Lò luyện kim cảm ứng do-it-yourself. Lò nung nấu chảy cảm ứng. Lò nung cảm ứng

Hiện tại, các bếp hoạt động trên nguyên tắc quy nạpđược sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Để các lò cảm ứng được sử dụng trong điều kiện trong nước, thiết kế của chúng đã được thay đổi đáng kể, chỉ có nguyên tắc chuyển đổi năng lượng là không thay đổi. Một thiết bị như vậy có thể được làm bằng tay của chính bạn từ vật liệu có sẵn. Điều chính là hiểu thiết kế và hiểu cách hoạt động của lò này.

Nguyên lý hoạt động của lò cảm ứng

Hoạt động của một lò như vậy dựa trên nguyên tắc gia nhiệt cảm ứng. Nói cách khác, nhiệt năng thu được từ dòng điện do trường điện từ tạo ra. Do tính năng này, thiết bị này khác với các lò sưởi điện thông thường.

Thiết kế của cuộn cảm khá đơn giản. Trung tâm của nó là than chì hoặc kim loại một phôi dẫn điện mà xung quanh dây sẽ được quấn. Với sự trợ giúp của nguồn điện máy phát, dòng điện có tần số khác nhau bắt đầu chạy vào cuộn cảm, tạo ra một trường điện từ mạnh xung quanh cuộn cảm. Do tác động của trường như vậy lên phôi và tạo ra dòng điện xoáy trong nó, than chì hoặc kim loại bắt đầu nóng lên rất mạnh và tỏa nhiệt ra không khí xung quanh.

Trong cuộc sống hàng ngày, cuộn cảm bắt đầu được sử dụng tương đối gần đây.

Các loại thiết bị cảm ứng

Theo mục đích của họ, các thiết bị này là gia dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, cách phân loại này được coi là không đầy đủ. Ở đó vẫn còn một số loại bếp:

Crucible. Loại cốt liệu phổ biến nhất được sử dụng trong luyện kim. Thiết kế này không chứa lõi. Các thiết bị này chủ yếu được sử dụng để xử lý và nấu chảy bất kỳ kim loại nào. Họ cũng đã có thành tích đáng ngưỡng mộ trong các lĩnh vực khác.
Kênh truyền hình. Thiết kế của chúng tương tự như một máy biến áp.
Máy hút bụi. Chúng được sử dụng khi cần loại bỏ tạp chất ra khỏi kim loại.

Lò nướng trong nhà được chia thành hai nhóm:

Các đơn vị được sử dụng để sưởi ấm. Chúng là các nhà máy lò hơi cảm ứng nhỏ được lắp trong hệ thống sưởi tự động.
Bếp từ dùng để nấu chín thức ăn. Điểm khác biệt chính so với bếp điện từ thông thường là sử dụng điện tiết kiệm.

Có thể làm một lò cảm ứng được thiết kế để nấu chảy kim loại bằng tay của chính bạn không? Mặc dù một mặt là thiết bị phức tạp, mặt khác, do nguyên tắc hoạt động tương đối đơn giản và rõ ràng, bạn có thể tự tay chế tạo một thiết bị sưởi cảm ứng. Ngoài ra, nhiều chuyên gia với kiến thức cần thiết và kỹ năng, có thể tạo tổng hợp chất lượng cao từ vật liệu thông thường. Để tạo ra một lò cảm ứng bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần một sơ đồ và kiến thức tốt vật lý học.

Lò cảm ứng tự làm nói chung được sử dụng để sưởi ấm không gian. Cấu trúc nồi nấu nhỏ phù hợp nhất để nấu chảy kim loại với khối lượng nhỏ, chẳng hạn như trong sản xuất đồ trang sức hoặc đồ trang sức. Bếp từ được coi là giải pháp tuyệt vời cho những ngôi nhà ở nông thôn. Và trong một căn hộ ở thành phố, chúng được sử dụng như một lò sưởi bổ sung nếu có bất kỳ sự cố nào trong hệ thống sưởi trung tâm.

Một sơ đồ của lò sưởi cảm ứng đơn giản như vậy sẽ cần thiết để hoàn thành công việc. Bạn có thể làm việc mà không có nó, nhưng nó là không mong muốn, vì một lò sưởi như vậy là thiết bị điện phức tạp. Thiết kế và nội dung bên trong của nó được phát triển trước. Đề án kết hợp tất cả các ý tưởng của tổng thể thành một tổng thể duy nhất. Nếu bạn cần thiết kế một bếp nấu chứ không phải một lò sưởi đơn giản, bạn sẽ không thể làm được nếu không có mạch điện.

Việc thiết kế một lò cảm ứng bằng tay của chính bạn khá đơn giản: yếu tố làm nóng, nhà ở chung, cuộn cảm. Nếu thiết bị được yêu cầu để xử lý vật liệu, thì buồng nấu chảy phải được thiết kế bổ sung. Trái tim của lò cảm ứng là phôi dẫn dòng điện và có thể nung đến nhiệt độ cao. Chổi xoắn ốc nichrome hoặc chổi than chì thực hiện rất tốt nhiệm vụ này. Lựa chọn giữa chúng, bạn nên tập trung vào các nhiệm vụ mà lò sưởi phải đối mặt. Đối với lò nấu chảy sự lựa chọn tốt nhất sẽ sử dụng bàn chải than chì, cho lò sưởi- xoắn ốc nichrome. Việc sử dụng nichrome giúp thiết bị có thể kết nối thiết bị với mạng điện thông thường.

Cách làm lò nướng cảm ứng bằng tay của chính bạn

Để tạo ra một đơn vị hiệu quả, cần xem xét các thông số sau:

tần số và công suất của máy phát điện;
tốc độ mất nhiệt;
lượng tổn thất dòng xoáy.

Đầu tiên bạn cần chọn chính xác tất cả các chi tiết cần thiết của mạch điện để có đủ điều kiện nấu chảy trong xưởng. Nếu thiết bị được lắp ráp bằng tay, tần số máy phát phải là 27,12 MHz. Cuộn dây nên được làm bằng dây hoặc ống đồng mỏng, và không được nhiều hơn 10 vòng.

Công suất của đèn điện tử phải lớn. Đề án cung cấp việc lắp đặt một đèn neon, đèn này sẽ được sử dụng như một chỉ báo về mức độ sẵn sàng của thiết bị. Mạch cũng cung cấp cho việc sử dụng cuộn cảm và tụ điện gốm. Kết nối với ổ cắm gia đình được thực hiện thông qua một bộ chỉnh lưu.

Lò cảm ứng do-it-yourself trông giống như thế này: một giá đỡ nhỏ trên chân, trên đó có gắn một máy phát điện với tất cả các chi tiết cần thiết của mạch điện. Và cuộn cảm đã được kết nối với máy phát điện.

Ưu nhược điểm của lò cảm ứng

Các đơn vị cảm ứng có thể có công suất khác nhau và nó phụ thuộc vào các tính năng thiết kế. Rất khó để tự tay bạn lắp ráp một thiết bị tần số công nghiệp, và thậm chí điều này là không cần thiết. Tốt hơn là nên mua chúng.

Lò cảm ứng có thể có cả ưu và nhược điểm:

Sự an toàn

Khi thao tác với lò, bạn nên đề phòng việc bị bỏng nhiệt. Ngoài ra, thiết bị này có một nguy cơ hỏa hoạn. Trong mọi trường hợp, các thiết bị này không được di chuyển trong quá trình hoạt động. Bạn cần phải rất cẩn thận khi những bếp như vậy được lắp đặt trong một căn hộ.

Trường điện từ biến thiên bắt đầu làm ấm căn phòng xung quanh nó và tính năng này phụ thuộc trực tiếp vào công suất và tần số bức xạ của thiết bị. Lò công nghiệp mạnh có thể ảnh hưởng đến các vật dụng trong túi quần áo, các bộ phận kim loại gần đó và mô người.

Sự kết luận

Lò cảm ứng có thể được sản xuất độc lập, nhưng điều này không phải lúc nào cũng được khuyến khích. Tốt hơn là không nên đảm nhận công việc như vậy nếu hoàn toàn không có kiến thức về lĩnh vực thiết bị điện và vật lý. Trước khi tiếp tục thiết kế thiết bị đơn giản, nó cần được phát triển, thiết kế và lập biểu đồ. Nếu không có kinh nghiệm trong việc sản xuất đồ điện, tốt nhất bạn nên mua loại sản xuất tại xưởng như vậy.

Được phát triển hơn một thế kỷ trước, bếp từ đã có vị thế vững chắc trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Điều này trở nên khả thi nhờ sự phát triển của điện tử. Sự phát triển bùng nổ về sức mạnh của các bộ điều khiển dựa trên chất bán dẫn silicon và sự xuất hiện trên thị trường các bóng bán dẫn có khả năng cung cấp công suất cao (vài kilowatt) trong những năm gần đây đã tạo nên đặc tính của một trận tuyết lở. Tất cả những điều này đã mang lại cho nhân loại những triển vọng vô cùng to lớn về sự phát triển của các công trình lắp đặt thu nhỏ có sức mạnh tương đương với các thiết bị công nghiệp trong quá khứ gần đây.

Sử dụng và cấu trúc của thiết bị

Việc sử dụng lò cảm ứng trong hộ gia đình tránh sự xuất hiện của các ổ trong phòng ngọn lửa mở và là một phương pháp khá hiệu quả trong việc nung chảy và gia nhiệt có kiểm soát kim loại và hợp kim. Điều này là do kim loại được đốt nóng, đốt nóng và nóng chảy không phải dưới tác động của đầu đốt nhiệt độ cao, mà bằng cách cho dòng điện tần số cao đi qua chính nó, kích thích chuyển động tích cực của các hạt trong cấu trúc của vật liệu.

Nó có thể xuất hiện trong cuộc sống hàng ngày:

Ngoài ra, bếp điện từ đang trở nên phổ biến hơn, không chỉ hoạt động với vật liệu dẫn điện. Thiết bị của họ hơi khác so với các lò cảm ứng thông thường, vì nó dựa trên sự gia nhiệt bằng cảm ứng điện của một vật liệu không dẫn điện (chúng còn được gọi là chất điện môi) giữa các tấm tụ điện, nghĩa là, kết luận của nó về các cực khác nhau. Đồng thời, nhiệt độ đạt được không quá cao (khoảng 80-150 độ C), do đó, các lắp đặt như vậy được sử dụng để nấu chảy nhựa hoặc xử lý nhiệt của nó.

Đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động

Lò cảm ứng hoạt động trên cơ sở hình thành các dòng điện xoáy trong đó. Để làm điều này, sử dụng một cuộn cảm bao gồm các vòng của một dây dày, được cung cấp một nguồn dòng điện xoay chiều. Chính dòng điện xoay chiều tạo thành một từ trường luôn thay đổi tùy thuộc vào tần số dòng điện. Nó kích thích sự truyền các dòng điện này đến chất được đặt bên trong cuộn dây, cùng với một lượng nhiệt lớn. Trong trường hợp này, ngay cả bộ biến tần hàn thông thường nhất cũng có thể hoạt động như một máy phát điện.

Có hai loại lò cảm ứng:

Với lõi từ, một đặc điểm của nó là vị trí của cuộn cảm bên trong khối lượng kim loại có thể nấu chảy.
Không có mạch từ - khi cuộn cảm ở ngoài.

Ví dụ, thiết kế có sự hiện diện của mạch từ được sử dụng trong các lò nung kênh. Họ sử dụng một mạch từ mở bằng kim loại (thường là thép), bên trong có một nồi nấu để nấu chảy và một cuộn cảm tạo thành mạch chính của cuộn dây. Vật liệu nấu kim loại có thể là than chì, đất sét chịu nhiệt hoặc bất kỳ vật liệu không dẫn điện nào khác có khả năng chịu nhiệt phù hợp. Nó chứa kim loại cần được nấu chảy. Theo quy luật, đây là tất cả các loại hợp kim kim loại màu, duralumin và gang.

Máy phát điện của một lò như vậy phải cung cấp Tần số AC trong vòng 400 hertz. Ngoài ra còn có các tùy chọn để sử dụng máy phát điện thông thường thay vì máy phát điện. mạng lưới điện và cấp cho lò bằng dòng điện có tần số 50 hertz, nhưng trong trường hợp này nhiệt độ đốt nóng sẽ thấp hơn và việc lắp đặt như vậy sẽ không hoạt động đối với các hợp kim chịu lửa hơn.

Các lò luyện kim, không có mạch từ trong thiết kế của chúng, đã trở nên phổ biến hơn nhiều đối với những người đam mê. Họ sử dụng dòng điện có tần số cao hơn nhiều để đạt được mật độ trường cao hơn. Điều này chính xác là do không có mạch từ - quá nhiều năng lượng trường bị tiêu tán trong không gian. Để chống lại điều này, lò phải được điều chỉnh rất tinh vi:

Đảm bảo rằng tần số của mạch cảm ứng và điện áp từ máy phát bằng nhau (khi sử dụng biến tần, điều này dễ thực hiện nhất).
Chọn đường kính của chén nung chảy sao cho gần với bước sóng của bức xạ từ trường nhận được.

Bằng cách này, tổn thất có thể được giảm thiểu lên đến 25% tổng công suất. Để đạt được điều tương tự kết quả tốt nhất nên đặt tần số của nguồn xoay chiều gấp đôi hoặc thậm chí gấp ba lần tần số của nguồn cộng hưởng so với tần số của nguồn cộng hưởng. Trong trường hợp này, sự khuếch tán của các kim loại tạo nên hợp kim sẽ là tối đa, và chất lượng của nó sẽ tốt hơn nhiều. Nếu bạn tăng tần số hơn nữa, bạn có thể đạt được hiệu ứng đẩy trường tần số cao lên bề mặt của sản phẩm và làm nó cứng lại.

Lò nung chảy chân không

Loại lắp đặt này khó có thể được gọi là trong nước, nhưng nó đáng được xem xét vì nấu chảy chân không có một số ưu điểm về công nghệ so với các loại khác. Về thiết kế, nó giống như một cái chén nung, với sự khác biệt là bản thân lò nằm trong một buồng chân không. Điều này làm cho quá trình nấu chảy kim loại có thể đạt được độ tinh khiết cao hơn, giảm khả năng oxy hóa của nó trong quá trình xử lý và tăng tốc quá trình, tiết kiệm năng lượng đáng kể.

Ngoài ra, không gian hạn chế và khép kín giúp tránh thải khói độc hại của kim loại nóng chảy ra không gian xung quanh và duy trì sự sạch sẽ trong quá trình chế biến của chúng. Khả năng kiểm soát thành phần và quá trình chế biến cũng là một trong những ưu điểm của loại lò này.

Đơn vị cảm ứng kênh

Một loại tủ sấy công nghiệp khác có ứng dụng rộng rãi hơn các loại khác. Chúng có thể được sử dụng không chỉ như lò luyện mà còn là nhà phân phối nguyên liệu đã chuẩn bị và máy trộn của một số loại nguyên liệu thô. Thiết kế điển hình các thiết bị đó bao gồm:

Sự mở nhỏ nhất của mạch do kim loại lỏng, mạch từ và cuộn dây tạo thành, dẫn đến tăng điện trở của chính nó và đẩy toàn bộ khối lượng nguyên liệu thô ra khỏi kênh tức thời. Để chống lại hiện tượng này, một "đầm lầy" được để lại bên trong kênh - một khối kim loại nhỏ, được duy trì ở dạng lỏng.

Ưu điểm của lò cảm ứng kiểu kênh:

Chi phí lắp đặt thấp.
Hiệu quả - để duy trì nhiệt độ bên trong bồn tắm, không tản nhiệt tốt, bạn cần một lượng điện nhỏ.
Hiệu suất của cuộn cảm trong quá trình hoạt động là rất cao.

Flaws:

Các yếu tố chính của sơ đồ lò

Để lắp ráp cài đặt và thực hiện công việc trên nó, cần phải tìm một sơ đồ phù hợp của lò cảm ứng và các bộ phận cho nó. Để tìm bộ nguồn thứ hai, sẽ rất hữu ích nếu bạn có một hoặc nhiều bộ nguồn không cần thiết từ máy tính, vì hầu hết các chi tiết đều có thể được tìm thấy trong chúng. Đề án điển hình lò đơn giản nhất với một biến tần tự chế sẽ bao gồm các hạng mục như:

Biến tần để lắp đặt được lắp ráp theo sơ đồ do S. V. Kukhtetsky đề xuất cho các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Nó có thể dễ dàng tìm thấy trên Internet. Công suất của biến tần, được cung cấp bởi điện áp trong khoảng 12-35 volt, sẽ là 6 kilowatt và tần số hoạt động của nó sẽ là 40-80 kilohertz, điều này sẽ là quá đủ cho các dự án gia đình.

An toàn lao động

Vì làm việc với lò cảm ứng liên quan đến việc tiếp xúc chặt chẽ với kim loại nóng chảy và dòng điện có cường độ và tần số cao, nên cần quan tâm đến chất lượng nối đất của việc lắp đặt và phương tiện đáng tin cậy sự bảo vệ. Trong trường hợp này, quần áo phải tuân thủ nghiêm ngặt tất cả các yêu cầu:

Đừng quên về sự thông gió tốt của căn phòng mà chúng sẽ hoạt động. Kim loại nóng chảy giải phóng các chất hóa học vào không khí không tốt cho phổi của bạn.

Lò cảm ứng không còn là một điều mới lạ - phát minh này đã tồn tại từ thế kỷ 19, nhưng chỉ trong thời đại của chúng ta, với sự phát triển của công nghệ và cơ sở nguyên tố, nó cuối cùng bắt đầu đi vào cuộc sống hàng ngày ở khắp mọi nơi. Trước đây, có rất nhiều câu hỏi trong sự phức tạp của hoạt động của lò cảm ứng, không phải tất cả các quá trình vật lý đều được hiểu hết và bản thân thiết bị này có rất nhiều thiếu sót và chỉ được sử dụng trong công nghiệp, chủ yếu để nấu chảy kim loại.

Hiện nay, với sự ra đời của các bóng bán dẫn tần số cao mạnh mẽ và bộ vi điều khiển giá rẻ đã tạo ra bước đột phá trong mọi lĩnh vực khoa học và công nghệ, các lò cảm ứng thực sự hiệu quả đã xuất hiện có thể được sử dụng thoải mái cho các nhu cầu sinh hoạt (nấu nướng, đun nước, sưởi ấm) và thậm chí lắp ráp tay.

Cơ sở vật lý và nguyên lý hoạt động của lò

Hình 1. Sơ đồ lò cảm ứng

Trước khi chọn hoặc làm một lò sưởi cuộn cảm, bạn nên hiểu nó là gì. Gần đây, có một sự bùng nổ quan tâm đến chủ đề này, nhưng ít người có hiểu biết đầy đủ về vật lý của sóng từ. Điều này đã làm nảy sinh nhiều quan niệm sai lầm, lầm tưởng và rất nhiều sản phẩm tự làm không hiệu quả hoặc không an toàn. Bạn có thể làm một lò cảm ứng bằng tay của riêng bạn, nhưng trước đó bạn nên có ít nhất kiến thức cơ bản.

Bếp từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Yếu tố quan trọng ở đây là cuộn cảm, là một cuộn cảm chất lượng cao. Lò cảm ứng được sử dụng rộng rãi để đốt nóng hoặc nấu chảy các vật liệu dẫn điện, thường là kim loại, do tác dụng nhiệt tạo ra dòng điện xoáy trong chúng. Sơ đồ trên minh họa thiết kế của lò này (Hình 1).

Máy phát điện G tạo ra một điện áp tần số thay đổi được. Dưới tác dụng của suất điện động của nó, trong cuộn cảm L có dòng điện xoay chiều I 1 chạy qua. Cuộn cảm L cùng với tụ điện C là một mạch dao động điều hoà để cộng hưởng với tần số của nguồn G, nhờ đó hiệu suất của lò tăng lên đáng kể.

Theo quy luật vật lý, một từ trường xoay chiều H phát sinh trong không gian xung quanh cuộn cảm L. Trường này cũng có thể tồn tại trong không khí, nhưng các lõi sắt từ đặc biệt đôi khi được sử dụng để cải thiện hiệu suất, có tính dẫn từ tốt hơn so với không khí.

Đường sức của từ trường đi qua vật W, đặt bên trong cuộn cảm và cảm ứng trong nó từ thông F. Nếu vật liệu tạo ra phôi W có tính dẫn điện thì dòng điện cảm ứng I 2 xuất hiện trong nó, đóng bên trong và tạo thành dòng cảm ứng xoáy. Theo quy luật tác dụng nhiệt của dòng điện, dòng điện xoáy làm vật W nóng lên.

Làm một lò sưởi cảm ứng

Lò cảm ứng bao gồm hai khối chức năng chính: cuộn cảm (cuộn dây cảm ứng nung nóng) và máy phát điện (nguồn điện xoay chiều). Cuộn cảm là một ống đồng trần được cuộn lại thành hình xoắn ốc (Hình 2).

Để chế tạo lò tự chế có công suất không quá 3 kw, cuộn cảm phải được chế tạo với các thông số sau:

đường kính ống - 10 mm;
đường kính xoắn ốc - 8-15 cm;
số vòng của cuộn dây - 8-10;
khoảng cách giữa các lần lượt là 5-7 mm;
khoảng trống tối thiểu trên màn là 5 cm.

Các vòng quấn liền kề của cuộn dây không được phép chạm nhau, giữ khoảng cách quy định. Cuộn cảm không được tiếp xúc với màn hình bảo vệ khe hở giữa chúng không được nhỏ hơn quy định.

Sản xuất máy phát điện

Hình 3. Đề án về đèn

Cần lưu ý rằng một lò cảm ứng để sản xuất nó đòi hỏi ít nhất phải có kỹ năng và kỹ năng kỹ thuật vô tuyến trung bình. Điều đặc biệt quan trọng là họ phải tạo ra yếu tố quan trọng thứ hai - bộ tạo dòng điện tần số cao. Việc lắp ráp hay sử dụng lò nướng tự làm sẽ không hoạt động nếu không có kiến thức này. Hơn nữa, nó có thể nguy hiểm đến tính mạng.

Đối với những người tiếp nhận công việc kinh doanh này với kiến thức và hiểu biết về quy trình, có nhiều cách và kế hoạch khác nhau để lắp ráp lò cảm ứng. Khi chọn một mạch máy phát điện phù hợp, nên bỏ các lựa chọn có phổ phát xạ cứng. Chúng bao gồm sơ đồ phổ biến sử dụng khóa thyristor. Bức xạ tần số cao từ một máy phát điện như vậy có khả năng tạo ra nhiễu cực mạnh cho tất cả các thiết bị vô tuyến xung quanh.

Kể từ giữa thế kỷ 20, một lò cảm ứng được lắp ráp trên 4 ngọn đèn đã đạt được thành công lớn trong giới nghiệp dư của đài. Chất lượng và hiệu quả của nó còn xa so với loại tốt nhất và ngày nay rất khó tiếp cận các ống vô tuyến, tuy nhiên, nhiều người vẫn tiếp tục lắp ráp máy phát điện theo sơ đồ này, vì nó có một lợi thế lớn: phổ dải hẹp, mềm của dòng điện được tạo ra, do đó lò như vậy phát ra nhiễu tối thiểu và an toàn nhất có thể (Hình 3).

Chế độ hoạt động của máy phát điện này được thiết lập bằng cách sử dụng một tụ điện có thể thay đổi C. Sơ đồ cũng chứa một đèn neon L, được dùng như một chỉ báo.

Sơ đồ máy phát điện đa năng

Lò cảm ứng hiện đại hoạt động trên các yếu tố tiên tiến hơn - vi mạch và bóng bán dẫn. Đề án phổ quát của một máy phát điện đẩy, phát triển công suất lên đến 1 kW, đang đạt được thành công lớn. Nguyên tắc hoạt động dựa trên một máy phát kích từ độc lập, trong khi cuộn cảm được bật ở chế độ cầu nối (Hình 4).

Ưu điểm của máy phát điện đẩy được lắp ráp theo sơ đồ này:

Khả năng làm việc trên chế độ thứ 2 và thứ 3 ngoài chế độ chính.
Có chế độ làm nóng bề mặt.
Dải điều khiển 10-10000 kHz.
Phổ mềm của bức xạ trong toàn dải.
Không cần bảo vệ bổ sung.

Việc điều chỉnh tần số được thực hiện bằng một biến trở R 2. Dải tần hoạt động do tụ C 1 và C 2 đặt. Máy biến áp kết hợp giữa các đường dây phải có lõi ferit vòng có tiết diện ít nhất là 2 cm vuông. Dây quấn của máy biến áp được làm bằng dây tráng men, tiết diện 0,8-1,2 mm. Các bóng bán dẫn cần được đặt trên bộ tản nhiệt chung diện tích từ 400 sq.cm.

Kết luận về chủ đề

Trường điện từ (EMF) do lò cảm ứng phát ra ảnh hưởng đến tất cả các vật dẫn xung quanh. Nó cũng ảnh hưởng đến cơ thể con người. Các cơ quan nội tạng dưới tác dụng của EMF được làm ấm đồng đều, thân nhiệt tăng lên trong toàn bộ thể tích.

Vì vậy, khi làm việc với lò nướng, điều quan trọng là phải tuân theo những lưu ý nhất định để tránh những hậu quả tiêu cực.

Trước hết, vỏ máy phát điện phải được che chắn bằng vỏ bằng tôn mạ kẽm hoặc lưới mịn. Điều này sẽ làm giảm cường độ bức xạ từ 30-50 lần.

Cũng cần lưu ý rằng trong vùng lân cận của cuộn cảm, mật độ thông lượng năng lượng sẽ cao hơn, đặc biệt là dọc theo trục cuộn dây. Do đó phải đặt cuộn dây cảm ứng theo phương thẳng đứng, quan sát thấy sự nóng lên từ xa sẽ tốt hơn.

Nóng chảy cảm ứng là một quá trình được sử dụng rộng rãi trong luyện kim đen và kim loại màu. Nóng chảy trong các thiết bị gia nhiệt cảm ứng thường vượt trội hơn nung chảy bằng nhiên liệu về hiệu quả năng lượng, chất lượng sản phẩm và tính linh hoạt trong sản xuất. Những trước

công nghệ điện hiện đại

tính chất là do đặc điểm vật lý riêng của lò cảm ứng.

Trong quá trình nóng chảy cảm ứng, vật liệu rắn được chuyển sang pha lỏng dưới ảnh hưởng của trường điện từ. Như trong trường hợp gia nhiệt bằng cảm ứng, nhiệt được tạo ra trong vật liệu nóng chảy do hiệu ứng Joule từ các dòng điện xoáy cảm ứng. Dòng điện sơ cấp đi qua cuộn cảm tạo ra trường điện từ. Bất kể trường điện từ có được tập trung bởi các mạch từ hay không, hệ thống tải điện dẫn kết hợp có thể được biểu diễn như một máy biến áp với mạch từ hoặc như một máy biến áp không khí. Hiệu suất điện của hệ thống phụ thuộc nhiều vào các đặc tính ảnh hưởng từ trường của các phần tử kết cấu sắt từ.

Cùng với các hiện tượng nhiệt điện từ, lực điện động đóng vai trò quan trọng trong quá trình nóng chảy cảm ứng. Các lực này phải được tính đến, đặc biệt trong trường hợp nóng chảy trong các lò cảm ứng mạnh. Sự tương tác của các dòng điện cảm ứng trong chất tan chảy với từ trường tạo ra một lực cơ học (lực Lorentz)

Áp suất nóng chảy

Cơm. 7.21. Tác dụng của lực điện từ

Ví dụ, chuyển động hỗn loạn của sự tan chảy gây ra bởi các lực có rất tầm quan trọng lớn vừa để truyền nhiệt tốt, vừa để trộn và kết dính các phần tử không dẫn điện trong chất nóng chảy.

Có hai loại lò cảm ứng chính: lò nấu chén cảm ứng (ITF) và lò nấu kênh cảm ứng (IKP). Trong ITP, vật liệu nấu chảy thường được nạp từng miếng vào chén nung (Hình 7.22). Cuộn cảm bao phủ chén nung và vật liệu nấu chảy. Do không có trường tập trung của mạch từ, mối liên hệ điện từ giữa

công nghệ điện hiện đại

cuộn cảm và tải trọng phụ thuộc nhiều vào độ dày thành của chén sứ. Để đảm bảo hiệu suất điện cao, lớp cách điện phải càng mỏng càng tốt. Mặt khác, lớp lót phải đủ dày để chịu được ứng suất nhiệt và

chuyển động của kim loại. Do đó, cần có sự thỏa hiệp giữa các tiêu chí về điện và độ bền.

Đặc điểm quan trọng của nóng chảy cảm ứng trong IHF là chuyển động của nóng chảy và mặt khum do tác dụng của lực điện từ. Sự chuyển động của chất nóng chảy cung cấp cả sự phân bố nhiệt độ đồng đều và thành phần hóa học đồng nhất. Hiệu ứng trộn ở bề mặt nóng chảy làm giảm tổn thất vật liệu trong quá trình nạp lại các mẻ nhỏ và phụ gia. Mặc dù sử dụng vật liệu rẻ tiền, việc tái tạo thành phần nóng chảy không đổi đảm bảo chất lượng đúc cao.

Tùy thuộc vào kích thước, loại vật liệu được nấu chảy và lĩnh vực ứng dụng, các ITP hoạt động ở tần số công nghiệp (50 Hz) hoặc trung bình

công nghệ điện hiện đại

chúng ở tần số lên đến 1000 Hz. Loại thứ hai ngày càng trở nên quan trọng do hiệu quả cao trong quá trình nấu chảy gang và nhôm. Vì chuyển động của chất nóng chảy ở công suất không đổi bị suy giảm khi tần số ngày càng tăng, các công suất cụ thể cao hơn trở nên khả dụng ở tần số cao hơn và kết quả là năng suất cao hơn. Do công suất cao hơn, thời gian nấu chảy được rút ngắn, dẫn đến tăng hiệu suất của quá trình (so với các lò hoạt động ở tần suất công nghiệp). Theo quan điểm của các lợi thế công nghệ khác, chẳng hạn như tính linh hoạt trong việc thay đổi vật liệu nấu chảy, IHF tần số trung bình được thiết kế như một nhà máy nấu chảy mạnh hiện đang thống trị xưởng đúc sắt. Các ITP tần số trung bình công suất cao hiện đại để nấu chảy sắt có công suất đến 12 tấn và công suất lên đến 10 MW. ITP tần số công nghiệp được thiết kế cho công suất lớn hơn tần số trung bình, lên đến 150 tấn để nấu chảy sắt. Sự khuấy động mạnh của bồn tắm có Ý nghĩa đặc biệt trong quá trình nấu chảy các hợp kim đồng nhất, chẳng hạn như đồng thau, do đó, các ITP tần số công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực này. Cùng với việc sử dụng lò nung nấu chảy, chúng hiện cũng được sử dụng để giữ kim loại lỏng trước khi rót.

Phù hợp với cân bằng năng lượng của ITP (Hình 7.23), mức hiệu suất điện đối với hầu hết các loại lò là khoảng 0,8. Khoảng 20% năng lượng ban đầu bị mất trong cuộn cảm dưới dạng nhiệt điện. Tỷ số giữa tổn thất nhiệt qua thành chén so với nhiệt lượng gây ra trong quá trình nung chảy năng lượng điệnđạt 10% nên tổng hiệu suất của lò khoảng 0,7.

Loại lò cảm ứng phổ biến thứ hai là ICP. Chúng được sử dụng để đúc, giữ và đặc biệt là nấu chảy trong luyện kim đen và kim loại màu. ICP thường bao gồm một bể gốm và một hoặc nhiều bộ phận cảm ứng (Hình 7.24). TẠI

nguyên tắc, đơn vị cảm ứng có thể được biểu diễn dưới dạng một biến đổi-

Nguyên tắc hoạt động của ICP yêu cầu một vòng lặp thứ cấp khép kín vĩnh viễn, vì vậy các lò này hoạt động với cặn lỏng của quá trình nung chảy. Nhiệt hữu ích được tạo ra chủ yếu trong kênh có tiết diện nhỏ. Sự tuần hoàn của chất nóng chảy dưới tác dụng của lực điện từ và nhiệt đảm bảo truyền đủ nhiệt cho phần lớn chất nóng chảy trong bể. Cho đến nay, ICP đã được thiết kế cho tần số công nghiệp, nhưng công việc nghiên cứu cũng đang được thực hiện cho các tần số cao hơn. Nhờ thiết kế nhỏ gọn của lò và khớp nối điện từ rất tốt, hiệu suất điện của nó đạt 95%, và hiệu suất tổng thể đạt 80% và thậm chí 90%, tùy thuộc vào vật liệu được nấu chảy.

Phù hợp với các điều kiện công nghệ trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, ICP được yêu cầu thiết kế khác nhau các kênh cảm ứng. Lò đơn kênh chủ yếu được sử dụng để giữ và đúc,

công nghệ điện hiện đại

thép hiếm hơn nấu chảy ở công suất lắp đặt lên đến 3 MW. Để nấu chảy và giữ kim loại màu, thiết kế hai kênh được ưu tiên hơn, cung cấp sử dụng tốt nhất năng lượng. Trong lò luyện nhôm, các rãnh thẳng để làm sạch dễ dàng.

Sản xuất nhôm, đồng, đồng thau và hợp kim của chúng là lĩnh vực áp dụng chính của ICP. Ngày nay, các ICP mạnh mẽ nhất với công suất

lên đến 70 tấn và công suất lên đến 3 MW được sử dụng để nấu chảy nhôm. Cùng với hiệu suất điện cao trong sản xuất nhôm, tổn thất nóng chảy thấp là rất quan trọng, điều này quyết định trước sự lựa chọn của ICP.

Các ứng dụng đầy hứa hẹn của công nghệ nấu chảy cảm ứng là sản xuất các kim loại có độ tinh khiết cao như titan và các hợp kim của nó trong lò nung cảm ứng nấu nguội và nấu chảy gốm sứ như zirconium silicate và zirconium oxide.

Khi nung chảy trong lò cảm ứng, những ưu điểm của gia nhiệt cảm ứng được thể hiện rõ ràng, chẳng hạn như mật độ cao năng lượng và năng suất, đồng nhất hóa chất tan chảy do trộn, chính xác

công nghệ điện hiện đại

kiểm soát năng lượng và nhiệt độ, cũng như dễ dàng kiểm soát quá trình tự động, dễ kiểm soát bằng tay và tính linh hoạt cao. Hiệu suất điện và nhiệt cao, kết hợp với tổn thất nóng chảy thấp và do đó tiết kiệm nguyên liệu, dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cụ thể thấp và khả năng cạnh tranh với môi trường.

Tính ưu việt của các thiết bị nóng chảy cảm ứng so với các thiết bị sử dụng nhiên liệu không ngừng tăng lên do các nghiên cứu thực tế, được hỗ trợ bởi các phương pháp số để giải các bài toán điện từ và thủy động lực học. Ví dụ, chúng ta có thể lưu ý lớp phủ bên trong với các dải đồng của vỏ thép của ICP để làm nóng chảy đồng. Việc giảm tổn thất do dòng điện xoáy làm tăng 8% hiệu suất của lò và đạt 92%.

Cải thiện hơn nữa chỉ số kinh tế nóng chảy cảm ứng có thể thông qua việc sử dụng công nghệ hiện đạiđiều khiển như điều khiển song song hoặc công suất kép. Hai ITP song song có một nguồn điện và trong khi quá trình nấu chảy diễn ra ở một nguồn, kim loại nóng chảy được giữ trong một nguồn điện còn lại để rót. Việc chuyển đổi nguồn điện từ lò này sang lò khác giúp tăng hiệu suất sử dụng. Một phát triển tiếp theo của nguyên tắc này là quản lý năng lượng kép (Hình 7.25), cung cấp liên tục công việc đồng thời lò mà không cần chuyển đổi bằng cách sử dụng tự động hóa điều khiển quá trình đặc biệt. Cũng cần lưu ý rằng một phần không thể thiếu của kinh tế luyện là phần bù của tổng công suất phản kháng.

Kết luận, để chứng minh những ưu điểm của công nghệ cảm ứng tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu, có thể so sánh nhiên liệu và phương pháp nhiệt điện trong nấu chảy nhôm. Cơm. 7.26 cho thấy mức tiêu thụ năng lượng giảm đáng kể trên mỗi tấn nhôm khi nấu chảy

Chương 7

□ mất kim loại; Shch tan chảy

công nghệ điện hiện đại

lò kênh cảm ứng có công suất 50 tấn. Năng lượng tiêu thụ cuối cùng giảm khoảng 60% và năng lượng sơ cấp giảm 20%. Đồng thời, lượng khí thải CO2 được giảm thiểu đáng kể. (Tất cả các tính toán đều dựa trên chuyển đổi năng lượng điển hình của Đức và lượng khí thải CO2 từ các nhà máy điện hỗn hợp). Các kết quả thu được nhấn mạnh ảnh hưởng đặc biệt của sự thất thoát kim loại trong quá trình nóng chảy liên quan đến quá trình oxy hóa của nó. Việc bồi thường của họ đòi hỏi một lượng lớn năng lượng chi tiêu. Đáng chú ý là trong quá trình sản xuất đồng, tổn thất kim loại trong quá trình nấu chảy cũng lớn và cần được tính đến khi lựa chọn một hoặc một công nghệ nấu chảy khác.

Quá trình đốt nóng và nóng chảy kim loại trong lò cảm ứng xảy ra do quá trình đốt nóng bên trong và sự thay đổi của tinh thể ...

Cách tự tay lắp ráp lò nung chảy kim loại tại nhà

Kim loại nóng chảy bằng cảm ứng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau: luyện kim, cơ khí, đồ trang sức. Có thể lắp ráp bằng tay của chính bạn một loại lò nung cảm ứng đơn giản để nấu chảy kim loại tại nhà.

Nguyên tắc hoạt động

Sự nóng chảy và nóng chảy của kim loại trong lò cảm ứng xảy ra do sự đốt nóng bên trong và sự thay đổi mạng tinh thể của kim loại khi cho dòng điện xoáy tần số cao đi qua chúng. Quá trình này dựa trên hiện tượng cộng hưởng, trong đó dòng điện xoáy có giá trị cực đại.

Để gây ra dòng điện xoáy qua kim loại nóng chảy, người ta đặt nó vào vùng tác dụng của trường điện từ của cuộn cảm - cuộn dây. Nó có thể ở dạng xoắn ốc, hình số tám hoặc hình tam giác. Hình dạng của cuộn cảm phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của phôi được nung nóng.

Cuộn dây thuần cảm được nối với nguồn điện xoay chiều. Trong các lò nấu chảy công nghiệp, dòng điện tần số công nghiệp 50 Hz được sử dụng; để nấu chảy khối lượng nhỏ kim loại trong đồ trang sức, máy phát điện tần số cao được sử dụng vì chúng hiệu quả hơn.

Các loại

Dòng điện xoáy được đóng dọc theo một mạch giới hạn bởi từ trường của cuộn cảm. Do đó, có thể làm nóng các phần tử dẫn điện cả bên trong cuộn dây và từ phía bên ngoài của nó.

kênh, trong đó các kênh nằm xung quanh cuộn cảm là vật chứa để nấu chảy kim loại, và lõi nằm bên trong nó;
nồi nấu kim loại, họ sử dụng một thùng chứa đặc biệt - một nồi nấu bằng vật liệu chịu nhiệt, thường có thể tháo rời.

lò kênh quá tổng thể và được thiết kế cho khối lượng công nghiệp nấu chảy kim loại. Nó được sử dụng trong nấu chảy gang, nhôm và các kim loại màu khác.

lò luyện kim khá nhỏ gọn, nó được sử dụng bởi các thợ kim hoàn, đài nghiệp dư, một lò nướng như vậy có thể được lắp ráp bằng tay của riêng bạn và sử dụng tại nhà.

Thiết bị

Thiết kế đơn giản

máy phát điện tần số cao;
cuộn cảm - cuộn xoắn ốc tự làm bằng dây đồng hoặc ống;
nồi nấu kim loại.

Nồi nấu được đặt trong cuộn cảm, hai đầu cuộn dây được nối với nguồn dòng điện. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây, xung quanh nó sẽ xuất hiện một trường điện từ có vectơ thay đổi được. Trong từ trường, dòng điện xoáy sinh ra, hướng vuông góc với vectơ của nó và đi qua một vòng kín bên trong cuộn dây. Chúng đi qua kim loại được đặt trong chén nung, đồng thời nung nóng đến điểm nóng chảy.

Ưu điểm của lò cảm ứng:

gia nhiệt nhanh và đồng đều của kim loại ngay sau khi bật cài đặt;
định hướng của quá trình sưởi ấm - chỉ kim loại được làm nóng, và không phải toàn bộ cài đặt;
tốc độ nóng chảy cao và tính đồng nhất của chất nóng chảy;
không có sự bay hơi của các thành phần hợp kim của kim loại;
việc lắp đặt thân thiện với môi trường và an toàn.

Một biến tần hàn có thể được sử dụng như một máy phát điện của lò cảm ứng để nấu chảy kim loại. Bạn cũng có thể tự tay mình lắp ráp máy phát điện theo các sơ đồ dưới đây.

Lò nung chảy kim loại trên biến tần hàn

Thiết kế này đơn giản và an toàn vì tất cả các biến tần đều được trang bị bảo vệ quá tải bên trong. Toàn bộ việc lắp ráp lò trong trường hợp này là để tạo ra một cuộn cảm bằng tay của chính bạn.

Nó thường được thực hiện dưới dạng xoắn ốc từ một ống thành mỏng bằng đồng có đường kính 8 - 10 mm. Nó được uốn cong theo một khuôn mẫu có đường kính mong muốn, đặt các lần lượt ở khoảng cách 5-8 mm. Số lượng vòng quay từ 7 đến 12, tùy thuộc vào đường kính và đặc tính của biến tần. Tổng trở của cuộn cảm phải sao cho nó không gây ra quá dòng trong biến tần, nếu không nó sẽ bị vấp bởi bảo vệ bên trong.

Cuộn cảm có thể được lắp trong vỏ bằng graphite hoặc textolite và có thể lắp chén nung bên trong. Bạn chỉ cần đặt cuộn cảm trên bề mặt chịu nhiệt. Vỏ không được dẫn dòng điện, nếu không mạch dòng điện xoáy sẽ đi qua nó và công suất của việc lắp đặt sẽ bị giảm. Vì lý do tương tự, không nên đặt các vật lạ vào vùng nóng chảy.

Khi làm việc từ một biến tần hàn, vỏ của nó phải được nối đất! Ổ cắm và hệ thống dây điện phải được đánh giá phù hợp với dòng điện do biến tần kéo ra.

Hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà riêng dựa trên hoạt động của lò nung hoặc nồi hơi, hiệu suất cao và tuổi thọ lâu dài không bị gián đoạn, điều này phụ thuộc vào cả thương hiệu và cách lắp đặt các thiết bị sưởi ấm, và cài đặt chính xácống khói.

Transistor cảm ứng lò: mạch

Có nhiều nhiều cách khác nhau lắp ráp lò sưởi cảm ứng bằng tay của riêng bạn. Một sơ đồ khá đơn giản và đã được chứng minh của một lò nung chảy kim loại được thể hiện trong hình:

hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường loại IRFZ44V;
hai điốt UF4007 (bạn cũng có thể sử dụng UF4001);
điện trở 470 Ohm, 1 W (bạn có thể lấy hai nối tiếp 0,5 W mỗi cái);
tụ phim 250 V: 3 cái với dung lượng 1 microfarad; 4 miếng - 220 nF; 1 mảnh - 470 nF; 1 mảnh - 330 nF;
dây quấn bằng đồng tráng men cách điện Ø1,2 mm;
dây quấn bằng đồng tráng men cách điện Ø2 mm;
hai vòng từ cuộn cảm lấy từ nguồn điện máy tính.

Trình tự lắp ráp tự làm:

Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường được gắn trên bộ tản nhiệt. Vì mạch rất nóng trong quá trình hoạt động, nên bộ tản nhiệt phải đủ lớn. Bạn cũng có thể lắp chúng trên một bộ tản nhiệt, nhưng sau đó bạn cần phải cách ly các bóng bán dẫn khỏi kim loại bằng cách sử dụng các miếng đệm và vòng đệm làm bằng cao su và nhựa. Sơ đồ chân của bóng bán dẫn hiệu ứng trường được thể hiện trong hình.

Nó là cần thiết để làm cho hai cuộn cảm. Đối với sản xuất của họ, dây đồng có đường kính 1,2 mm được quấn quanh các vòng được lấy từ nguồn điện của bất kỳ máy tính nào. Những chiếc vòng này được làm bằng sắt từ bột. Chúng cần được quấn từ 7 đến 15 vòng dây, cố gắng duy trì khoảng cách giữa các vòng dây.

Các tụ điện được liệt kê ở trên được lắp ráp thành một pin có tổng dung lượng là 4,7 microfarads. Kết nối các tụ điện - song song.

Cuộn cảm làm bằng dây đồng có đường kính 2 mm. 7 - 8 vòng dây quấn được quấn trên một vật hình trụ phù hợp với đường kính của nồi nấu, chừa ra các đầu dây đủ dài để nối với mạch điện.
Nối các phần tử trên bảng phù hợp với sơ đồ. Pin 12 V, 7,2 A / h được dùng làm nguồn điện. Dòng điện tiêu thụ ở chế độ hoạt động là khoảng 10 A, dung lượng pin trong trường hợp này đủ dùng trong khoảng 40 phút, nếu cần, thân lò được làm bằng vật liệu chịu nhiệt, chẳng hạn như textolite. có thể thay đổi bằng cách thay đổi số vòng dây của cuộn cảm và đường kính của chúng.

Trong thời gian hoạt động kéo dài, các bộ phận của bộ gia nhiệt có thể quá nóng! Bạn có thể dùng quạt để làm mát chúng.

Lò sưởi cảm ứng để nấu chảy kim loại: video

Đèn cảm ứng lò

Lò cảm ứng mạnh hơn để nấu chảy kim loại có thể được lắp ráp bằng tay trên các ống chân không. Sơ đồ của thiết bị được thể hiện trong hình.

Để tạo ra dòng điện cao tần, người ta dùng 4 đèn chùm mắc song song. Một ống đồng có đường kính 10 mm được dùng làm cuộn cảm. Thiết bị được trang bị một tụ điện để điều chỉnh công suất. Tần số đầu ra là 27,12 MHz.

Để lắp ráp mạch bạn cần:

4 ống chân không - tetrodes, bạn có thể sử dụng 6L6, 6P3 hoặc G807;
4 cuộn cảm cho 100 ... 1000 μH;
4 tụ điện ở 0,01 uF;
đèn báo neon;
điều chỉnh tụ điện.

Lắp ráp thiết bị bằng tay của chính bạn:

Một cuộn cảm được làm từ một ống đồng, uốn cong nó theo hình thức xoắn ốc. Đường kính của các vòng quay từ 8-15 cm, khoảng cách giữa các vòng quay ít nhất là 5 mm. Các đầu được hàn thiếc để hàn vào mạch. Đường kính của cuộn cảm phải lớn hơn đường kính của chén nung bên trong là 10 mm.
Đặt cuộn cảm trong vỏ. Nó có thể được làm từ vật liệu không dẫn nhiệt chịu nhiệt, hoặc từ kim loại, cung cấp cách nhiệt và cách điện từ các phần tử mạch điện.
Các tầng đèn được lắp ráp theo sơ đồ với tụ điện và cuộn cảm. Các tầng được kết nối song song.
Kết nối một đèn báo neon - nó sẽ báo hiệu sự sẵn sàng hoạt động của mạch. Đèn được đưa đến nhà lắp đặt.
Một tụ điện điều chỉnh có điện dung thay đổi được bao gồm trong mạch, tay cầm của nó cũng được hiển thị trên vỏ máy.

Đối với tất cả những người yêu thích các món ngon hun khói lạnh, chúng tôi cung cấp cho bạn học cách tạo khói lạnh bằng tay nhanh chóng và dễ dàng tại đây, và tại đây bạn có thể làm quen với hình ảnh và video hướng dẫn làm máy tạo khói hun khói lạnh.

Làm mát mạch

Các nhà máy nấu chảy công nghiệp được trang bị hệ thống làm mát cưỡng bức sử dụng nước hoặc chất chống đông. Làm mát bằng nước tại nhà sẽ đòi hỏi thêm chi phí, tương đương với chi phí của chính nhà máy nấu chảy kim loại.

Có thể làm mát không khí bằng quạt với điều kiện quạt đủ xa. Nếu không, cuộn dây kim loại và các phần tử khác của quạt sẽ đóng vai trò như một mạch bổ sung để đóng dòng điện xoáy, điều này sẽ làm giảm hiệu quả của việc lắp đặt.

Các phần tử của mạch điện tử và đèn cũng có thể tích cực làm nóng. Để làm mát chúng, bộ tản nhiệt loại bỏ nhiệt được cung cấp.

Các biện pháp an toàn lao động

Nguy hiểm chính khi làm việc với cài đặt tự chế- nguy cơ bỏng do các bộ phận được đốt nóng của thiết bị và kim loại nóng chảy.
Mạch đèn bao gồm các phần tử có điện áp cao, vì vậy nó phải được đặt trong một hộp kín, loại bỏ sự tiếp xúc ngẫu nhiên với các phần tử.
Trường điện từ có thể ảnh hưởng đến các vật thể bên ngoài vỏ thiết bị. Vì vậy, trước khi làm việc, tốt hơn là mặc quần áo không có yếu tố kim loại, loại bỏ khỏi khu vực hoạt động thiết bị phức tạp: điện thoại, máy ảnh kỹ thuật số.

Lò nấu chảy kim loại trong nước cũng có thể được sử dụng để nhanh chóng làm nóng các phần tử kim loại, ví dụ, khi chúng được đóng hộp hoặc định hình. Các đặc điểm của cài đặt được trình bày có thể được điều chỉnh để nhiệm vụ cụ thể, thay đổi các thông số của cuộn cảm và tín hiệu đầu ra tổ máy phát điện- để bạn có thể đạt được hiệu quả tối đa của chúng.

Lò cảm ứng được sử dụng để nấu chảy kim loại và được phân biệt bởi thực tế là chúng được đốt nóng bằng dòng điện. Sự kích thích của dòng điện xảy ra trong cuộn cảm, hay đúng hơn là trong trường không thay đổi.

Trong các cấu trúc như vậy, năng lượng được chuyển đổi nhiều lần (theo trình tự này):

vào điện từ
điện;
nhiệt.

Những lò như vậy cho phép sử dụng nhiệt từ hiệu quả tối đa, điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì chúng là loại tiên tiến nhất trong số các mẫu hiện có chạy bằng điện.

Ghi chú! Thiết kế cảm ứng có hai loại - có hoặc không có lõi. Trong trường hợp đầu tiên, kim loại được đặt trong một máng hình ống, nằm xung quanh cuộn cảm. Lõi nằm trong chính cuộn cảm. Tùy chọn thứ hai được gọi là nồi nấu kim loại, vì trong đó kim loại với nồi nấu kim loại đã nằm trong chỉ thị. Tất nhiên, không thể nói về bất kỳ điều cốt lõi nào trong trường hợp này.

Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ nói về cách làmLò nướng cảm ứng tự làm.

Ưu và nhược điểm của thiết kế cảm ứng

Trong số nhiều lợi ích sau:

vệ sinh môi trường và an toàn;
tăng tính đồng nhất của sự nóng chảy do chuyển động tích cực của kim loại;
tốc độ - lò có thể được sử dụng gần như ngay lập tức sau khi bật;
vùng và định hướng tập trung của năng lượng;
tốc độ nóng chảy cao;
thiếu chất thải từ các chất hợp kim;
khả năng điều chỉnh nhiệt độ;
nhiều khả năng kỹ thuật.

Nhưng cũng có những nhược điểm.

Xỉ được nung nóng bởi kim loại, do đó nó có nhiệt độ thấp.
Nếu xỉ nguội thì rất khó loại bỏ photpho và lưu huỳnh ra khỏi kim loại.
Giữa cuộn dây và kim loại nóng chảy, từ trường tiêu tán, do đó cần phải giảm độ dày lớp lót. Điều này sẽ sớm dẫn đến thực tế là bản thân lớp lót sẽ bị hỏng.

Video - Lò cảm ứng

Ứng dụng công nghiệp

Cả hai tùy chọn thiết kế đều được sử dụng trong quá trình nấu chảy sắt, nhôm, thép, magiê, đồng và kim loại quý. Khối lượng hữu ích của các cấu trúc như vậy có thể từ vài kg đến vài trăm tấn.

Lò sử dụng trong công nghiệp được chia thành nhiều loại.

Thiết kế tần số trung bình thường được sử dụng trong cơ khí và luyện kim. Với sự giúp đỡ của họ, thép được nấu chảy, và khi sử dụng nồi nấu kim loại màu bằng than chì, các kim loại màu cũng bị nấu chảy.
Thiết kế tần số công nghiệp được sử dụng trong luyện sắt.
Cấu trúc điện trở dùng để nấu chảy nhôm, hợp kim nhôm, kẽm.

Ghi chú! Đó là công nghệ cảm ứng đã hình thành nền tảng của các thiết bị phổ biến hơn - lò vi sóng.

sử dụng trong nước

Vì những lý do hiển nhiên, lò nấu chảy cảm ứng hiếm khi được sử dụng trong gia đình. Nhưng công nghệ được mô tả trong bài báo được tìm thấy trong hầu hết các ngôi nhà và căn hộ hiện đại. Đây là những lò vi sóng đã đề cập ở trên, và bếp từ, và lò nướng điện.

Ví dụ, hãy xem xét các tấm. Chúng làm nóng bát đĩa do dòng điện xoáy cảm ứng, kết quả là quá trình đốt nóng xảy ra gần như ngay lập tức. Có đặc điểm là không thể bật đầu đốt mà trên đó không có bát đĩa.

Hiệu suất của bếp từ đạt 90%. Để so sánh: đối với bếp điện là khoảng 55-65%, và đối với bếp gas - không quá 30-50%. Nhưng xét một cách công bằng, điều đáng chú ý là hoạt động của những chiếc bếp được mô tả đòi hỏi những món ăn đặc biệt.

Lò cảm ứng tự chế

Cách đây không lâu, các nhà đài nghiệp dư trong nước đã chứng minh rõ ràng rằng bạn có thể tự làm một lò cảm ứng. Ngày nay có rất nhiều các kế hoạch khác nhau và công nghệ sản xuất, nhưng chúng tôi chỉ đưa ra những công nghệ phổ biến nhất, có nghĩa là hiệu quả và dễ thực hiện nhất.

Lò cảm ứng từ máy phát tần số cao

Dưới đây là mạch điện để chế tạo một thiết bị tự chế từ máy phát điện tần số cao (27,22 megahertz).

Ngoài máy phát điện, việc lắp ráp sẽ yêu cầu bốn bóng đèn công suất cao và một đèn hạng nặng để chỉ báo sẵn sàng hoạt động.

Ghi chú! Sự khác biệt chính giữa lò, được thực hiện theo sơ đồ này, là tay cầm bình ngưng - trong trường hợp này, nó nằm ở bên ngoài.

Ngoài ra, kim loại trong cuộn dây (cuộn cảm) sẽ nóng chảy trong thiết bị có công suất nhỏ nhất.

Khi chế tạo cần nhớ một số điểm quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ đóng ván kim loại. Nó:

sức mạnh;
tần số;
lỗ xoáy;
tốc độ truyền nhiệt;
mất trễ.

Thiết bị sẽ được cung cấp bởi mạng 220 V tiêu chuẩn, nhưng với một bộ chỉnh lưu được cài đặt sẵn. Nếu lò được thiết kế để sưởi ấm một căn phòng, thì bạn nên sử dụng xoắn ốc nichrome, và nếu để nấu chảy thì dùng chổi than chì. Chúng ta hãy làm quen với từng cấu trúc một cách chi tiết hơn.

Video - Thiết kế biến tần hàn

Bản chất của thiết kế như sau: một cặp chổi than chì được lắp đặt và đá granit bột được đổ vào giữa chúng, sau đó một máy biến áp bậc xuống được kết nối. Đặc điểm là khi nấu luyện không sợ bị điện giật vì không cần sử dụng 220 V.

Công nghệ lắp ráp

Bước 1. Căn cứ sẽ - quyền anh từ gạch nung kích thước 10x10x18 cm, lát trên nền gạch chịu lửa.

Bước 2. Đóng hộp xong bằng bìa cứng amiăng. Sau khi làm ướt bằng nước, vật liệu sẽ mềm ra, cho phép bạn tạo ra bất kỳ hình dạng nào. Nếu muốn, cấu trúc có thể được quấn bằng dây thép.

Ghi chú! Kích thước của hộp có thể thay đổi tùy thuộc vào công suất của máy biến áp.

Bước 3 Sự lựa chọn tốt nhấtđối với lò than chì - máy biến áp từ máy hàn có công suất 0,63 kW. Nếu máy biến áp được thiết kế cho 380 V, thì nó có thể được quấn lại, mặc dù nhiều thợ điện có kinh nghiệm nói rằng bạn có thể để nguyên mọi thứ.

Bước 4. Máy biến áp được bọc bằng nhôm mỏng - vì vậy cấu trúc sẽ không bị nóng trong quá trình hoạt động.

Bước 5. Chổi than chì được lắp đặt, một lớp nền bằng đất sét được lắp vào đáy hộp - để kim loại nóng chảy sẽ không lan ra.

Ưu điểm chính của lò như vậy là nhiệt độ cao, phù hợp ngay cả để nấu chảy platin hoặc palladium. Nhưng trong số những điểm hạn chế đó là sự nóng lên nhanh chóng của máy biến áp, một khối lượng nhỏ (có thể nấu chảy không quá 10 g một lần). Vì lý do này, một thiết kế khác sẽ được yêu cầu để nấu chảy khối lượng lớn.

Vì vậy, để nấu chảy khối lượng lớn kim loại, cần phải có lò nung với dây nichrome. Nguyên lý hoạt động của thiết kế khá đơn giản: một dòng điện được đưa vào một đường xoắn ốc nichrome, làm nóng chảy kim loại. Có rất nhiều công thức khác nhau trên Web để tính chiều dài của dây, nhưng về nguyên tắc, chúng đều giống nhau.

Bước 1. Đối với đường xoắn ốc, sử dụng nichrome ø0,3 mm, dài khoảng 11 m.

Bước 2. Dây phải được quấn. Để làm điều này, bạn cần một ống đồng thẳng ø5 mm - một hình xoắn ốc được quấn trên đó.

Bước 3 Sử dụng một chén nhỏ ống gốmø1,6 cm và dài 15 cm. Một đầu của ống được cắm bằng sợi amiăng - để kim loại nóng chảy sẽ không chảy ra ngoài.

Bước 4. Sau khi kiểm tra hiệu suất và đường xoắn ốc được đặt xung quanh đường ống. Đồng thời, sợi amiăng tương tự được đặt giữa các vòng xoắn - nó sẽ ngăn chặn hiện tượng đoản mạch và hạn chế sự xâm nhập của oxy.

Bước 5. Cuộn dây đã hoàn thành được đặt vào hộp mực từ đèn công suất cao. Hộp mực như vậy thường bằng gốm và có kích thước theo yêu cầu.

Những lợi thế của một thiết kế như vậy:

năng suất cao (lên đến 30 g mỗi lần chạy);
làm nóng nhanh (khoảng năm phút) và làm lạnh lâu;
dễ sử dụng - thuận tiện để đổ kim loại vào khuôn;
thay thế nhanh chóng các vòng xoắn trong trường hợp kiệt sức.

Nhưng tất nhiên, có những nhược điểm:

nichrome cháy hết, đặc biệt nếu vòng xoắn cách nhiệt kém;
không an toàn - thiết bị được kết nối với nguồn điện 220 V.

Ghi chú! Bạn không thể thêm kim loại vào bếp nếu phần trước đó đã được nấu chảy ở đó. Nếu không, tất cả vật liệu sẽ vương vãi khắp phòng, hơn nữa có thể làm mắt bị thương.

Là một kết luận

Như bạn thấy, bạn vẫn có thể tự làm lò cảm ứng. Nhưng thành thật mà nói, thiết kế được mô tả (giống như mọi thứ có sẵn trên Internet) hoàn toàn không phải là một cái lò, mà là một biến tần trong phòng thí nghiệm Kukhtetsky. Thu thập đầy đủ thiết kế cảm ứngở nhà đơn giản là không thể.

Tổng biên tập

Làm thế nào để làm cho một lò sưởi cảm ứng bằng tay của riêng bạn?

Máy sưởi điện

Máy sưởi cảm ứng hoạt động dựa trên nguyên tắc “lấy dòng điện từ tính”. Trong cuộn dây đặc biệt sinh ra từ trường xoay chiều công suất lớn, từ trường này tạo ra dòng điện xoáy trong dây dẫn kín.

Vật dẫn kín trong bếp từ là những đồ dùng bằng kim loại, được dòng điện xoáy làm nóng. Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của các thiết bị này không phức tạp, với một ít kiến thức về vật lý và kỹ thuật điện, bạn sẽ không khó để tự tay mình lắp ráp một chiếc lò sưởi cảm ứng.

Các thiết bị sau có thể được sản xuất độc lập:

Thiết bịđể làm nóng chất làm mát trong lò hơi gia nhiệt.
Lò nướng miniđể nấu chảy kim loại.
Tấmđể nấu thức ăn.

Bếp từ do-it-yourself phải được sản xuất tuân thủ tất cả các tiêu chuẩn và quy tắc cho hoạt động của các thiết bị này. Nếu bức xạ điện từ nguy hiểm cho con người được phát ra bên ngoài vỏ máy theo các hướng bên thì nghiêm cấm sử dụng thiết bị đó.

Ngoài ra, một khó khăn lớn trong việc thiết kế bếp nằm ở việc lựa chọn chất liệu làm chân bếp, phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Lý tưởng để dẫn bức xạ điện từ.
Không dẫn điện.
Chịu được căng thẳng nhiệt độ cao.

Trong bếp từ gia dụng, gốm sứ đắt tiền được sử dụng; trong sản xuất bếp từ tại nhà, rất khó để tìm ra một chất thay thế xứng đáng cho vật liệu đó. Do đó, để bắt đầu, bạn nên thiết kế một cái gì đó đơn giản hơn, ví dụ, một lò cảm ứng để làm cứng kim loại.

Hướng dẫn sản xuất

Hình 1. Sơ đồ điện của bộ gia nhiệt cảm ứng

Hình 2. Thiết bị.

Hình 3. Sơ đồ của một lò sưởi cảm ứng đơn giản

Để sản xuất lò, bạn sẽ cần các vật liệu và công cụ sau:

mỏ hàn;
chất hàn;
bảng textolite.
máy khoan mini.
nguyên tố phóng xạ.
miếng dán giảm sốt.
thuốc thử hóa học để ăn mòn bảng.

Vật liệu bổ sung và các tính năng của chúng:

Để tạo ra một cuộn dây, sẽ phát ra từ trường xoay chiều cần thiết để đốt nóng, cần chuẩn bị một đoạn ống đồng có đường kính 8 mm, dài 800 mm.
Bóng bán dẫn công suất mạnh mẽ là phần đắt nhất của cài đặt cảm ứng tự chế. Để lắp mạch tạo tần số cần chuẩn bị 2 phần tử như vậy. Với những mục đích này, bóng bán dẫn của các nhãn hiệu là phù hợp: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Trong sản xuất mạch, 2 bóng bán dẫn hiệu ứng trường giống hệt nhau được sử dụng.
Để sản xuất mạch dao động bạn sẽ cần tụ điện gốm có công suất 0,1 mF và điện áp hoạt động là 1600 V. Để dòng điện xoay chiều công suất lớn hình thành trong cuộn dây, cần có 7 tụ điện như vậy.
Trong quá trình hoạt động của một thiết bị cảm ứng như vậy Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường sẽ rất nóng và nếu bộ tản nhiệt bằng hợp kim nhôm không được gắn vào chúng, thì sau vài giây hoạt động ở công suất tối đa, các phần tử này sẽ hỏng. Các bóng bán dẫn nên được đặt trên các tấm tản nhiệt thông qua một lớp keo tản nhiệt mỏng, nếu không hiệu quả của việc làm mát như vậy sẽ rất thấp.
Điốt, được sử dụng trong lò sưởi cảm ứng, phải là hành động cực nhanh. Phù hợp nhất cho mạch này, điốt: MUR-460; UV-4007; HER-307.
Điện trở được sử dụng trong mạch 3: 10 kOhm với công suất 0,25 W - 2 chiếc. và công suất 440 ohm - 2 watt. Điốt Zener: 2 chiếc. với điện áp hoạt động là 15 V. Công suất của điốt zener ít nhất phải là 2 watt. Một cuộn cảm để kết nối với các đầu ra điện của cuộn dây được sử dụng với cảm ứng.
Để cung cấp năng lượng cho toàn bộ thiết bị, bạn sẽ cần một bộ nguồn có công suất lên đến 500. W. và điện áp 12 - 40 V. Bạn có thể cấp nguồn cho thiết bị này từ pin ô tô, nhưng bạn sẽ không thể nhận được chỉ số công suất cao nhất ở điện áp này.

Quá trình sản xuất một máy phát điện và cuộn dây điện tử mất một ít thời gian và được thực hiện theo trình tự sau:

Từ ống đồng người ta tạo hình xoắn ốc có đường kính 4 cm Để tạo hình xoắn ốc, người ta quấn một ống đồng vào một thanh có bề mặt phẳng có đường kính 4 cm, hình xoắn ốc phải có 7 vòng không được chạm vào nhau. Các vòng lắp được hàn vào 2 đầu của ống để kết nối với các bộ tản nhiệt của bóng bán dẫn.
Bảng mạch in được thực hiện theo sơ đồ. Nếu có thể cung cấp tụ điện bằng polypropylene, thì do các phần tử đó có tổn hao tối thiểu và hoạt động ổn định ở biên độ dao động điện áp lớn, thiết bị sẽ hoạt động ổn định hơn nhiều. Các tụ điện trong mạch được mắc song song tạo thành mạch dao động với cuộn dây đồng chất.
Gia nhiệt kim loại xảy ra bên trong cuộn dây, sau khi mạch được kết nối với nguồn điện hoặc pin. Khi nung nóng kim loại phải đảm bảo không để các cuộn dây lò xo bị đoản mạch. Nếu bạn chạm vào kim loại nung nóng 2 vòng của cuộn dây cùng một lúc, thì các bóng bán dẫn bị hỏng ngay lập tức.

Khi tiến hành thí nghiệm nung nóng và làm cứng kim loại, bên trong cuộn dây cảm ứng, nhiệt độ có thể đáng kể và lên tới 100 độ C. Hiệu ứng sưởi ấm này có thể được sử dụng để làm nóng nước sinh hoạt hoặc sưởi ấm một ngôi nhà.
Sơ đồ của lò sưởi được thảo luận ở trên (Hình 3), ở mức tải tối đa, nó có thể cung cấp bức xạ năng lượng từ trường bên trong cuộn dây bằng 500 watt. Công suất như vậy không đủ để làm nóng một khối lượng lớn nước, và việc chế tạo một cuộn dây cảm ứng công suất lớn sẽ đòi hỏi phải chế tạo một mạch điện trong đó cần sử dụng các phần tử vô tuyến rất đắt tiền.
Một giải pháp ngân sách để tổ chức sự gia nhiệt cảm ứng của chất lỏng, là việc sử dụng một số thiết bị được mô tả ở trên, được sắp xếp theo chuỗi. Trong trường hợp này, các đường xoắn ốc phải nằm trên cùng một đường thẳng và không có dây dẫn kim loại chung.
như một bộ trao đổi nhiệtmột ống thép không gỉ có đường kính 20 mm được sử dụng. Một số hình xoắn ốc cảm ứng được "xâu" vào đường ống, để bộ trao đổi nhiệt nằm giữa đường xoắn ốc và không tiếp xúc với các vòng xoắn của nó. Với việc bao gồm đồng thời 4 thiết bị như vậy, công suất sưởi sẽ là khoảng 2 kW, đã đủ để làm nóng dòng chảy của chất lỏng với một lượng nước tuần hoàn nhỏ, đến các giá trị cho phép sử dụng thiết kế này trong nguồn cung cấp. nước ấm ngôi nhà nhỏ.
Nếu bạn kết nối một bộ phận sưởi ấm như vậy với một bể cách nhiệt tốt, sẽ được đặt phía trên lò sưởi, kết quả sẽ là một hệ thống nồi hơi, trong đó việc đốt nóng chất lỏng sẽ được thực hiện bên trong đường ống không gỉ, nước nóng sẽ bốc lên và chất lỏng lạnh hơn sẽ diễn ra.
Nếu diện tích của ngôi nhà là đáng kể, số lượng cuộn dây cảm ứng có thể được tăng lên đến 10 cái.
Công suất của một lò hơi như vậy có thể dễ dàng điều chỉnh bằng cách tắt hoặc trên các đường xoắn ốc. Càng nhiều phần được bật đồng thời, công suất của thiết bị sưởi hoạt động theo cách này sẽ càng lớn.
Để cấp nguồn cho một mô-đun như vậy, bạn cần một nguồn điện mạnh. Nếu có biến tần máy hàn dòng điện một chiều, sau đó có thể tạo ra một bộ chuyển đổi điện áp của công suất cần thiết từ nó.
Do hệ thống hoạt động không đổi dòng điện , không vượt quá 40 V, hoạt động của một thiết bị như vậy là tương đối an toàn, điều chính là cung cấp hộp cầu chì trong mạch nguồn máy phát điện, trong trường hợp ngắn mạch, sẽ làm mất điện hệ thống, do đó loại trừ khả năng xảy ra hỏa hoạn.
Có thể tổ chức sưởi ấm "miễn phí" ngôi nhà theo cách này, với điều kiện là pin được lắp vào các thiết bị cảm ứng, sẽ được sạc bằng năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Pin nên được kết hợp trong các phần của 2, mắc nối tiếp. Kết quả là, điện áp cung cấp với kết nối như vậy sẽ ít nhất là 24 V., điều này sẽ đảm bảo hoạt động của lò hơi ở công suất cao. Ngoài ra, kết nối nối tiếp sẽ làm giảm dòng điện trong mạch và tăng tuổi thọ của pin.

Hoạt động của các thiết bị sưởi cảm ứng tự chế, không phải lúc nào cũng có thể loại trừ sự lây lan của bức xạ điện từ có hại cho con người, do đó, lò hơi cảm ứng nên được lắp đặt trong cơ sở không phải nhà ở và được che chắn bằng thép mạ kẽm.
Bắt buộc khi làm việc với điện các quy định an toàn phải được tuân thủ và, đặc biệt là đối với mạng 220 V AC.
Như một thử nghiệm bạn có thể làm một cái bếp để nấu ăn theo sơ đồ được chỉ ra trong bài báo, nhưng không nên vận hành liên tục thiết bị này do khả năng tự sản xuất tấm chắn của thiết bị này không hoàn hảo, vì điều này, cơ thể con người có thể tiếp xúc với bức xạ điện từ có hại. ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.