Schéma a princip činnosti indukční pece

Vyvinuté před více než stoletím, indukční pece pevně vstupují do našeho každodenního života. To bylo možné kvůli vývoji elektroniky. Explozivní růst výkonu regulátoru je upraven na základě křemíkových polovodičů a vznikem širokého prodávat tranzistorů, schopného poskytovat vysoký výkon (několik kilowattů) v posledních letech získala charakter laviny. To všechno dalo lidstvu neuvěřitelně velké vyhlídky ve vývoji miniaturních instalací, srovnatelných v síle s průmyslovými zařízeními okamžité minulosti.

Používání a budování zařízení

Použití indukčních pecí v domácnosti zabrání vzhled místnosti a otevřeným ohněm ložisek je poměrně účinný způsob řízeného ohřevu a tavení kovů a slitin. To je způsobeno tím, že kov je ohříván, se ohřívá a taví pod vlivem vysoké teploty ne hořáku, a průchodem přes velký proudů, což umožňuje pohyb částic v struktury materiálu.

V každodenním životě bylo možné se objevit:

• Kompaktní kanálové indukční pece, ve které je možné k roztavení kovu a vytvářet různé odlévání výrobků a struktur, vyčistit od nečistot různých drahých slitin a temperování produktu, což je mimořádnou pevnost.
• Kotle na vodu, jejichž účinnost již přesahuje hranice konvenčních kotlů.
• Desky na vaření, které jsou nejen bezpečnější než plyn pro výkon, ale jsou také efektivnější než některé mikrovlnné trouby v oblasti ohřevu potravin a udržování jejich teploty.
• Kelímky tavící kelímky, které získaly nejvíce fanfára mezi lidmi zabývajícími se vlastní výrobou a opravou elektrických zařízení.

Navíc elektrická indukční pece, které pracují nejen s vodivým materiálem, jsou stále častější. Jejich zařízení se mírně liší od běžných indukčních pecí, protože je založeno na zahřívání elektrickou indukcí materiálu, který nevede proud (nazývá se také dielektrika) mezi kondenzátorovými deskami, to znamená, jeho závěry různé polarity. Dosažitelné teploty nejsou příliš velké (asi 80-150 stupňů Celsia), takže se tato zařízení používají k tavení plastů nebo jejich tepelnému zpracování.

Vlastnosti návrhu a principu provozu

Indukční pec funguje na základě vytváření vířivých elektrických proudů v ní. Za tímto účelem se používá cívka indukčnosti sestávající z cívky tlustého drátu, ke kterému je dodáván střídavý zdroj. Jedná se o střídavý proud, který tvoří neustále se měnící magnetické pole v závislosti na aktuální frekvenci. Také způsobuje přenos těchto proudů na látku umístěnou uvnitř cívky spolu s velkým množstvím tepla. Generátor v tomto případě může působit i na nejběžnější svařovací střídač.

Existují dva typy indukčních pecí:

1. S magnetickým jádrem, jehož znakem je umístění induktoru uvnitř objemu kovu, který může být roztaven.
2. Bez magnetického obvodu - když je induktor venku.

Konstrukce s přítomností magnetického obvodu se používá například v kanálových pecích. Používají magnetické jádro (nejčastěji - ocelové), které není odhaleno, uvnitř kterého je kelímek na tavení a induktor, který tvoří primární vinutí řetězu. Jako materiál pro kelímku, grafit, žáruvzdornou hlínu nebo jiný nevodivý materiál s vhodnou tepelnou odolností lze použít. Umístí kov, který je třeba roztavit. To je zpravidla všechny druhy slitin neželezných kovů, duralu a litiny.

Generátor takové trouby musí poskytnout AC frekvence v mezích 400 hertzů. Možné volby namísto použití konvenční elektrický generátor a síť pro napájení pece pomocí proudu s frekvencí 50 hertzů, ale v tomto případě je teplota zahřívání nižší, pro více žáruvzdorných slitin, jako je instalace není vhodná.

Pece s kelímkem, které nemají magnetický obvod ve svém designu, se mezi nadšenci mnohem rozšířily. Používají proudy s mnohem vyšší frekvencí k dosažení větší hustoty pole. To je způsobeno právě nepřítomností magnetického obvodu - příliš mnoho energie pole je rozptýleno v prostoru. K tomu je potřeba vyladit pec:

• Zajistěte stejnou frekvenci smyčky indukční instalace a napětí z generátoru (to je nejjednodušší u střídače).
• Vyberte průměr tavného kelímku tak, aby byl blízko vlnové délky přijatého záření z magnetického pole.

Tímto způsobem lze ztráty minimalizovat až na 25% z celkového výkonu. Pro dosažení co nejlepšího výsledku doporučujeme nastavit dvojnásobnou nebo dokonce třikrát vyšší frekvenci střídavého zdroje než rezonanční frekvenci. V tomto případě bude difúze kovů tvořících slitinu maximální a její kvalita je mnohem lepší. Pokud zvýšíte frekvenci, můžete dosáhnout efektu posunu vysokofrekvenčního pole na povrch výrobku a tím jeho vytvrzení.

Vakuové tavicí pece

Tento typ instalace je obtížné nazývat domácností, ale je zvážíte proto, že vakuové tavení má řadu technologických výhod ve srovnání s jinými typy. Podle svého designu připomíná kelímku, s tím rozdílem, že samotná pec je ve vakuové komoře. To vám umožňuje dosáhnout větší čistoty procesu tavení kovu, snížit jeho oxidovatelnost během zpracování a urychlit proces, dosáhnout významných úspor energie.

Kromě toho omezený a uzavřený prostor pomáhá zabraňovat uvolňování škodlivých výparů z tavných kovů do okolního prostoru a udržovat proces jejich zpracování čistý. Schopnost řídit kompozici a proces zpracování je také jednou z výhod pecí tohoto druhu.

Vedené indukční jednotky

Další typ průmyslových pecí, které mají širší uplatnění než jiné. Mohou být použity nejen jako hutní materiál, ale také jako distributoři připraveného materiálu a míchačů několika druhů surovin. Typické konstrukce takových zařízení zahrnují:

• Přítomnost lázně, ve které surovina dosáhne nebo dosáhne předem stanovené teploty.
• Kanál, kterým roztavená hmota prochází magnetickým polem.
• Magnetický obvod zajišťující konstantní cirkulaci tekutého kovu.
• Cívky primárního vinutí, které pohání magnetické pole.

Nejmenší otevření okruhu, který je tvořen tekutým kovem, magnetickým jádrem a cívkou, vede ke zvýšení vlastního odporu a okamžitému uvolnění celé hmoty suroviny z kanálu. Abychom čelili takovému jevu, zůstává uvnitř kanálu "bažina" - malá hmota kovu, která se udržuje v kapalné formě.

Výhody indukčních pecí typu kanálu:

• Nízká cena zařízení.
• Ekonomická - pro udržení teploty uvnitř lázně, která neztlakuje teplo, potřebujete malé množství elektrické energie.
• Účinnost induktoru během provozu je velmi vysoká.

Nevýhody:

• Pomalý postup podél kanálu roztaveného kovu komplikuje kontrolu nad jeho kvalitou a oxidací.
• Potřeba ponechat určité množství surovin uvnitř snižuje kvalitu chemického složení dalšího zatížení a možnost jeho jemnějšího ovládání.
• Potřeba udržovat těsnost rostliny kvůli hrozbě přerušení magnetického pole a vzniku vírového záření. Obtížnost zachování izolace během obložení vnitřních stěn instalace některými formulacemi.

Základní prvky okruhu pece

Aby bylo možné sestavit jednotku a pracovat s ní, je nutné najít vhodný okruh pro indukční pec a díly pro ni. Chcete-li najít druhou, je velmi užitečné mít jeden nebo několik zbytečných zdrojů napájení z počítače, protože většina detailů je v nich k dispozici. Typická schéma jednoduché pece s vlastním měničem bude obsahovat takové prvky, jako jsou:

• Tranzistory-pole, můžete použít IRFZ46N nebo analogy (IRFZ44V, se silou proudu na úpatí odtoku 55 ampér je ještě lepší). Doporučujeme zvolit terénní pracovníky s maximálním možným poruchovým napětím, takže budou trvat mnohem déle.
• Induktory, rezistory s odporem 470 ohmů (lze použít jeden nebo dva vattnik poluvattnika, zapojeny v sérii v obvodu) a devět kondenzátorů malé kapacity (až do 1 mikrofaradů), které mohou rozletovat od napájecího zdroje.
• Radiátory pro chlazení tranzistorů - poleři typu TO-220AV jsou během provozu velmi horké a mohou explodovat kvůli nedostatku odvodu tepla.
• Měděný drát o průměru asi milimetru k vytvoření feritových kroužků a průměru 2 milimetry pro vytvoření induktoru.
• Diody značky UF4007, 2 kusy, ale je lepší mít pár náhradních dílů v případě, že nejprve shromáždíte něco špatně - nejdřív budou letět.
• Kapacita baterie je přibližně 8-10 ampér hodin. Takové jsou zpravidla odvozeny ze starých zdrojů nepřerušitelného napájení a mají výstupní napětí 12 voltů.
• Jako kelímek můžete spálit a spálit na požáru nebo pomocí hořáku hliněný hrnec o průměru, který potřebujete.

Střídač pro instalaci je sestaven podle schématu navrženého SV Kukteškským pro laboratorní testy. To lze snadno najít na internetu. Výkon střídače, který je napájen napětím v rozmezí 12-35 voltů, bude 6 kilowattů a jeho provozní frekvence je 40-80 kilohertz, což bude pro domácí projekty více než dost.

Bezpečnost při práci

Vzhledem k tomu, že práce s indukční pecí zahrnuje těsný kontakt s roztaveným kovem a proudy s vysokou frekvencí a výkonem, stojí za to se starat o uzemnění zařízení a spolehlivou ochranu. V tomto případě musí oblečení splňovat přísně všechny požadavky:

• Být vyroben z hutného nehořlavého a nehořlavého materiálu.
• Základní ochranný oblek by měl obsahovat zástěru a rukavice. Při práci s pogumovanou podešví byste měli používat boty, nohy a ponožky by měly být suché.
• Chcete-li ochránit oči, je třeba koupit speciální brýle, což vám ochrání před náhodným získáním kovu v očích, který je horký.

Nezapomeňte na dobré větrání místnosti, které bude fungovat. Roztavený kov hodí do ovzduší chemické sloučeniny, které jsou pro vaše plíce naprosto nevhodné.