DIY kragtige induksieverwarmer: 12 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Induksieverwarmers is beslis een van die doeltreffendste maniere om metaalvoorwerpe, veral ysterhoudende metale, te verhit. Die beste deel van hierdie induksieverwarmer is dat u nie fisies kontak hoef te hê met die voorwerp wat verhit moet word nie.

Daar is baie kits vir induksieverwarmer aanlyn beskikbaar, maar as u die basiese beginsels van induksieverwarming wil leer en een wil bou wat presies soos 'n hoë vlak lyk en presteer, gaan dan deur hierdie instruksies, want ek sal u wys hoe 'n induksie verwarmer werk en waar u u materiaal kan kry om vir u 'n gebou te bou wat soos 'n professionele een lyk.

Laat ons begin…

Stap 1: Konsep agter induksieverhitting

Daar is verskeie metodes om metale te verhit, waarvan een induksieverhitting is. Soos die naam van die metode verwys, word die hitte in die materiaal opgewek deur elektriese induksie te gebruik.

Elektriese induksie vind binne die materiaal plaas terwyl die magnetiese veld rondom dit voortdurend verander, wat lei tot die induksie van wervelstrome binne die materiaal wat in die spoel geplaas word. Dit veroorsaak onmiddellike verhitting en die effek is veral prominent in ysterhoudende metale as gevolg van die hoër reaksie op magnetiese kragte.

U kan 'n meer diepgaande oorsig kry op wikipedia:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Stap 2: Printplaat en komponente

Aangesien ek 'n battery/ kragtoevoer gaan gebruik wat ons 'n uitset van 12v DC gee wat nie voldoende is om induksie te produseer nie, aangesien die magnetiese veld wat in die induksiespoel geproduseer word, as gevolg van gelykstroom 'n konstante magnetiese veld is. Die taak hier is dus om hierdie GS -spanning om te skakel in wisselstroom wat dus induksie sal veroorsaak.

Ek het dus 'n ossillatorbaan ontwerp wat 'n wisselstroomuitset lewer met 'n vierkantige golf van byna 20 KHz frekwensie. Die stroombaan gebruik vier IRF540 N-kanaalmofette om die stroom gereeld in wisselende rigting te skakel. Om 'n groter hoeveelheid strome veilig te hanteer, het ek 'n paar mosfets in elke kanaal gebruik.

Aangesien ons 'n groter hoeveelheid strome gaan hanteer, is 'n perfboard dus beslis nie 'n betroubare en natuurlik nie 'n netjiese opsie nie. Daarom het ek besluit om 'n baie betroubare opsie te kies, 'n printplaat. Dit klink miskien na 'n duur opsie, maar met die gedagte in gedagte het ek op JLCPCB.com afgekom

Hierdie ouens bied hoë kwaliteit PCB teen uitstekende pryse. Ek het 10 PCB's bestel vir die induksieverwarmer, en as die eerste bestelling bied hierdie ouens alles in slegs 2 $, insluitend die afleweringskoste by die deur.

Die kwaliteit is hoogstaande, soos u op die foto's kan sien. Kyk dus gerus na hul webwerf.

Stap 3: Bestel PCB

Die proses om PCB te bestel, is baie eenvoudig. Eerstens moet u jlcpcb.com besoek. Om 'n onmiddellike kwotasie te kry, hoef u slegs u Gerber -lêer vir die PCB's op te laai, en die een wat hulle opgelaai het, kan deur die onderstaande opsie gaan.

Ek het u in hierdie stap ook die Gerber -lêer vir die PCB bygevoeg, dus kyk gerus daarna.

Stap 4: Aanvullende dele

Ek het begin om die PCB te monteer met klein komplementêre onderdele, insluitend weerstande en 'n paar diodes.

R1, R2 is 10k weerstande. R3 en R4 is 220 Ohm weerstande.

D1 en D2 is UF4007 -diodes (UF staan vir Ultra Fast), vervang dit nie met 1N4007 -diodes nie, aangesien dit sal opblaas. D3 en D4 is zenerdiodes 1N821.

Maak seker dat u die regte komponent op die regte plek plaas en ook die diodes in die regte rigting plaas, soos op die PCB aangedui.

Stap 5: MOSFETs

Om 'n groot hoeveelheid huidige dreine te hanteer, het ek besluit om met N-Channel MOSFET's te gaan. Ek het 'n paar IRF540N MOSFET aan elke kant gebruik. Elkeen van hulle het 'n rat van 100 Vd en tot 33 Ampere deurlopende stroomafvoer. Aangesien ons hierdie induksieverwarmer met 15VDC gaan dryf, klink 100 Vd's te veel, maar eintlik is dit nie omdat die spykers wat tydens hoëspoedskakeling ontstaan, maklik tot by die grense kan spring nie. Dit is dus beter om te gaan met nog hoër Vds -rats.

Om oortollige hitte te verdryf, het ek aluminium kaste op elkeen vasgemaak.

Stap 6: Kapasitors

Die kondensators speel 'n belangrike rol om die gewenste uitsetfrekwensie te handhaaf, wat in geval van induksieverhitting byna 20KHz voorgestel word. Hierdie uitsetfrekwensie is die gevolg van die kombinasie van induksie en kapasitansie. U kan dus 'n LC -frekwensie -sakrekenaar gebruik om die gewenste kombinasie te bereken.

Dit is goed om meer kapasiteit te hê, maar hou altyd in gedagte dat ons die uitsetfrekwensie êrens naby 20KHz moet kry.

Daarom het ek besluit om met WIMA MKS 400VAC 0.33uf nie-polêre kapasitors te gaan. Eintlik kon ek nie rats met 'n hoër spanning vir hierdie kondensators vind nie, dus laasgenoemde het opgeswel en ek moes dit vervang met 'n paar ander nie -polêre kondensators wat op 800VAC ratel.

Twee van hulle is parallel verbind.

Stap 7: Induktors

Aangesien dit moeilik is om hoë stroom induktors te vind, het ek besluit om dit self te bou. Ek het 'n ou ferrietkern gekry van ou rekenaarskroot met die volgende afmetings:

Buitendiameter: 30 mm

Binnendiameter: 18 mm

Breedte: 13 mm

Dit is nie nodig om 'n presiese grootte ferrietkern te kry nie, maar die doel hier is om 'n paar induktors te kry wat 'n induktansie van byna 100 Micro Henry kan lewer. Daarvoor het ek 1,2 mm geïsoleerde koperdraad gebruik om die spoele so te draai dat elkeen 30 draaie het. Hierdie konfigurasie word onderworpe aan die benodigde induktansie. Maak seker dat die wikkelinge so styf as moontlik is, aangesien dit nie aanbeveel word om meer gaping tussen die kern en die draad te hê nie.

Nadat ek die induktors opgedraai het, het ek die geïsoleerde bedekkings van beide kante van die draad verwyder sodat hulle gereed is om aan die PCB gesoldeer te word.

Stap 8: Koelwaaier

Om die hitte van die MOSFET's af te haal, het ek 'n 12V -waaier net bokant die aluminium wasbakke met warm gom aangebring. Die waaier word dan aan die ingangsklemme gekoppel, sodat die waaiers outomaties aanskakel om die MOSFET's af te koel wanneer u die induksieverwarmer aanskakel.

Aangesien ek hierdie induksieverwarmer met 'n 15VDC -voeding gaan dryf, het ek 'n 10 OHM 2 watt -weerstand bygevoeg om die spanning tot die veilige limiet te laat daal.

Stap 9: Verbindings vir uitgangspoel

Om die uitsetspoel aan die induksieverwarmingskring te koppel, het ek 'n paar luike op die printplaat gemaak met 'n hoekslyper. Ek het later 'n XT60 -aansluiting afgebreek om sy penne vir die uitsetterminale te gebruik. Elkeen van hierdie penne druk in die koper spoel.

Stap 10: Induksiespoel

Die induksiespoel word gemaak met 'n koperpyp met 'n deursnee van 5 mm wat algemeen in lugversorgers en yskaste gebruik word. Om die uitsetspoel perfek te draai, het ek 'n kartonrol gebruik wat amper 'n sentimeter in deursnee is. Ek het die spoel 8 draaie gegee, wat 'n spoelwydte geskep het om presies op die uitsetkogelverbindings te pas.

Draai die spoel geduldig op, want u kan die buis buig en 'n duik daarin veroorsaak. Boonop moet u, nadat u die spoel klaargemaak het, seker maak dat daar geen kontak tussen die mure van twee opeenvolgende draaie is nie.

Vir hierdie spoel benodig u 3 voet koperpyp.

Stap 11: Kragtoevoer

Om hierdie induksieverwarmer aan te dryf, gaan ek 'n bedienerkragbron gebruik wat 15V ratel en tot 130 Ampère stroom kan lewer. Maar u kan enige 12V -bron gebruik, soos 'n motorbattery of 'n rekenaarvoeding.

Maak seker dat u die ingang met die regte polariteit verbind.

Stap 12: Finale resultate

Terwyl ek hierdie induksieverwarmer op 15V aangeskakel het, moet dit byna 0,5 Amp stroom trek sonder dat iets in die spoel geplaas word. Vir die proeflopie het ek 'n houtskroef ingesit en skielik begin dit ruik asof dit verhit word. Die huidige trekking begin ook toeneem en met die skroef wat die spoel heeltemal ingesit het, lyk dit asof dit amper 3 ampère stroom trek. Binne 'n minuut word dit rooiwarm.

Later het ek 'n skroewedraaier in die spoel geplaas en die induksieverwarmer het dit tot rooiwarm verhit met byna 5 ampère stroomopname by 15v, wat tot 75 watt induksieverhitting bedra.

In die algemeen blyk dit dat induksieverhitting 'n goeie manier is om 'n ysterhoudende metaalstaaf doeltreffend te verhit, en dit is minder gevaarlik as in vergelyking met ander metodes.

Daar is baie nuttige dinge wat u kan doen met hierdie metode van verhitting.

As u van hierdie projek hou, vergeet dan nie om my YouTube -kanaal in te teken en in te teken vir nog projekte wat opdaag nie.

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

Groete.

DIY Koning