Induktiolämmitin laboratorioille ja kaupoille

Viestissä selitetään, miten pienet kotitekoiset induktiolämmitinpiirit tehdään laboratorioille ja kaupoille pienimuotoisten lämmitystöiden, kuten koristeiden sulattamiseksi tai pienen nestemäärän keittämiseksi sähköä tai akkua käyttäen.

1. Piirin tavoitteet ja vaatimukset
2. Haasteenamme on tehdä induktiopiiri 12 V: n ja 24 V: n välillä tasaisella spiraalilla, joka voi saada puoli litraa vettä kiehumaan mahdollisimman lyhyessä ajassa.
3. Ensisijainen tavoite on saada induktiopiiri toimimaan, mutta jäljempänä on muita haasteita.
4. Säiliö, jossa veden tulisi kiehua, on kaksiseinämäistä ruostumatonta terästä ja eristetty, ja ulomman ja sisemmän astian välinen etäisyys, jossa induktio toimii, on noin 5-7 mm.
5. Olemme valinneet induktion suojaamaan elektronisia komponentteja tavanomaisen spiraalilämmittimen kelan kuumuudelta, mikä on mahdollista, kun säiliö on eristetty.
6. Ulkosäiliön halkaisija on 70 mm ja elektronisten komponenttien tila on 20 mm korkea, joten toinen haaste on nähdä, onko komponenteille tilaa.
7. Virtalähteen yhteydessä on kytketty kippikytkin, joka katkaisee virran induktiosilmukalle, jos astia kallistuu vähintään 15 astetta. Kun induktiopiirin virta katkeaa, tämä laukaisee äänimerkin.
8. Lisäksi induktiosilmukka on kytketty kahteen termostaattiin. Yksi termostaatti, joka katkaisee virran induktiopiirille, kun vesi saavuttaa kiehumispisteen, ja toinen termostaatti, joka ottaa virran pitääkseen veden lämpötilan noin 60 astetta - ei tiedä, vaatiiko se ohjelmoitavan piirin. Haluaisin myös tietää, onko infrapunatermostaatteja saatavilla.
9. Tiedän, että tämä on paljon kerralla, mutta kuten mainittiin, ensisijaisena tavoitteena on saada induktiopiiri toimimaan. Onko mahdollista lähettää meille luettelo tarvittavista komponenteista ja piirikaavio.
10. Odotan kuulevani sinusta!
11. Ystävällisin terveisin Súni Christiansen
12. hei sir, tarvitsen induktiolämmittimen kytkentäkaavion myymälällemme
13. Joten haluan sulaa hopeaa ja joskus kultaa, mutta jos lähetät pienen piirin, jossa on muuntajaton virtalähde, joka on hyvä minulle.
14. Näin Internetissä hyvin pienen induktiolämmittimen projektin, mutta en löydä virtalähdettä tansfomerless. Voitko auttaa minua, jos lähetät molemmat projektit Induktiolämmitin ja hänen virtalähteensä transformerless

Muotoilu

Yhdessä aikaisemmista viesteistä opimme perusmenetelmän suunnitella räätälöity induktiolämmitinpiiri optimoimalla LC-säiliöpiirin resonanssi, tässä aiomme soveltaa samaa periaatetta ja nähdä, kuinka ehdotettu kotitekoinen induktiolämmitinpiiri voidaan rakentaa käytettäväksi laboratorioissa ja koruliikkeissä.

Seuraavassa kuvassa on esitetty induktiolämmittimen vakiomalli, joka voidaan räätälöidä käyttäjän vaatimusten mukaan heidän henkilökohtaisten mieltymystensä mukaan.

Piirikaavio

Piirin käyttö

Koko piiri on konfiguroitu suositun täyssillan ympärille IC IRS2453, joka todellakin tekee suunnittelun kokosillan inverttereille erittäin helppoa ja huijauskestävää. Tässä käytämme tätä IC: tä DC: n ja DC: n induktiolämmittimen invertteripiirin tekemiseen.

Kuten suunnittelusta voidaan nähdä, IC: ssä ei käytetä muuta kuin 4 N-kanavan mosfettiä täyssilta-invertteritopologian toteuttamiseksi, lisäksi IC: ssä on sisäänrakennettu oskillaattori ja käynnistysverkko, mikä varmistaa erittäin pienikokoisen taajuusmuuttajan piirin.

Oskillaattorin taajuutta voidaan säätää muuttamalla Ct- ja Rt-komponentteja.

Mosfetin H-silta kuormitetaan LC-säiliöpiirillä käyttämällä kaksisuuntaista kelaa, joka muodostaa induktiotyöpuolan yhdessä muutaman rinnakkaisen kondensaattorin kanssa.

IC: ssä on myös sammutuspiikki, jota voidaan käyttää IC: n ja koko piirin sulkemiseen katastrofisissa olosuhteissa.

Täällä olemme käyttäneet a virranrajoitinverkko käyttäen BC547-transistoria ja konfiguroinut sen IC: n SD-nastalla varmistamaan virran ohjattu turvallinen piirin toteutus. Kun tämä järjestely on paikallaan, käyttäjä voi vapaasti kokeilla virtapiiriä pelkäämättä polttamaan voimalaitteita optimointitoimintojen aikana.

Kuten eräässä aikaisemmassa artikkelissa on mainittu, työkierukan resonanssin optimoinnista tulee avainkohta jokaiselle induktiolämmitinpiirille, ja myös tässä varmistamme, että taajuutta muutetaan tarkasti, jotta induktiolämmittimellemme saadaan edullisin resonanssi. LC-piiri.

Ei ole väliä onko työkierukka spiraalimaisen kaksisuuntaisen kelan vai sylinterimäisen käämin muotoinen, kunhan resonanssi on oikein sovitettu, tuloksen voidaan odottaa olevan optimaalinen valitusta mallista.

Kuinka lasketaan resonanssitaajuus

LC-säiliöpiirin resonanssitaajuus voidaan laskea kaavalla:

F = 1 / 2π x √LC Missä F on taajuus, L on kelan induktanssi (magneettikuorman ollessa työnnettynä) ja C on kelan kanssa yhdensuuntaisesti kytketty kondensaattori. Muista laittaa L: n arvo Henryyn ja C Faradiin . Vaihtoehtoisesti voit käyttää tätä resonanssilaskinohjelmisto suunnittelun eri parametrien arvojen määrittämiseksi .

F: n arvo voidaan valita mielivaltaisesti, sanotaan esimerkiksi, että sen voidaan olettaa olevan 50 kHz, L voidaan sitten tunnistaa mittaamalla työkierukan induktanssi ja lopuksi C: n arvo voidaan löytää käyttämällä yllä olevaa kaavaa tai tarkoitettu laskinohjelmisto.

Induktanssia L mitattaessa pidä ferromagneettinen kuormitus kiinni työkierukassa kondensaattoreiden ollessa irti.

Kondensaattorin valitseminen

Koska ehdotettuun induktiolämmittimeen voidaan liittää merkittävä määrä virtaa laboratoriotyöhön tai koristeiden sulattamiseen, kondensaattori on luokiteltava asianmukaisesti suurelle virtataajuudelle.

Tämän ratkaisemiseksi joudumme ehkä käyttämään useita kondensaattoreita rinnakkain ja varmistamaan, että rinnakkaisyhdistelmän lopullinen arvo on yhtä suuri kuin laskettu arvo. Esimerkiksi jos laskettu arvo on 0,1 uF ja jos olet päättänyt käyttää 10 kondensaattoria rinnakkain, jokaisen kondensaattorin arvon tulisi olla noin 0,01 uF ja niin edelleen.

Virranrajoittimen vastuksen Rx valinta

Rx voidaan laskea yksinkertaisesti käyttämällä kaavaa:

Rx = 0,7 / suurin virta

Suurimmalla virralla tarkoitetaan tässä enimmäisvirtaa, joka voi olla sallittu työkierukalle tai kuormalle vahingoittamatta mosfettejä ja kuorman optimaaliseen lämmittämiseen.

Esimerkiksi, jos optimaaliseksi kuormituslämmitysvirraksi määritetään 10 ampeeria, Rx voidaan laskea ja mitoittaa mitenkään tämän virran yläpuolelle rajoittamiseksi, ja mosfetit on valittava käsittelemään yli 15 ampeeria.

Kaikki nämä saattavat vaatia jonkin verran kokeilua, ja Rx voidaan aluksi pitää korkeammalla ja sitten laskea vähitellen, kunnes saavutetaan oikea tehokkuus.

Työkäämin jäähdytys.

Työkäämi voidaan rakentaa onttolla messinkiputkella tai kupariputkella ja jäähdyttää pumppaamalla vesijohtovettä tai vaihtoehtoisesti jäähdytyspuhallinta voidaan käyttää kelan alapuolella kelan lämmön imemiseksi takapäästä kotelon. Käyttäjä voi kokeilla myös muita sopivia menetelmiä.

Virtalähde

Edellä selitetylle laboratorioiden ja kauppojen induktiolämmittimelle tarvittava virtalähde voidaan rakentaa käyttämällä 20 A: n, 12 V: n muuntajaa ja tasoittamalla lähtö käyttämällä 30 A: n silta-tasasuuntaajaa ja 10 000 UF / 35 V -kondensaattoria.

Muuntajaton virtalähde voi olla sopimaton induktiolämmittimelle, koska se edellyttäisi 20 ampeerin smps-virtapiiriä, mikä voi olla erittäin kallista.