Un calentador de inducción de bricolaje Este proyecto pequeño gran muestra de los principios de la inducción magnético de alta frecuencia. El circuito es muy sencillo de construir y sólo utiliza unos pocos componentes comunes. Con la bobina de inducción se muestran el circuito se basa sobre 5A desde un suministro de 15V cuando una punta de un destornillador se calienta. Se tarda aproximadamente 30 segundos de la punta del destornillador para convertirse en rojo vivo! El circuito de control utiliza un método conocido como ZVS (cero conmutación de voltaje) para activar los transistores que permite una transferencia eficiente de energía. En el circuito que se ve aquí, los transistores apenas entrar en calor debido al método de ZVS. Otra gran cosa acerca de este dispositivo es que es un sistema resonante sí mismo y se ejecuta automáticamente a la frecuencia resonante de la bobina y un condensador adjunto.
¿Cómo funciona la calefacción de inducción? Cuando un campo magnético cambia cerca de un metal o otro objeto conductor, un flujo de corriente (conocido como una corriente parásita) se induce en el material y se genera calor.El calor generado es proporcional al cuadrado actual multiplicado por la resistencia del material. Los efectos de inducción se utilizan en los transformadores para la conversión de voltajes en todo tipo de aparatos. La mayoría de los transformadores tienen un núcleo metálico y por lo tanto tendrá corrientes parásitas inducidas en ellos cuando está en uso. Los diseñadores de transformadores utilizan diferentes técnicas para evitar que esto como la calefacción es sólo un desperdicio de energía. En este proyecto directamente a hacer uso de este efecto de calentamiento y tratar de maximizar el efecto de calentamiento producido por las corrientes de Foucault. Si se aplica una corriente continua de cambiar a una bobina de alambre, que tendrá un campo magnético variable de forma continua dentro de ella. A frecuencias más altas el efecto de inducción es bastante fuerte y tenderá a concentrarse en la superficie del material que se calienta debido al efecto de la piel. Calentadores de inducción típicos utilizan las frecuencias de 10kHz a 1MHz.
PELIGRO: Las temperaturas muy altas se pueden generar con este dispositivo!
El Circuito El circuito utilizado es un tipo de oscilador Royer que tiene las ventajas de la simplicidad y la operación resonante sí. Un circuito muy similar se utiliza en circuitos inversores comunes utilizados para la alimentación de iluminación fluorescente tal como retroiluminación LCD. Ellos conducen una derivación central del transformador que eleva la tensión a alrededor de 800V para alimentar las luces. En este circuito calentador bricolaje inducción del transformador se compone de la bobina de trabajo y el objeto a ser calentado. La principal desventaja de este circuito es que una bobina de derivación central es necesario que puede ser un poco más difícil de viento que un solenoide común. La bobina con derivación central es necesaria para que podamos crear un campo de corriente alterna a partir de una única fuente de CC y sólo dos transistores de tipo N-. El centro de la bobina está conectado a la alimentación positiva y luego cada extremo de la bobina está conectado a tierra alternativamente por los transistores de modo que la corriente fluirá hacia atrás y adelante en ambas direcciones. La cantidad de corriente extraída de la fuente puede variar con la temperatura y el tamaño del objeto que se calienta.
A partir de este esquema de la estufa de inducción se puede ver lo simple que es en realidad. Sólo unos pocos componentes básicos son todo lo que se necesita para crear un dispositivo calentador de inducción de trabajo. R1 y R2 son ohmios estándar 240, resistencias 0.6W . El valor de estas resistencias determinará la rapidez de los MOSFETs puede activar, y debe ser un valor razonablemente bajo. Ellos no debe ser demasiado pequeña, aunque, como la resistencia se sacó a tierra a través del diodo cuando el transistor opuesto se enciende. Los diodos D1 y D2 se utilizan para cumplir con las puertas del MOSFET. Deben ser diodos con una caída de tensión baja hacia delante de modo que la puerta será bien descargada y el MOSFET totalmente apagado cuando el otro está encendido. Diodos Schottky tales como el 1N5819se recomienda ya que tienen caída de tensión baja y alta velocidad. El voltaje de los diodos debe ser suficiente para soportar el aumento de la tensión en el circuito resonante. En este proyecto la tensión se elevó a tanto como 70V. Los transistores T1 y T2 son 100V MOSFET 35A ( STP30NF10 ). Ellos fueron montados enlos disipadores de calor para este proyecto, pero que apenas se calentaba cuando se ejecuta en los niveles de potencia que se muestran aquí. Estos MOSFETs fueron elegidos debido a que tiene un bajo drenaje sorce resistencia y tiempos de respuesta rápidos.
El inductor L2 se utiliza como un cebador para mantener las oscilaciones de alta frecuencia de la fuente de alimentación.El circuito funcionará sin él, pero es
menos eficiente, y podría conducir a un daño de la fuente de alimentación o circuito de control. El valor de la inductancia debe ser bastante grande, pero también debe ser hecha con alambre grueso suficiente para llevar a toda la corriente de suministro. El que se muestra aquí fue hecha por arrollamiento alrededor de 8 vueltas de alambre de 2 mm de espesor sobre un imán de núcleo de ferrita toroidal. Como alternativa, puede simplemente terminar de alambre en un tornillo grande, pero usted necesitará más vueltas de alambre para obtener la misma inductancia a partir de un núcleo de ferrita toroidal. Puede ver un ejemplo de esto en la foto de la izquierda. En la esquina inferior izquierda se puede ver un rayo envuelto con muchas vueltas de alambre de equipo. Esta configuración en la protoboard se utiliza a baja potencia para la prueba. Para obtener más potencia que era necesario utilizar más gruesa y cableado para todo soldadura juntos. Como había tan pocos componentes involucrados, todas las conexiones soldadas directamente y no utilizar un PCB. Esto también era útil para hacer las conexiones para las partes altas corrientes como alambre grueso podría estar directamente soldados a los terminales del transistor. En retrospectiva, podría haber sido mejor para conectar la bobina de inducción, atornillando directamente a los disipadores de calor de los MOSFETs. Esto es porque el cuerpo de metal de los transistores es también el terminal del colector, y los disipadores de calor podría ayudar a mantener el enfriador de la bobina. El condensador C1 y la inductancia L1 formar el circuito tanque resonante del calentador por inducción. Estos deben ser capaces de soportar grandes corrientes y temperaturas. Utilizamos algunos condensadores de polipropileno 330nF . Más detalles sobre estos componentes se muestra a continuación.
condensador
La bobina de inducción y el
La bobina debe estar hecha de alambre grueso o tubería, ya que habrá grandes corrientes que fluyen en la misma. La tubería de cobre funciona bien como las corrientes de alta frecuencia sobre todo fluirá en las partes exteriores de todos modos. También se puede bombear el agua fría a través del tubo para mantenerlo fresco. Un condensador debe estar conectado en paralelo a la bobina de trabajo para crear un circuito tanque resonante. La combinación de inductancia y capacitancia tendrá una frecuencia específica de resonancia en la que el circuito de control funcionará automáticamente. La combinación de bobinas del condensador se utiliza aquí resonó en torno a 200 kHz. Es importante la utilización de condensadores de buena calidad que pueden soportar grandes corrientes y el calor disipado en su interior de lo contrario no podrían sobrevivir y destruir el
circuito de control. También deben ser colocados razonablemente cerca de la bobina de trabajo y el uso de alambre grueso o tubería. La mayor parte de la corriente fluirá entre la bobina y un condensador por lo que este cable debe ser más gruesa. Los cables que enlazan con el circuito y la fuente de alimentación puede ser ligeramente más delgada si se desea. Esta bobina aquí se hizo de la tubería de cobre de 2 mm de diámetro. Era sencillo al viento y fácil de soldadura para, pero pronto comienzan a deformarse debido al calentamiento excesivo. Los giros a continuación tocaría, cortocircuito y lo que es menos eficaz. Dado que el circuito de control alojado relativamente fría durante el uso, parece que esto podría hacerse funcionar a niveles de potencia superiores, pero sería necesario utilizar más gruesa tubería o al agua que se enfríe
Empujarla más La principal limitación de la configuración anterior es que la bobina de trabajo se pone muy caliente después de un corto período de tiempo debido a las grandes corrientes. Con el fin de tener grandes corrientes para un tiempo más largo, se hizo otra bobina utilizando grueso tubo de latón para que el agua podría ser bombeada a través cuando se ejecuta. El tubo más grueso era más difícil de doblar, especialmente en el punto de tapping centro. Era necesario para llenar el tubo con arena fina antes de doblarla, ya que le impide pellizcos en las curvas cerradas. , Que fue aprobada a continuación a cabo utilizando aire comprimido.
La bobina de inducción se realizó en dos mitades, como se muestra aquí. Ellos fueron soldadas juntas y, un pequeño trozo de tubo de PVC se utiliza para conectar los tubos centrales para que el agua puede fluir a través de la bobina entera. Menos vueltas fueron utilizados en esta bobina de modo que tendría una impedancia más baja y por lo tanto mantener corrientes más altas. La capacitancia también se aumentó de modo que la frecuencia de resonancia sería menor. Un total de seis condensadores de 330nF se utiliza para dar una capacidad total de 1.98uF.
Los cables de conexión a la bobina se suelda solo en el tubo cerca de los extremos, dejando sólo espacio para colocar un tubo de PVC. Es posible enfriar esta bobina simplemente por la alimentación de agua a través directamente del grifo, pero es mejor utilizar una bomba y el radiador para eliminar el calor. Para ello, una bomba de pescado tanque viejo se colocó en una caja de agua y un tubo equipado la boquilla de salida. Esta tubería alimenta a un enfriador de CPU del ordenador modificado que utiliza tres al calor de las tuberías para mover el calor. El refrigerador se convierte en un radiador mediante la reducción de los extremos de los tubos de calor y su vinculación con tubos de PCV en el agua fluiría a través de los 3 heatpipes antes de salir y volver a la bomba. Si se cortan algunos heatpipes de usted mismo, asegúrese de hacerlo en un área bien ventilada, y no en el interior, ya que contienen disolventes volátiles que pueden ser tóxicos para respirar. También debe usar guantes de protección para evitar contacto con la piel.
Este refrigerador de la CPU modificado fue muy eficaz como un radiador, y permitió que el agua siga siendo bastante fría. Otras modificaciones fueron necesarias para sustituir los diodos D1 y D2 de los seres con capacidad nominal para tensiones superiores. Se utilizaron los comunes diodos 1N4007 . Esto fue debido a la corriente aumentó hubo un aumento de tensión más grande en el circuito resonante. Se puede ver en la imagen aquí que la tensión de pico fue 90V (traza amarilla ámbito de aplicación), que es también muy cerca de la clasificación de 100V de los transistores. La fuente de alimentación usado fue ajustado a 30V, así que era también NECESARIO para alimentar el voltaje a las puertas del transistor a través de un regulador de voltaje de 12V. Cuando no era de metal dentro de la bobina de trabajo, que se basaría sobre la 7A de la red. Cuando el perno en la foto se añadió, este se acercó a 10A y luego poco a poco volvió a caer, ya que calienta más allá de temperatura de Curie . Sin duda, pasaría 10A con objetos más grandes, pero la fuente de alimentación utilizada tiene un límite de 10A. El perno se puede ver de color rojo brillante caliente en la foto tomara unos 30 segundos para alcanzar la temperatura máxima. El destornillador en la primera imagen ahora podría ser calentado al rojo vivo en unos 5 segundos. Con el fin de ir a una potencia mayor que esto, sería necesario el uso de condensadores diferentes o un número mayor de ellos de modo que la corriente se distribuye más entre ellos. Esto es debido a las corrientes que fluyen grandes y altas frecuencias utilizadas se calentaría los condensadores de manera significativa.Después de unos 5 minutos de uso en este nivel de potencia del calentador por inducción de bricolaje necesario para estar apagado para que puedan enfriarse. También sería necesario el uso de un par diferente de los transistores de modo que pudieran soportar el voltaje aumenta más grandes. En todo este proyecto fue muy satisfactorio, ya que produce un buen resultado en sólo un circuito simple y de bajo costo. Como es, que podría ser útil para el endurecimiento de acero, o
en la soldadura de piezas pequeñas. Si usted decide hacer su propio proyecto calentador por inducción, por favor enviar sus fotos a continuación.
