Indukcijski grijač za laboratorije i trgovine

Post objašnjava kako napraviti mali domaći krug indukcijskog grijača za laboratorije i trgovine za obavljanje malih zahvata grijanja poput topljenja ukrasa ili ključanja male količine tekućina pomoću električne energije ili baterije Ideju su zatražili gospodin Suni i gospodin Naeem

1. Ciljevi i zahtjevi sklopa
2. Naš je izazov izraditi indukcijski krug za uporabu od 12 V do 24 V s ravnom spiralom koja u što kraćem vremenu može prokuhati pola litre vode.
3. Primarni je cilj aktivirati indukcijski krug, ali postoje i drugi izazovi koji su opisani u nastavku.
4. Spremnik u kojem bi voda trebala kipjeti izrađen je od dvostrukih stijenki od nehrđajućeg čelika i izoliran je, a udaljenost između vanjskog i unutarnjeg spremnika u kojem radi indukcija iznosi oko 5-7 mm.
5. Odabrali smo indukciju kako bismo zaštitili elektroničke komponente od topline uobičajene spiralne zavojnice grijača koja je moguća kada je spremnik izoliran.
6. Vanjski spremnik ima promjer Ø 70 mm, a prostor za elektroničke komponente visok je 20 mm, pa je još jedan izazov vidjeti imamo li prostora za komponente.
7. U vezi s napajanjem spojen je nagibni prekidač koji prekida napajanje indukcijske petlje u slučaju da se spremnik nagne za 15 stupnjeva ili više. Kad se prekine napajanje indukcijskog kruga, to pokreće zvučni signal.
8. Nadalje, indukcijska petlja spojena je na dva termostata. Jedan termostat koji prekida napajanje indukcijskog kruga kad voda dosegne točku vrenja, a drugi termostat koji preuzima kako bi održavao temperaturu vode na oko 60 stupnjeva - ne znaju hoće li to zahtijevati programabilni krug. Također bih želio znati postoje li dostupni infracrveni termostati.
9. Znam da je to puno odjednom, ali kao što je spomenuto, primarni je cilj aktivirati indukcijski krug. Je li moguće da nam pošaljete popis potrebnih komponenata i dijagram kruga.
10. Radujemo se što ćemo se čuti!
11. S poštovanjem, Súni Christiansen
12. pozdrav gospodine, trebam shemu električnog kruga indukcijskog grijača za našu trgovinu, imamo zlatarnicu
13. pa želim da se topi srebro, a ponekad i zlato, ali ako u pošaljem mali krug s napajanjem bez transformatora, to će biti dobro za mene.
14. Na internetu sam vidio vrlo mali projekt za indukcijski grijač, ali ne mogu pronaći napajanje bez tansfomerlesa, možete li mi pomoći ako u pošaljete i projektni indukcijski grijač i njegov napajač bez transformatora

Dizajn

U jednom od ranijih postova naučili smo osnovnu metodu projektiranje prilagođenog kruga indukcijskog grijača optimizacijom rezonancije kruga LC spremnika, ovdje ćemo primijeniti isti koncept i vidjeti kako se predloženi domaći krug indukcijskog grijača može izgraditi za upotrebu u laboratorijima i draguljarnicama.

Sljedeća slika prikazuje standardni dizajn indukcijskog grijača koji se može prilagoditi prema zahtjevu korisnika, prema njihovim individualnim željama.

Kružni dijagram

Kružni rad

Cijeli sklop konfiguriran je oko popularnog punog mosta IC IRS2453 koji zaista izrađuje projektiranje pretvarača s punim mostom izuzetno lako i pouzdano. Ovdje koristimo ovaj IC za izradu kruga pretvarača indukcijskog grijača istosmjernog do istosmjernog napona.

Kao što se može vidjeti u dizajnu, IC koristi samo 4 N-kanalne MOSFET-ove za uvođenje topologije punog mosta pretvarača, osim toga IC uključuje ugrađeni oscilator i bootstrapping mrežu koja osigurava izuzetno kompaktan dizajn za krug pretvarača.

Frekvencija oscilatora može se podesiti mijenjanjem komponenata Ct i Rt.

H-most mosfet-a opterećen je krugom LC spremnika pomoću bifilarne zavojnice koja tvori indukcijsku radnu zavojnicu zajedno s nekoliko paralelnih kondenzatora.

IC također uključuje pinout za isključivanje koji se može iskoristiti za isključivanje IC i cijelog kruga u slučaju katastrofalnih okolnosti.

Ovdje smo zaposlili mreža ograničivača struje koja koristi BC547 tranzistor i konfigurirao ga sa SD pinom IC-a za osiguravanje trenutne kontrolirane sigurne provedbe kruga. S ovim aranžmanom na mjestu, korisnik može slobodno eksperimentirati s krugom, bez straha da će izgorjeti uređaji za napajanje tijekom različitih operacija optimizacije.

Kao što je raspravljeno u jednom od ranijih članaka, optimizacija rezonancije radne zavojnice postaje ključna točka za bilo koji krug indukcijskog grijača, a ovdje također osiguravamo da je frekvencija točno prilagođena kako bi se omogućila najpovoljnija rezonancija za naš indukcijski grijač LC krug.

Nije važno je li radna zavojnica u obliku spiralne dvovodne zavojnice ili cilindričnog zavojnog namota, sve dok je rezonancija ispravno usklađena, može se očekivati ​​da će rezultat biti odabran prema optimalnom odabranom dizajnu.

Kako izračunati rezonantnu frekvenciju

Rezonantna frekvencija za krug spremnika LC može se izračunati pomoću formule:

F = 1 / 2π x √LC Gdje je F frekvencija, L je induktivitet zavojnice (s umetnutim magnetskim opterećenjem), a C je kondenzator spojen paralelno sa zavojnicom. Obavezno stavite vrijednost L u Henry i C u Farad . Možete i ovo koristiti softver za rezonancijski kalkulator za određivanje vrijednosti različitih parametara u projektu .

Vrijednost F može se odabrati proizvoljno, recimo, na primjer možemo pretpostaviti da je 50kHz, L se tada može identificirati mjerenjem induktiviteta radne zavojnice, i napokon vrijednost C može se pronaći pomoću gornje formule ili upućeni softver kalkulatora.

Dok mjerite induktivitet L, pripazite da feromagnetsko opterećenje bude pričvršćeno uz radnu zavojnicu, a kondenzatori odvojeni.

Odabir kondenzatora

Budući da bi značajna količina struje mogla biti uključena u predloženi indukcijski grijač za laboratorijske radove ili za taljenje ukrasa, kondenzator mora biti odgovarajuće ocijenjen za visoku frekvenciju struje.

Da bismo se time pozabavili, možda ćemo morati upotrijebiti paralelno velik broj kondenzatora i osigurati da konačna vrijednost paralelne kombinacije bude jednaka izračunatoj vrijednosti. Na primjer, ako je izračunata vrijednost 0,1 uF i ako ste paralelno odlučili koristiti 10 kondenzatora, tada bi vrijednost svakog kondenzatora trebala biti oko 0,01 uF i tako dalje.

Odabir trenutnog graničnog otpornika Rx

Rx se može jednostavno izračunati pomoću formule:

Rx = 0,7 / maksimalna struja

Ovdje se maksimalna struja odnosi na maksimalnu struju koja može biti dopuštena za radnu zavojnicu ili teret bez oštećenja MOSFET-a i za optimalno zagrijavanje tereta.

Na primjer, ako se utvrdi da je optimalna struja zagrijavanja 10 ampera, tada se Rx može izračunati i dimenzionirati za ograničavanje bilo čega iznad ove struje, a MOSFET-ovi moraju biti odabrani da obrađuju više od 15 ampera.

Sve bi to moglo zahtijevati neko eksperimentiranje, a Rx se u početku može držati višim, a zatim postupno spuštati dok se ne postigne prava učinkovitost.

Hlađenje radne zavojnice.

Radna zavojnica može se izraditi pomoću šuplje mesingane cijevi ili bakrene cijevi, a hladi se pumpanjem vode iz slavine ili se može koristiti ventilator za hlađenje odmah ispod zavojnice za usisavanje topline iz zavojnice s obrnutog kraja ograde. Korisnik može isprobati i druge prikladne metode.

Napajanje

Jedinica napajanja potrebna za gore objašnjeni indukcijski grijač za laboratorije i trgovine može se izraditi pomoću transformatora od 20 A, 12 V i ispravljanjem izlaza pomoću mostovskog ispravljača od 30 ampera i kondenzatora od 10 000 uF / 35 V.

Napajanje bez transformatora može biti neprikladno za indukcijski grijač, jer bi za to bio potreban strujni krug od 20 amp, što bi moglo biti izuzetno skupo.