akkumulátort vagy PC tápegységet.

Ügyeljen arra, hogy a bemenetet megfelelő polaritással csatlakoztassa.

12. lépés: Végeredmények

Amikor ezt az indukciós fűtőtestet 15V -ról tápláltam, szinte 0,5 amper áramot kell felvenni anélkül, hogy bármi a tekercs belsejébe kerülne. A próbaüzemhez behelyeztem egy facsavart, és hirtelen olyan illata van, mintha felforrósodna. Az áramfelvétel is növekedni kezd, és a csavar teljesen behelyezett tekercsével úgy tűnik, közel 3 amper áramot vesz fel. Egy percen belül pirosra melegszik.

Később behelyeztem egy csavarhúzót a tekercs belsejébe, és az indukciós melegítő vörösre melegítette, közel 5 amper áramerősséggel 15 V -on, ami 75 watt indukciós fűtést jelent.

Összességében úgy tűnik, hogy az indukciós fűtés jó módja a vasfém rúd hatékony felmelegítésének, és kevésbé veszélyes a többi módszerhez képest.

Rengeteg hasznos dolog érhető el ezzel a fűtési módszerrel.

Ha tetszik ez a projekt, akkor ne felejts el ellátogatni és feliratkozni a youtube csatornámra a további projektekért.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Üdvözlettel.

DIY király