DIY Võimas induktsioonkuumuti: 12 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Induktsioonkuumutid on kindlasti üks tõhusamaid viise metallesemete, eriti mustmetallide soojendamiseks. Selle induktsioonkütteseadme parim osa on see, et te ei pea kuumutatava objektiga füüsiliselt kokku puutuma.

Internetis on saadaval palju induktsioonkuumutite komplekte, kuid kui soovite õppida induktsioonkuumutamise põhitõdesid ja soovite ehitada sellise, mis näeb välja ja toimib täpselt nagu kõrgekvaliteediline, siis jätkake selle juhendamise läbimist, sest näitan teile, kuidas induktsioon kütteseade töötab ja kust saate hankida oma materjali, et ehitada endale selline, mis näeb välja nagu professionaalne.

Alustame…

Samm: induktsioonkuumutuse taga olev kontseptsioon

Metallide kuumutamiseks on mitmeid meetodeid, millest üks on induktsioonkuumutamine. Nagu meetodi nimetus viitab, tekib soojust materjali sees elektrilise induktsiooni abil.

Elektriline induktsioon toimub materjali sees, kuna seda ümbritsev magnetväli muutub pidevalt, mille tulemusel tekivad mähise sisse paigutatud materjalis pöörisvoolud. See põhjustab kohese kuumutamise ja selle mõju on silmapaistvam mustmetallides, kuna see reageerib paremini magnetjõududele.

Põhjalikuma ülevaate saate Vikipeediast:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

2. samm: trükkplaat ja komponendid

Kuna ma kasutan akut/ toiteallikat, mis annab meile 12 V alalisvoolu, mis ei ole induktsiooni tekitamiseks piisav, kuna alalisvoolu tõttu induktsioonmähises tekkiv magnetväli on püsiv magnetväli. Seega on siin ülesanne muuta see alalispinge vahelduvvooluks, mis tekitab seega induktsiooni.

Nii et ma olen kavandanud ostsillaatori vooluahela, mis toodab vahelduvvoolu, mille ruutlaine on peaaegu 20 KHz. Vooluring kasutab voolu sagedaseks muutmiseks vaheldumisi nelja IRF540 N-kanaliga. Suurema vooluhulga ohutuks käsitsemiseks olen kasutanud igas kanalis paari mosfetti.

Kuna me hakkame tegelema suurema vooluhulgaga, ei ole perfboard kindlasti usaldusväärne ja muidugi mitte kena valik. Nii otsustasin valida palju usaldusväärsema variandi, milleks on trükkplaat. See võib tunduda kallis valik, kuid seda mõtet silmas pidades sattusin JLCPCB.com -i

Need poisid pakuvad kvaliteetset trükkplaati silmapaistvate hindadega. Olen induktsioonkütteseadme jaoks tellinud 10 trükkplaati ja esimese tellimusena pakuvad need poisid kõike seda vaid 2 dollari eest, sealhulgas saatekulu uksel.

Kvaliteet on esmaklassiline, nagu piltidelt näha. Nii et vaadake kindlasti nende veebisaiti.

Samm: trükkplaatide tellimine

PCB tellimise protsess on vaikne ja lihtne. Kõigepealt peate külastama saiti jlcpcb.com. Kiire hinnapakkumise saamiseks peate üles laadima oma Gerberi faili PCB -de jaoks ja kui need on üles laaditud, saate kasutada allpool toodud valikut.

Olen selles etapis lisanud teile ka Gerberi faili PCB jaoks, nii et kontrollige seda kindlasti.

4. samm: täiendavad osad

Olen alustanud PCB kokkupanekut väikeste täiendavate osadega, mis sisaldavad takistid ja paar dioodi.

R1, R2 on 10k takistid. R3 ja R4 on 220Ohm takistid.

D1 ja D2 on UF4007 dioodid (UF tähistab ülikiiret), ärge asendage neid 1N4007 dioodidega, kuna need lähevad õhku. D3 ja D4 on zeneri dioodid 1N821.

Veenduge, et asetate õige komponendi õigesse kohta ja asetage dioodid ka õiges suunas, nagu on näidatud trükkplaadil.

Samm: MOSFETid

Suure hulga praeguste äravoolude juhtimiseks otsustasin kasutada N-kanaliga MOSFET-sid. Olen mõlemal küljel kasutanud paari IRF540N MOSFET -i. Igaüks neist on varustatud pingega 100 Vds ja kuni 33 amprit pideva voolu äravooluga. Kuna me hakkame seda induktsioonkütteseadet toiteallikaks kasutama 15 V alalisvooluga, võib 100 Vds kõlada üle tappa, kuid tegelikult pole see nii, kuna kiirel lülitamisel tekkivad naelad võivad hõlpsalt nende piirideni hüpata. Nii et parem minna veelgi suurema Vds -i rattimisega.

Liigse kuumuse hajutamiseks olen igale neist kinnitanud alumiiniumist jahutusradiaatorid.

6. samm: kondensaatorid

Kondensaatorid mängivad olulist rolli soovitud väljundsageduse säilitamisel, mis induktsioonkuumutuse korral on soovitatav sagedusel ligi 20KHz. See väljundsagedus on induktsiooni ja mahtuvuse kombinatsiooni tulemus. Seega saate soovitud kombinatsiooni arvutamiseks kasutada LC sageduskalkulaatorit.

Hea, kui on rohkem mahtuvust, kuid pidage alati meeles, et väljundsagedus tuleb saada kusagil 20KHz lähedal.

Seega otsustasin minna WIMA MKS 400VAC 0.33uf mittepolaarsete kondensaatoritega. Tegelikult ei suutnud ma nende kondensaatorite jaoks leida kõrgemat pinget, nii et need paisusid üles ja pidin need asendama mõne muu mittepolaarse kondensaatoriga, mis on ühendatud 800 VAC pingega.

Neid on kaks paralleelselt ühendatud.

Samm 7: Induktiivpoolid

Kuna suure vooluga induktiivpoole on raske leida, otsustasin selle ise ehitada. Mul on vana ferriitsüdamik vanast arvutijäägist, millel on järgmised mõõtmed:

Välisläbimõõt: 30 mm

Sisemine diameeter: 18 mm

Laius: 13 mm

Täpse suurusega ferriitsüdamikku pole vaja hankida, kuid eesmärk on siin saada paar induktiivpooli, mis suudavad pakkuda peaaegu 100 Micro Henry induktiivsust. Selleks olen mähiste kerimiseks kasutanud 1,2 mm isoleeritud vasktraati, nii et igal neist on 30 pööret. See konfiguratsioon tekitab vajaliku induktiivsuse. Veenduge, et teete mähised võimalikult tihedalt, kuna pole soovitatav, et südamiku ja traadi vahel oleks rohkem tühimikku.

Pärast induktiivpoolide mähistamist olen eemaldanud juhtme mõlemast otsast isoleeritud katted, nii et need on valmis trükkplaadile jootma.

8. samm: jahutusventilaator

MOSFET -ide soojuse eemaldamiseks olen kuuma liimi abil paigaldanud 12 -voldise arvuti ventilaatori alumiiniumist jahutusradiaatorite kohale. Seejärel ühendatakse ventilaator sisendklemmidega, nii et induktsioonkütteseadme sisselülitamisel lülituvad ventilaatorid automaatselt MOSFETide jahutamiseks sisse.

Kuna ma kasutan seda induktsioonkütteseadet 15 V alalisvoolu toiteallikaga, olen lisanud 10 OHM 2 vatti takisti, et pinge langetada ohutu piirini.

9. samm: väljundmähise pistikud

Väljundmähise ühendamiseks induktsioonkütteahelaga olen teinud nurklihvija abil PCB -le paar luuki. Hiljem olen lagundanud XT60 pistiku, et kasutada selle kontakte väljundklemmide jaoks. Kõik need tihvtid sobivad väljundvaskmähise sisse.

Samm: induktsioonmähis

Induktsioonmähis on valmistatud 5 mm läbimõõduga vasktorust, mida tavaliselt kasutatakse kliimaseadmetes ja külmikutes. Väljundmähise ideaalseks kerimiseks olen kasutanud ligi tolli läbimõõduga papirulli. Olen mähisele andnud 8 pööret, mis lõi mähise laiuse, et see sobiks täpselt väljundkuulide pistikutele.

Keerake mähis kindlasti kannatlikult, sest võite toru painutada, tekitades mõlgi. Peale selle veenduge pärast mähise lõpetamist, et kahe järjestikuse pöörde seinte vahel poleks kontakti.

Selle mähise jaoks vajate 3 jala vasktoru.

11. samm: toiteallikas

Selle induktsioonkütteseadme toiteks kasutan serveri toiteplokki, mis on 15 V pingega ja suudab tarnida kuni 130 amprit voolu. Kuid võite kasutada mis tahes 12 V allikat, näiteks autoakut või arvuti toiteallikat.

Ühendage sisend õige polaarsusega.

12. samm: lõpptulemused

Kui ma toitsin seda induktsioonkütteseadet 15 V juures, tõmbab see peaaegu 0,5 amprit voolu ilma, et mähise sisse oleks midagi paigutatud. Proovisõiduks sisestasin puidust kruvi ja äkki hakkab lõhnama, nagu kuumeneks. Samuti hakkab voolutugevus suurenema ja kui kruvi on täielikult sisestatud, tundub, et see tõmbab ligi 3 amprit voolu. Mõne minuti jooksul muutub see punaseks.

Hiljem sisestasin mähise sisse kruvikeeraja ja induktsioonkuumutaja kuumutas selle punaseks, peaaegu 5 amprise voolutugevusega 15 V juures, mis moodustab kuni 75 vatti induktsioonkuumutuse.

Üldiselt tundub induktsioonkuumutamine hea viis mustmetallvarda tõhusaks kuumutamiseks ja see on teiste meetoditega võrreldes vähem ohtlik.

Selle kuumutusmeetodi abil saab teha palju kasulikke asju.

Kui teile see projekt meeldib, ärge unustage külastada ja tellida minu youtube'i kanalit, et saada rohkem teavet tulevaste projektide kohta.

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

Lugupidamisega.

DIY kuningas