Shema indukcijske peći uradi sam. Topljenje metala kod kuće u indukcijskoj električnoj peći. Peć za taljenje metala na inverteru za zavarivanje

Princip indukcijskog grijanja je pretvaranje energije elektromagnetskog polja koje apsorbira električno vodljivi zagrijani predmet u toplinsku energiju.

U instalacijama za indukcijsko grijanje, elektromagnetsko polje stvara induktor, koji je cilindrični svitak (solenoid) s više okreta. Kroz induktor prolazi izmjenična električna struja, zbog čega oko induktora nastaje vremenski promjenjivo magnetsko polje. Ovo je prva transformacija energije elektromagnetskog polja, opisana Maxwellovom prvom jednadžbom.

Predmet koji se zagrijava stavlja se unutar ili blizu induktora. Promjenjivi (u vremenu) tok vektora magnetske indukcije koji stvara induktor prodire u zagrijani predmet i inducira električno polje. Električne linije ovog polja nalaze se u ravnini okomitoj na smjer magnetskog toka i zatvorene su, tj. električno polje u zagrijanom objektu ima vrtložni karakter. Pod djelovanjem električnog polja, prema Ohmovom zakonu, nastaju vodljive struje (vrtložne struje). Ovo je druga transformacija energije elektromagnetskog polja, opisana drugom Maxwellovom jednadžbom.

U zagrijanom objektu energija induciranog izmjeničnog električnog polja nepovratno se pretvara u toplinu. Takvo toplinsko rasipanje energije, koje rezultira zagrijavanjem objekta, uvjetovano je postojanjem struja vodljivosti (vrtložnih struja). Ovo je treća transformacija energije elektromagnetskog polja, a omjer energije te transformacije opisan je Lenz-Jouleovim zakonom.

Opisane transformacije energije elektromagnetskog polja omogućuju:
1) prenijeti električnu energiju induktora na zagrijani predmet bez pribjegavanja kontaktima (za razliku od otpornih peći)
2) oslobađanje topline izravno u grijanom objektu (tzv. "peć s unutarnjim izvorom grijanja" prema terminologiji prof. N.V. Okorokova), zbog čega je korištenje toplinske energije najsavršenije i brzina zagrijavanja značajno povećava (u usporedbi s takozvanim " pećnicama s vanjskim izvorom grijanja).

Na veličinu jakosti električnog polja u grijanom objektu utječu dva čimbenika: veličina magnetskog toka, tj. broj linija magnetskog polja koje prodiru kroz objekt (ili su spojene na grijani objekt) i frekvencija napajanja struja, tj. frekvencija promjena (u vremenu) magnetskog toka spojenog na zagrijani predmet.

To omogućuje izvođenje dvije vrste instalacija za indukcijsko grijanje, koje se razlikuju i po dizajnu i po radnim svojstvima: indukcijske instalacije s jezgrom i bez jezgre.

Prema tehnološkoj namjeni, instalacije za indukcijsko grijanje dijele se na peći za taljenje metala i grijaće instalacije za toplinsku obradu (otvrdnjavanje, kaljenje), za naknadno zagrijavanje izradaka prije plastične deformacije (kovanje, štancanje), za zavarivanje, lemljenje i navarivanje, za proizvode kemijske i termičke obrade itd.

Prema učestalosti promjene struje koja napaja instalaciju indukcijskog grijanja, razlikuju se:
1) instalacije industrijske frekvencije (50 Hz), koje se napajaju iz mreže izravno ili preko nižih transformatora;
2) instalacije povećane frekvencije (500-10000 Hz), napajane električnim ili poluvodičkim pretvaračima frekvencije;
3) visokofrekventne instalacije (66.000-440.000 Hz i više), napajane cijevnim elektroničkim generatorima.

Postrojenja za indukcijsko grijanje s jezgrom

U peći za taljenje (slika 1.) na zatvorenu jezgru od elektročeličnog lima (debljine lima 0,5 mm) montira se cilindrični višeokretni induktor od bakrene profilirane cijevi. Vatrostalna keramička obloga postavljena je oko induktora s uskim prstenastim kanalom (horizontalnim ili okomitim) gdje se nalazi tekući metal. Neophodan uvjet za rad je zatvoreni električno vodljivi prsten. Stoga je u takvoj peći nemoguće rastopiti pojedinačne komade čvrstog metala. Za pokretanje peći potrebno je u kanal uliti dio tekućeg metala iz druge peći ili ostaviti dio tekućeg metala iz prethodne taline (preostali kapacitet peći).

Sl. 1. Shema uređaja peći indukcijskog kanala: 1 - indikator; 2 - metal; 3 - kanal; 4 - magnetski krug; F - glavni magnetski tok; F 1r i F 2r - magnetski tokovi raspršenja; U 1 i I 1 - napon i struja u krugu induktora; I 2 - struja vodljivosti u metalu

U čeličnom magnetskom krugu peći indukcijskog kanala zatvoren je veliki radni magnetski tok, a samo je mali dio ukupnog magnetskog toka koji stvara induktor zatvoren kroz zrak u obliku toka raspršenja. Stoga takve peći uspješno rade na industrijskoj frekvenciji (50 Hz).

Trenutno postoji veliki broj vrsta i dizajna takvih peći razvijenih u VNIIETO (jednofazne i višefazne s jednim i više kanala, s vertikalnim i horizontalnim zatvorenim kanalima različitih oblika). Ove peći se koriste za taljenje obojenih metala i legura s relativno niskim talištem, kao i za proizvodnju visokokvalitetnog lijevanog željeza. Pri taljenju lijevanog željeza peć se koristi ili kao sakupljač (mješalica) ili kao jedinica za taljenje. Nacrti i tehničke karakteristike suvremenih indukcijskih kanalskih peći dane su u posebnoj literaturi.

Indukcijske jedinice za grijanje bez jezgre

U peći za taljenje (slika 2) otopljeni metal se nalazi u keramičkom lončiću smještenom unutar cilindričnog višeokretnog induktora. izrađena od bakrene profilirane cijevi kroz koju prolazi rashladna voda. Možete saznati više o dizajnu induktora.

Odsutnost čelične jezgre dovodi do oštrog povećanja magnetskog toka curenja; broj magnetskih linija sile povezanih s metalom u lončiću bit će iznimno mali. Ova okolnost zahtijeva odgovarajuće povećanje frekvencije promjene (u vremenu) elektromagnetskog polja. Stoga je za učinkovit rad indukcijskih lončastih peći potrebno napajati strujama povećane, au nekim slučajevima i visoke frekvencije iz odgovarajućih strujnih pretvarača. Takve peći imaju vrlo nizak prirodni faktor snage (cos φ=0,03-0,10). Stoga je potrebno koristiti kondenzatore za kompenzaciju jalove (induktivne) snage.

Trenutno postoji nekoliko tipova indukcijskih lončastih peći razvijenih u VNIIETO u obliku odgovarajućih veličina (u smislu kapaciteta) visoke, visoke i industrijske frekvencije, za taljenje čelika (tip IST).

Riža. 2. Shema uređaja indukcijske peći s loncem: 1 - induktor; 2 - metal; 3 - lončić (strelice pokazuju putanju cirkulacije tekućeg metala kao rezultat elektrodinamičkih pojava)

Prednosti lončastih peći su sljedeće: toplina koja se oslobađa izravno u metalu, visoka ujednačenost metala u kemijskom sastavu i temperaturi, nema izvora kontaminacije metalom (osim obloge lončića), jednostavnost kontrole i regulacije procesa taljenja, higijenski rad Uvjeti. Osim toga, indukcijske peći s loncem karakteriziraju: veća produktivnost zbog velike specifične (po jedinici kapaciteta) snage grijanja; sposobnost taljenja čvrstog punjenja bez ostavljanja metala iz prethodne taline (za razliku od kanalnih peći); mala masa obloge u usporedbi s masom metala, što smanjuje akumulaciju toplinske energije u oblogi lončića, smanjuje toplinsku inerciju peći i čini peći za taljenje ovog tipa izuzetno pogodnim za periodični rad s prekidima između taljenja, posebno za oblikovane i ljevaonice pogona za proizvodnju strojeva; kompaktnost peći, što omogućuje jednostavno izolaciju radnog prostora od okoliša i izvođenje taljenja u vakuumu ili u plinovitom mediju određenog sastava. Stoga se vakuumske indukcijske lončaste peći (tip ISV) široko koriste u metalurgiji.

Uz prednosti, indukcijske peći s loncem imaju i sljedeće nedostatke: prisutnost relativno hladnih troske (temperatura troske je niža od temperature metala), što otežava provođenje procesa rafiniranja pri taljenju visokokvalitetnih čelika; složena i skupa električna oprema; niska trajnost obloge pri oštrim temperaturnim fluktuacijama zbog male toplinske inercije obloge lončića i erodirajućeg učinka tekućeg metala tijekom elektrodinamičkih pojava. Stoga se takve peći koriste za pretapanje legiranog otpada kako bi se smanjio otpad elemenata.

Reference:
1. Egorov A.V., Morzhin A.F. Električne peći (za proizvodnju čelika). M.: "Metalurgija", 1975, 352 str.

Indukcijska peć se može koristiti za taljenje male količine metala, odvajanje i rafiniranje plemenitih metala, te zagrijavanje metalnih proizvoda za kaljenje ili kaljenje.

Osim toga, takve peći se predlažu za grijanje kuće. Indukcijske peći su komercijalno dostupne, ali je zanimljivije i jeftinije napraviti takvu pećnicu vlastitim rukama.

Načelo rada indukcijske peći temelji se na zagrijavanju materijala pomoću vrtložnih struja.

Za dobivanje takvih struja koristi se takozvani induktor, koji je induktor koji sadrži samo nekoliko zavoja debele žice.

Induktor se napaja iz mreže od 50 Hz izmjenične struje (ponekad preko opadajućeg transformatora) ili iz visokofrekventnog generatora.

Izmjenična struja koja teče kroz induktor stvara izmjenično magnetsko polje koje prožima prostor. Ako se u ovom prostoru nađe bilo kakav materijal, tada će se u njemu inducirati struje koje će početi zagrijavati ovaj materijal. Ako je ovaj materijal voda, tada će njegova temperatura porasti, a ako je metal, onda će se nakon nekog vremena početi topiti.

Indukcijske peći su dvije vrste:

• peći s magnetskom jezgrom;
• peći bez magnetskog kruga.

Temeljna razlika između ove dvije vrste peći je u tome što se u prvom slučaju induktor nalazi unutar metala za taljenje, au drugom - izvana. Prisutnost magnetskog kruga povećava gustoću magnetskog polja koje prodire u metal smješten u lončiću, što olakšava njegovo zagrijavanje.

Primjer indukcijske peći s magnetskom jezgrom je kanalna indukcijska peć. Shema takve peći uključuje zatvoreni magnetski krug izrađen od transformatorskog čelika, na kojem se nalazi primarni namot - induktor i prstenasti lončić, u kojem se nalazi materijal za taljenje. Lončić je izrađen od dielektrika otpornog na toplinu. Napajanje takve instalacije provodi se iz mreže izmjenične struje frekvencije 50 Hz ili generatora povećane frekvencije od 400 Hz.

Takve peći se koriste za taljenje duraluminija, obojenih metala ili proizvodnju visokokvalitetnog lijevanog željeza.

Češće su peći s loncem koje nemaju magnetski krug. Odsutnost magnetskog kruga u peći dovodi do činjenice da se magnetsko polje stvoreno strujama industrijske frekvencije snažno raspršuje u okolnom prostoru. A da bi se povećala gustoća magnetskog polja u dielektričnom lončiću s talinim materijalom, potrebno je koristiti veće frekvencije. Smatra se da ako je krug induktora podešen na rezonanciju s frekvencijom napona napajanja, a promjer lončića je razmjeran rezonantnoj valnoj duljini, tada se do 75% energije elektromagnetskog polja može koncentrirati u regija lončića.

Shema proizvodnje indukcijske peći

Istraživanja su pokazala da je, kako bi se osiguralo učinkovito taljenje metala u lončanoj peći, poželjno da frekvencija napona koji napaja induktor bude veća od rezonantne frekvencije za 2-3 puta. To jest, takva peć radi na drugom ili trećem frekvencijskom harmoniku. Osim toga, pri radu na tako višim frekvencijama dolazi do boljeg miješanja legure, što poboljšava njezinu kvalitetu. Način rada s još višim frekvencijama (peti ili šesti harmonik) može se koristiti za površinsko naugljičenje ili stvrdnjavanje metala, što je povezano s pojavom skin efekta, odnosno pomicanjem visokofrekventnog elektromagnetskog polja na površinu obratka.

Zaključci za sekciju:

1. Postoje dvije verzije indukcijske peći - s magnetskim krugom i bez magnetskog kruga.
2. Kanalska peć, koja pripada prvoj verziji peći, je složenijeg dizajna, ali se može napajati izravno iz mreže od 50 Hz ili mreže povećane frekvencije od 400 Hz.
3. Peć s loncem, koja pripada pećima drugog tipa, jednostavnije je u dizajnu, ali zahtijeva visokofrekventni generator za napajanje induktora.

Ako je peć uređaj za grijanje za praktične potrebe, onda je kamin potreban za dekor i udobnost. , kao i primjer narudžbe kamina s lukom.

Pročitajte o tome kako odabrati pravi električni kotao za grijanje.

I ovdje ćete naučiti kako automatizacija radi za plinske kotlove za grijanje. Kotlovi prema načinu ugradnje i vrstama hlapljivih sustava.

Nacrti i parametri indukcijskih peći

Sušilo

Jedna od opcija za izradu indukcijske peći vlastitim rukama je kanal.

Za njegovu proizvodnju možete koristiti konvencionalni transformator za zavarivanje koji radi na frekvenciji od 50 Hz.

U tom slučaju, sekundarni namot transformatora mora se zamijeniti prstenastim loncem.

U takvoj peći može se rastopiti do 300-400 g obojenih metala, a ona će potrošiti 2-3 kW snage. Takva peć će imati visoku učinkovitost i omogućit će topljenje visokokvalitetnog metala.

Glavna poteškoća u izradi kanalne indukcijske peći vlastitim rukama je stjecanje odgovarajućeg lonca.

Za proizvodnju lončića treba koristiti materijal s visokim dielektričnim svojstvima i visokom čvrstoćom. Kao što je elektroporculan. Ali takav materijal nije lako pronaći, ali je još teže obraditi kod kuće.

lončić

Najvažniji elementi indukcijske lončaste peći su:

• induktor;
• generator napona napajanja.

Kao induktor za lončaste peći do 3 kW, možete koristiti bakrenu cijev ili žicu promjera 10 mm ili bakrenu sabirnicu s poprečnim presjekom od 10 mm². Promjer induktora može biti oko 100 mm. Broj okreta je od 8 do 10.

U ovom slučaju postoji mnogo modifikacija induktora. Na primjer, može se napraviti u obliku osmice, djeteline ili drugog oblika.

Tijekom rada, induktor se obično jako zagrije. U industrijskim uzorcima za induktor koristi se vodeno hlađenje zavoja.

Kod kuće je korištenje ove metode teško, ali induktor može normalno raditi 20-30 minuta, što je sasvim dovoljno za domaću zadaću.

Međutim, ovaj način rada induktora uzrokuje pojavu kamenca na njegovoj površini, što naglo smanjuje učinkovitost peći. Stoga se s vremena na vrijeme prigušnica mora zamijeniti novom. Neki stručnjaci predlažu pokrivanje induktora materijalom otpornim na toplinu radi zaštite od pregrijavanja.

Visokofrekventni alternator još je jedan važan element indukcijske lončaste peći. Može se razmotriti nekoliko vrsta takvih generatora:

• generator tranzistora;
• tiristorski generator;
• MOSFET generator.

Najjednostavniji alternator za napajanje induktora je samopobudni generator, čiji krug ima jedan tranzistor tipa KT825, dva otpornika i povratnu zavojnicu. Takav generator može generirati snagu do 300 W, a snaga generatora se podešava promjenom konstantnog napona izvora napajanja. Napajanje mora osigurati do 25 A.

Predloženi generator na bazi tiristora za lončastu peć uključuje tiristor tipa T122-10-12, dinistor KN102E, niz dioda i impulsni transformator u krugu. Tiristor radi u impulsnom načinu rada.

DIY indukcijska peć

Takvo mikrovalno zračenje može negativno utjecati na ljudsko zdravlje. U skladu s ruskim sigurnosnim standardima, dopušten je rad s visokofrekventnim vibracijama pri gustoći toka elektromagnetske energije ne većoj od 1-30 mW / m². Za ovaj generator, kako pokazuju izračuni, ovo zračenje na udaljenosti od 2,5 m od izvora doseže 1,5 W / m². Ova vrijednost je neprihvatljiva.

MOSFET oscilatorski krug uključuje četiri MOSFET-a tipa IRF520 i IRFP450 te je push-pull oscilator s neovisnom pobudom i induktorom uključenim u mosni krug. Kao glavni oscilator koristi se IR2153 čip. Za hlađenje tranzistora potreban je radijator od najmanje 400 cm² i protok zraka.
Ovaj generator može napajati snagu do 1 kW i mijenjati frekvenciju titranja od 10 kHz do 10 MHz. Zbog toga peć koja koristi generator ove vrste može raditi i u načinu topljenja i u površinskom grijanju.

Peć dugog gorenja može raditi na jednoj kartici od 10 do 20 sati. U proizvodnji je potrebno uzeti u obzir značajke dizajna tako da daje maksimalnu toplinu uz minimalnu potrošnju energije. Za informacije o tome kako pravilno sastaviti pećnicu, pročitajte na našoj web stranici.

Možda ćete biti zainteresirani za učenje o plinskim garažnim grijačima. Što bi to trebalo biti kako bi se osigurala toplina i sigurnost, pročitajte u materijalu.

Upotreba grijanja

Za grijanje doma, peći ove vrste obično se koriste u kombinaciji s kotlom za toplu vodu.

Jedna od opcija za domaći kotao za toplu vodu indukcijskog tipa je dizajn koji zagrijava cijev s tekućom vodom pomoću induktora koji se napaja iz mreže pomoću RF pretvarača za zavarivanje.

Međutim, kako pokazuje analiza takvih sustava, zbog velikih gubitaka energije elektromagnetskog polja u dielektričnoj cijevi, učinkovitost takvih sustava je izrazito niska. Osim toga, za grijanje doma potrebna je vrlo velika količina električne energije, što takvo grijanje čini ekonomski neisplativim.

Iz ovog odjeljka možemo zaključiti:

1. Najprihvatljivija opcija za indukcijsku peć "uradi sam" je verzija lonca s MOS tranzistorskim generatorom napajanja.
2. Korištenje indukcijske peći "uradi sam" za grijanje doma nije ekonomski isplativo. U ovom slučaju, bolje je kupiti tvornički sustav.

Značajke rada

Važno pitanje u korištenju indukcijske pećnice je sigurnost.

Kao što je gore spomenuto, peći tipa lončića koriste visokofrekventne izvore napajanja.

Stoga, kada se radi s indukcijskom peći, induktor mora biti postavljen okomito, a prije uključivanja peći, mora se staviti uzemljeni štit na induktor. Kada je peć uključena, potrebno je na daljinu promatrati procese koji se odvijaju u lončiću i odmah ga isključiti nakon obavljenog rada.

Prilikom rada s indukcijskom peći koja je napravljena samostalno, morate:

1. Poduzmite korake da zaštitite korisnika pećnice od mogućeg visokofrekventnog zračenja.
2. Uzmite u obzir mogućnost opeklina induktorom.

Pri radu s pećnicom također se moraju uzeti u obzir toplinske opasnosti. Dodirivanje vrućeg induktora kože može uzrokovati teške opekline.

Indukcijsko grijanje nije moguće bez upotrebe tri glavna elementa:

• induktor;
• generator;
• grijaće tijelo.

Induktor je zavojnica, obično izrađena od bakrene žice, koja stvara magnetsko polje. Alternator se koristi za proizvodnju struje visoke frekvencije iz standardne struje u kućanstvu od 50 Hz. Metalni predmet koristi se kao grijaći element, sposoban apsorbirati toplinsku energiju pod utjecajem magnetskog polja.

Ako ispravno spojite ove elemente, možete dobiti uređaj visokih performansi koji je savršen za zagrijavanje tekuće rashladne tekućine i grijanje kuće. Uz pomoć generatora, električna struja s potrebnim karakteristikama dovodi se do induktora, t.j. na bakrenom svitku. Prolazeći kroz njega, tok nabijenih čestica stvara magnetsko polje.

Princip rada indukcijskih grijača temelji se na pojavi električnih struja unutar vodiča koji se pojavljuju pod utjecajem magnetskih polja.

Posebnost polja je u tome što ima sposobnost mijenjanja smjera elektromagnetskih valova na visokim frekvencijama. Ako se u ovo polje stavi bilo koji metalni predmet, on će se pod utjecajem stvorenih vrtložnih struja početi zagrijavati bez izravnog kontakta s induktorom.

Visokofrekventna električna struja koja teče od pretvarača do indukcijske zavojnice stvara magnetsko polje s vektorom magnetskih valova koji se stalno mijenja. Metal postavljen u ovo polje brzo se zagrijava

Nedostatak kontakta omogućuje zanemarivanje gubitaka energije tijekom prijelaza s jedne vrste na drugu, što objašnjava povećanu učinkovitost indukcijskih kotlova.

Za zagrijavanje vode za krug grijanja dovoljno je osigurati njegov kontakt s metalnim grijačem. Često se metalna cijev koristi kao grijaći element, kroz koji se jednostavno prolazi mlaz vode. Voda istovremeno hladi grijač, što značajno povećava njegov vijek trajanja.

Elektromagnet indukcijskog uređaja dobiva se namotavanjem žice oko jezgre feromagneta. Rezultirajući indukcijski svitak se zagrijava i prenosi toplinu na zagrijano tijelo ili na rashladnu tekućinu koja teče u blizini kroz izmjenjivač topline

Književnost

• Babat G. I., Svenchansky A. D. Električne industrijske peći. - M. : Gosenergoizdat, 1948. - 332 str.
• Burak Ya. I., Ogirko I. V. Optimalno zagrijavanje cilindrične ljuske s temperaturno ovisnim karakteristikama materijala // Mat. metode i fiz.-mekh. polja. - 1977. - Izd. 5 . - S. 26-30.
• Vasiliev A.S. Generatori žarulja za visokofrekventno grijanje. - L.: Mashinostroenie, 1990. - 80 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 15). - 5300 primjeraka. - ISBN 5-217-00923-3.
• Vlasov V.F. Tečaj radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1962. - 928 str.
• Izyumov N. M., Linde D. P. Osnove radiotehnike. - M. : Gosenergoizdat, 1959. - 512 str.
• Lozinsky M. G. Industrijska primjena indukcijskog grijanja. - M.: Izdavačka kuća Akademije znanosti SSSR-a, 1948. - 471 str.
• Primjena visokofrekventnih struja u elektrotermiji / Ed. A. E. Slukhotsky. - L.: Mashinostroenie, 1968. - 340 str.
• Slukhotsky A. E. Induktori. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 69 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 12). - 10.000 primjeraka. - ISBN 5-217-00571-8.
• Vogel A. A. Indukcijska metoda za držanje tekućih metala u suspenziji / Ed. A. N. Šamova. - 2. izd., ispravljeno. - L.: Mašinostroenie, 1989. - 79 str. - (Biblioteka visokofrekventnog termista; Broj 11). - 2950 primjeraka. - .

Princip rada

Potonja opcija, koja se najčešće koristi u kotlovima za grijanje, postala je tražena zbog jednostavnosti njegove provedbe. Princip rada jedinice indukcijskog grijanja temelji se na prijenosu energije magnetskog polja na rashladnu tekućinu (vodu). U induktoru nastaje magnetsko polje. Izmjenična struja, prolazeći kroz zavojnicu, stvara vrtložne struje koje pretvaraju energiju u toplinu.

Princip rada instalacije indukcijskog grijanja

Voda koja se dovodi kroz donju cijev u kotao zagrijava se prijenosom energije, a izlazi kroz gornju cijev, ulazeći dalje u sustav grijanja. Za stvaranje tlaka koristi se ugrađena pumpa. Stalno cirkulirajuća voda u kotlu ne dopušta pregrijavanje elemenata. Osim toga, tijekom rada, nosač topline vibrira (na niskoj razini buke), zbog čega su naslage kamenca na unutarnjim stijenkama kotla nemoguće.

Indukcijski grijači mogu se implementirati na različite načine.

Proračun snage

Budući da je indukcijska metoda taljenja čelika jeftinija od sličnih metoda temeljenih na korištenju loživog ulja, ugljena i drugih energetskih nosača, proračun indukcijske peći počinje s izračunom snage jedinice.

Snaga indukcijske peći podijeljena je na aktivnu i korisnu, svaki od njih ima svoju formulu.

Kao početne podatke trebate znati:

• kapacitet peći, u razmatranom slučaju, na primjer, jednak je 8 tona;
• snaga jedinice (uzima se njegova maksimalna vrijednost) - 1300 kW;
• frekvencija struje - 50 Hz;
• produktivnost peći je 6 tona na sat.

Također je potrebno uzeti u obzir otopljeni metal ili leguru: po stanju je cink. Ovo je važna točka, toplinska ravnoteža taljenja lijevanog željeza u indukcijskoj peći, kao i drugih legura.

Korisna snaga, koja se prenosi na tekući metal:

• Rpol \u003d Wtheor × t × P,
• Wtheor - specifična potrošnja energije, teoretska je i pokazuje pregrijavanje metala za 10C;
• P - produktivnost postrojenja peći, t/h;
• t - temperatura pregrijavanja legure ili metalne gredice u peći za kupanje, 0S
• Rpol \u003d 0,298 × 800 × 5,5 \u003d 1430,4 kW.

Aktivna snaga:

• P \u003d Rpol / Yuterm,
• Rpol - uzeto iz prethodne formule, kW;
• Yuterm - učinkovitost ljevaoničke peći, njegove granice su od 0,7 do 0,85, u prosjeku uzimaju 0,76.
• P \u003d 1311,2 / 0,76 \u003d 1892,1 kW, vrijednost je zaokružena na 1900 kW.

U završnoj fazi izračunava se snaga induktora:

• Kora \u003d P / N,
• P je aktivna snaga peći, kW;
• N je broj induktora koji se nalaze na peći.
• Kora \u003d 1900 / 2 \u003d 950 kW.

Potrošnja energije indukcijske peći pri taljenju čelika ovisi o njegovoj izvedbi i vrsti induktora.

Komponente peći

Dakle, ako ste zainteresirani za indukcijsku mini-pećnicu uradi sam, onda je važno znati da je njezin glavni element grijaći svitak. U slučaju domaće verzije, dovoljno je koristiti induktor od gole bakrene cijevi promjera 10 mm

Za induktor se koristi unutarnji promjer od 80-150 mm, a broj zavoja je 8-10. Važno je da se zavoji ne dodiruju, a razmak između njih je 5-7 mm. Dijelovi induktora ne smiju doći u dodir s njegovim zaslonom, minimalni razmak mora biti 50 mm.

Ako ćete sami napraviti indukcijsku peć, onda biste trebali znati da se za hlađenje induktora u industrijskoj mjeri koristi voda ili antifriz. U slučaju male snage i kratkog rada stvorenog uređaja, moguće je bez hlađenja. Ali tijekom rada, induktor se jako zagrijava, a kamenac na bakru ne samo da može drastično smanjiti učinkovitost uređaja, već i dovesti do potpunog gubitka njegovih performansi. Nemoguće je samostalno izraditi induktor s hlađenjem, pa će ga trebati redovito mijenjati. Ne smije se koristiti prisilno hlađenje zrakom, jer će ventilator postavljen blizu svitka "privući" EMF na sebe, što će dovesti do pregrijavanja i smanjenja učinkovitosti peći.

Problem indukcijskog zagrijavanja izradaka od magnetskih materijala

Ako inverter za indukcijsko grijanje nije autooscilator, nema samopodešavajući krug (PLL) i radi od vanjskog glavnog oscilatora (na frekvenciji bliskoj rezonantnoj frekvenciji oscilatora "induktor - kompenzacijska kondenzatorska banka" strujni krug). U trenutku kada se izradak izrađen od magnetskog materijala uvede u induktor (ako su dimenzije izratka dovoljno velike i razmjerne dimenzijama induktora), induktivnost induktora naglo raste, što dovodi do naglog smanjenja prirodne rezonancije. frekvencija titrajnog kruga i njegovo odstupanje od frekvencije glavnog oscilatora. Krug izlazi iz rezonancije s glavnim oscilatorom, što dovodi do povećanja njegovog otpora i naglog smanjenja snage koja se prenosi na radni komad. Ako je snaga jedinice kontrolirana vanjskim napajanjem, tada je prirodna reakcija operatera povećanje napona napajanja jedinice. Kada se radni komad zagrije do Curiejeve točke, njegova magnetska svojstva nestaju, prirodna frekvencija titrajnog kruga se vraća na frekvenciju glavnog oscilatora. Otpor kruga naglo se smanjuje, potrošnja struje naglo raste. Ako operater nema vremena ukloniti povećani napon napajanja, jedinica se pregrije i ne uspije.
Ako je instalacija opremljena automatskim upravljačkim sustavom, tada bi upravljački sustav trebao pratiti prijelaz kroz Curieovu točku i automatski smanjiti frekvenciju glavnog oscilatora, prilagođavajući je rezonanciji s oscilatornim krugom (ili smanjiti dovedenu snagu ako frekvencija promjena je neprihvatljiva).

Ako se nemagnetski materijali zagrijavaju, gore navedeno nije važno. Uvođenje izratka izrađenog od nemagnetskog materijala u induktor praktički ne mijenja induktivnost induktora i ne pomiče rezonantnu frekvenciju radnog titrajnog kruga, a nema potrebe za sustavom upravljanja.

Ako su dimenzije izratka mnogo manje od dimenzija induktora, onda to također ne pomiče uvelike rezonanciju radnog kruga.

indukcijski štednjaci

Glavni članak: Indukcijsko kuhalo

Indukcijsko kuhalo- električni kuhinjski štednjak koji zagrijava metalno posuđe induciranim vrtložnim strujama koje stvara visokofrekventno magnetsko polje, frekvencije 20-100 kHz.

Takav štednjak ima visoku učinkovitost u odnosu na grijaće elemente električnih peći, budući da se manje topline troši na zagrijavanje kućišta, a osim toga, nema ubrzanja i razdoblja hlađenja (kada se energija koja se stvara, ali ne apsorbira u posuđe, gubi ).

Indukcijske peći za taljenje

Glavni članak: Indukcijska peć s loncem

Indukcijske (beskontaktne) peći za taljenje - električne peći za taljenje i pregrijavanje metala, kod kojih do zagrijavanja dolazi zbog vrtložnih struja koje se javljaju u metalnom lončiću (i metalu), ili samo u metalu (ako lončić nije od metala; ovaj način zagrijavanja je učinkovitiji ako je lončić slabo izoliran).

Koristi se u ljevaonicama tvornica, kao iu radionicama za precizno lijevanje i popravcima u strojogradnji za dobivanje visokokvalitetnih čeličnih odljevaka. U grafitnom lončiću moguće je topiti obojene metale (bronca, mjed, aluminij) i njihove legure. Indukcijska peć radi na principu transformatora, u kojem je primarni namot vodeno hlađeni induktor, sekundarni i istovremeno opterećenje je metal u lončiću. Zagrijavanje i taljenje metala nastaju zbog struja koje u njemu teku, a koje nastaju pod utjecajem elektromagnetskog polja koje stvara induktor.

Povijest indukcijskog grijanja

Otkriće elektromagnetske indukcije 1831. pripada Michaelu Faradayu. Kada se vodič giba u polju magneta, u njemu se inducira EMF, baš kao i kada se giba magnet, čije linije sile sijeku vodljivi krug. Struja u krugu naziva se induktivna. Izumi mnogih uređaja temelje se na zakonu elektromagnetske indukcije, uključujući i one određujuće - generatore i transformatore koji stvaraju i distribuiraju električnu energiju, što je temeljna osnova cjelokupne elektroindustrije.

Godine 1841. James Joule (i, neovisno o njemu, Emil Lenz) formulirao je kvantitativnu procjenu toplinskog učinka električne struje: „Snaga topline koja se oslobađa po jedinici volumena medija tijekom strujanja električne struje proporcionalna je umnošku gustoće električne struje i veličine jakosti električnog polja” (Jouleov zakon - Lenz). Toplinski učinak inducirane struje doveo je do traženja uređaja za beskontaktno zagrijavanje metala. Prve pokuse zagrijavanja čelika induktivnom strujom napravio je E. Colby u SAD-u.

Prvi uspješno djelujući tzv. Kanalnu indukcijsku peć za taljenje čelika izgradio je 1900. godine Benedicks Bultfabrik u Gysingu u Švedskoj. U uglednom časopisu tog vremena "The ENGINEER" 8. srpnja 1904. pojavio se poznati, gdje švedski izumitelj inženjer F. A. Kjellin govori o svom razvoju. Peć je napajao jednofazni transformator. Taljenje se vršilo u lončiću u obliku prstena, metal u njemu predstavljao je sekundarni namot transformatora napajan strujom od 50-60 Hz.

Prva peć od 78 kW puštena je u rad 18. ožujka 1900. godine i pokazala se vrlo neekonomičnom, budući da je kapacitet taljenja bio samo 270 kg čelika dnevno. Sljedeća peć proizvedena je u studenom iste godine s kapacitetom od 58 kW i kapacitetom od 100 kg za čelik. Peć je pokazala visoku isplativost, kapacitet taljenja bio je od 600 do 700 kg čelika dnevno. Međutim, trošenje uslijed toplinskih fluktuacija bilo je na neprihvatljivoj razini, česte promjene obloge smanjile su rezultirajuću učinkovitost.

Izumitelj je došao do zaključka da je za maksimalan učinak taljenja potrebno ostaviti značajan dio taline tijekom pražnjenja, čime se izbjegavaju mnogi problemi, uključujući trošenje obloge. Ovakav način taljenja čelika s ostatkom, koji su počeli zvati "bog", zadržao se do danas u nekim industrijama gdje se koriste peći velikog kapaciteta.

U svibnju 1902. puštena je u rad značajno poboljšana peć kapaciteta 1800 kg, odvod je bio 1000-1100 kg, bilanca je bila 700-800 kg, snaga je bila 165 kW, kapacitet taljenja čelika mogao je doseći do 4100 kg dnevno! Takav rezultat potrošnje energije od 970 kWh/t impresionira svojom učinkovitošću, što nije puno inferiorno u odnosu na modernu produktivnost od oko 650 kWh/t. Prema izumiteljevim proračunima, od potrošnje energije od 165 kW, u gubitke je otišlo 87,5 kW, korisna toplinska snaga bila je 77,5 kW, a dobivena je vrlo visoka ukupna učinkovitost od 47%. Profitabilnost se objašnjava prstenastim dizajnom lonca, koji je omogućio izradu induktora s više okreta s niskom strujom i visokim naponom - 3000 V. Moderne peći s cilindričnim loncem mnogo su kompaktnije, zahtijevaju manje kapitalnih ulaganja, lakše su za rad, opremljen mnogim poboljšanjima tijekom sto godina svog razvoja, ali učinkovitost je neznatno povećana. Istina, izumitelj je u svojoj publikaciji zanemario činjenicu da se struja ne plaća za aktivnu snagu, već za punu snagu, koja je na frekvenciji od 50-60 Hz otprilike dvostruko veća od aktivne snage. A u modernim pećima, jalova snaga kompenzira se kondenzatorskom bankom.

Inženjer F. A. Kjellin je svojim izumom postavio temelje za razvoj industrijskih kanalskih peći za taljenje obojenih metala i čelika u industrijskim zemljama Europe i Amerike. Prijelaz s kanalnih peći od 50-60 Hz na moderne visokofrekventne lončaste peći trajao je od 1900. do 1940. godine.

Sistem grijanja

Kako bi napravili indukcijski grijač, iskusni majstori koriste jednostavan pretvarač za zavarivanje koji pretvara istosmjerni napon u izmjenični napon. Za takve slučajeve koristi se kabel s poprečnim presjekom od 6-8 mm, ali nije standardan za aparate za zavarivanje od 2,5 mm.

Takvi sustavi grijanja moraju nužno biti zatvorenog tipa, a regulacija je automatska. Za drugu sigurnost potrebna vam je pumpa koja će cirkulirati kroz sustav, kao i ventil za odzračivanje. Takav grijač mora biti zaštićen od drvenog namještaja, kao i od poda i stropa najmanje 1 metar.

Provedba kod kuće

Indukcijsko grijanje još nije dovoljno osvojilo tržište zbog visoke cijene samog sustava grijanja. Tako će, na primjer, za industrijska poduzeća takav sustav koštati 100.000 rubalja, za kućnu upotrebu - od 25.000 rubalja. i više. Stoga je interes za krugove koji vam omogućuju stvaranje domaćeg indukcijskog grijača vlastitim rukama sasvim razumljiv.

indukcijski kotao za grijanje

Na temelju transformatora

Glavni element indukcijskog sustava grijanja s transformatorom bit će sam uređaj, koji ima primarni i sekundarni namot. Vrtložni tokovi će se formirati u primarnom namotu i stvoriti polje elektromagnetske indukcije. Ovo polje će utjecati na sekundar, koji je, zapravo, indukcijski grijač, fizički izveden u obliku tijela kotla za grijanje. To je sekundarni kratkospojeni namot koji prenosi energiju na rashladnu tekućinu.

Sekundarni kratkospojni namot transformatora

Glavni elementi instalacije indukcijskog grijanja su:

• jezgra;
• navijanje;
• dvije vrste izolacije - toplinska i električna izolacija.

Jezgra su dvije ferimagnetske cijevi različitih promjera s debljinom stijenke od najmanje 10 mm, zavarene jedna u drugu. Duž vanjske cijevi izrađen je toroidni namot od bakrene žice. Potrebno je nametnuti od 85 do 100 zavoja s jednakom udaljenosti između zavoja. Izmjenična struja, mijenjajući se u vremenu, stvara vrtložne tokove u zatvorenom krugu, koji zagrijavaju jezgru, a time i rashladnu tekućinu, indukcijskim zagrijavanjem.

Korištenje pretvarača za zavarivanje visoke frekvencije

Indukcijski grijač može se stvoriti pomoću pretvarača za zavarivanje, gdje su glavne komponente kruga alternator, induktor i grijaći element.

Generator se koristi za pretvaranje standardne mrežne frekvencije od 50 Hz u struju veće frekvencije. Ova modulirana struja se primjenjuje na cilindrični induktor, gdje se kao namot koristi bakrena žica.

Bakrena žica za namotavanje

Zavojnica stvara izmjenično magnetsko polje čiji se vektor mijenja s frekvencijom koju postavlja generator. Stvorene vrtložne struje, inducirane magnetskim poljem, zagrijavaju metalni element, koji prenosi energiju na rashladnu tekućinu. Tako se provodi još jedna shema indukcijskog grijanja "uradi sam".

Grijaći element također se može izraditi vlastitim rukama od izrezane metalne žice duljine oko 5 mm i komada polimerne cijevi u koju se postavlja metal. Prilikom postavljanja ventila na vrhu i na dnu cijevi, provjerite gustoću punjenja - ne bi trebalo biti slobodnog prostora. Prema shemi, oko 100 zavoja bakrenog ožičenja postavljeno je na vrh cijevi, što je induktor spojen na terminale generatora. Indukcijsko zagrijavanje bakrene žice nastaje zbog vrtložnih struja koje stvara izmjenično magnetsko polje.

Napomena: Indukcijski grijači "uradi sam" mogu se izraditi prema bilo kojoj shemi, glavna stvar koju treba zapamtiti je da je važno provesti pouzdanu toplinsku izolaciju, inače će učinkovitost sustava grijanja značajno pasti. .

Prednosti i nedostaci uređaja

"Plusi" vrtložnog indukcijskog grijača su brojni. Ovo je jednostavan sklop za samoproizvodnju, povećanu pouzdanost, visoku učinkovitost, relativno niske troškove energije, dug radni vijek, nisku vjerojatnost kvarova itd.

Performanse uređaja mogu biti značajne; jedinice ovog tipa uspješno se koriste u metalurškoj industriji. Što se tiče brzine zagrijavanja rashladne tekućine, uređaji ove vrste pouzdano se natječu s tradicionalnim električnim kotlovima, temperatura vode u sustavu brzo doseže potrebnu razinu.

Tijekom rada indukcijskog kotla, grijač lagano vibrira. Ova vibracija otresa kamenac i druga moguća onečišćenja sa stijenki metalne cijevi, pa je takav uređaj rijetko potrebno čistiti. Naravno, sustav grijanja mora biti zaštićen od ovih onečišćenja mehaničkim filterom.

Indukcijska zavojnica zagrijava metal (cijev ili komade žice) koji se nalazi unutar njega pomoću visokofrekventnih vrtložnih struja, kontakt nije potreban

Stalni kontakt s vodom također smanjuje vjerojatnost izgaranja grijača, što je prilično čest problem za tradicionalne kotlove s grijaćim elementima. Unatoč vibracijama, kotao radi iznimno tiho, nije potrebna dodatna izolacija buke na mjestu ugradnje uređaja.

Indukcijski kotlovi su također dobri jer gotovo nikada ne propuštaju, samo ako je instalacija sustava izvedena ispravno. Odsutnost curenja je posljedica beskontaktne metode prijenosa toplinske energije na grijač. Rashladno sredstvo pomoću gore opisane tehnologije može se zagrijati gotovo do stanja pare.

To osigurava dovoljnu toplinsku konvekciju za poticanje učinkovitog kretanja rashladne tekućine kroz cijevi. U većini slučajeva, sustav grijanja neće morati biti opremljen cirkulacijskom pumpom, iako sve ovisi o značajkama i rasporedu određenog sustava grijanja.

Ponekad je potrebna cirkulacijska pumpa. Instalacija uređaja je relativno jednostavna. Iako će to zahtijevati neke vještine u ugradnji električnih uređaja i cijevi za grijanje.

Ali ovaj prikladan i pouzdan uređaj ima niz nedostataka, koje također treba uzeti u obzir. Na primjer, kotao zagrijava ne samo rashladnu tekućinu, već i cijeli radni prostor koji ga okružuje. Za takvu jedinicu potrebno je dodijeliti zasebnu prostoriju i ukloniti sve strane predmete iz nje. Za osobu, dugi boravak u neposrednoj blizini radnog kotla također može biti nesiguran.

Indukcijski grijači zahtijevaju električnu energiju za rad. I oprema domaće i tvorničke izrade spojena je na kućnu AC mrežu.

Uređaju je potrebna električna energija za rad. U područjima gdje nema slobodnog pristupa ovoj dobrobiti civilizacije, indukcijski kotao će biti beskoristan. Da, i tamo gdje su česti nestanci struje, pokazat će nisku učinkovitost.

Može doći do eksplozije ako se instrumentom ne rukuje pažljivo.

Ako se rashladna tekućina pregrije, pretvorit će se u paru. Kao rezultat toga, pritisak u sustavu će se dramatično povećati, što cijevi jednostavno ne mogu izdržati, oni će puknuti. Stoga, za normalan rad sustava, uređaj treba biti opremljen barem manometrom, a još bolje - uređajem za isključivanje u nuždi, termostatom itd.

Sve to može značajno povećati cijenu domaćeg indukcijskog kotla. Iako se smatra da je uređaj praktički tih, to nije uvijek slučaj. Neki modeli, iz raznih razloga, i dalje mogu stvarati buku. Za uređaj koji je napravio sam, povećava se vjerojatnost takvog ishoda.

U dizajnu tvorničkih i domaćih indukcijskih grijača praktički nema komponenti koje se troše. Traju dugo i rade besprijekorno.

Domaći indukcijski kotlovi

Najjednostavnija shema uređaja koji se sastavlja sastoji se od komada plastične cijevi, u čiju se šupljinu polažu razni metalni elementi kako bi se stvorila jezgra. To može biti tanka nehrđajuća žica smotana u kuglice, usitnjena na male komadiće žice - žičana šipka promjera 6-8 mm, ili čak bušilica promjera koji odgovara unutarnjoj veličini cijevi. Izvana su na njega zalijepljeni štapići od stakloplastike, a na njih je u staklenoj izolaciji namotana žica debljine 1,5-1,7 mm. Duljina žice je oko 11 m. Tehnologija proizvodnje može se proučiti gledanjem videa:

Potom je ispitan domaći indukcijski grijač tako da se napuni vodom i spoji na tvornički izrađenu ORION indukcijsku ploču za kuhanje snage 2 kW umjesto standardne prigušnice. Rezultati testa prikazani su u sljedećem videu:

Drugi majstori preporučuju uzimanje pretvarača za zavarivanje male snage kao izvora spajanjem terminala sekundarnog namota na terminale zavojnice. Ako pažljivo proučite rad autora, onda se pojavljuju sljedeći zaključci:

• Autor je napravio dobar posao i njegov proizvod, naravno, radi.
• Nisu napravljeni izračuni za debljinu žice, broj i promjer zavoja zavojnice. Parametri namota uzeti su po analogiji s pločom za kuhanje, odnosno, indukcijski grijač vode neće biti veći od 2 kW.
• U najboljem slučaju, domaća jedinica moći će zagrijati vodu za dva radijatora grijanja od 1 kW svaki, što je dovoljno za grijanje jedne prostorije. U najgorem slučaju, grijanje će biti slabo ili će potpuno nestati, jer su ispitivanja provedena bez protoka rashladne tekućine.

Teško je donijeti točnije zaključke zbog nedostatka informacija o daljnjim ispitivanjima uređaja. Drugi način samostalnog organiziranja indukcijskog grijanja vode za grijanje prikazan je u sljedećem videu:

Radijator zavaren od nekoliko metalnih cijevi djeluje kao vanjska jezgra za vrtložne struje koje stvara zavojnica iste indukcijske ploče. Zaključci su sljedeći:

• Toplinska snaga rezultirajućeg grijača ne prelazi električnu snagu ploče.
• Broj i veličina cijevi odabrani su nasumično, ali su osigurali dovoljnu površinu za prijenos topline stvorene vrtložnim strujama.
• Ova shema indukcijskog grijača pokazala se uspješnom u konkretnom slučaju kada je stan okružen prostorima drugih grijanih stanova. Osim toga, autor nije prikazao rad instalacije u hladnoj sezoni s fiksiranjem temperature zraka u prostorijama.

Kako bismo potvrdili donesene zaključke, predlaže se pogledati video u kojem je autor pokušao koristiti sličan grijač u zasebnoj izoliranoj zgradi:

Princip rada

Indukcijsko grijanje je zagrijavanje materijala električnim strujama koje su inducirane izmjeničnim magnetskim poljem. Dakle, to je zagrijavanje proizvoda od vodljivih materijala (vodiča) magnetskim poljem induktora (izvora izmjeničnog magnetskog polja).

Indukcijsko grijanje provodi se na sljedeći način. Električno vodljivi (metalni, grafitni) obradak postavlja se u takozvani induktor, koji je jedan ili više zavoja žice (najčešće bakrene). U induktoru se uz pomoć posebnog generatora induciraju snažne struje različitih frekvencija (od desetaka Hz do nekoliko MHz), zbog čega oko induktora nastaje elektromagnetsko polje. Elektromagnetno polje inducira vrtložne struje u izratku. Vrtložne struje zagrijavaju obradak pod djelovanjem Joule topline.

Sustav induktor-prazni je transformator bez jezgre u kojem je induktor primarni namot. Radni komad je, takoreći, sekundarni namot, kratko spojen. Magnetski tok između namota se zatvara u zraku.

Pri visokoj frekvenciji, vrtložne struje pomiču se magnetskim poljem koje ih formiraju u tanke površinske slojeve obratka Δ (efekt kože), zbog čega se njihova gustoća naglo povećava i izradak se zagrijava. Donji slojevi metala zagrijavaju se zbog toplinske vodljivosti. Nije važna struja, već velika gustoća struje. U sloju kože Δ gustoća struje raste u e puta u odnosu na gustoću struje u izratku, dok se 86,4% topline od ukupnog oslobađanja topline oslobađa u sloju kože. Dubina sloja kože ovisi o frekvenciji zračenja: što je frekvencija viša, to je sloj kože tanji. Također ovisi o relativnoj magnetskoj permeabilnosti μ materijala izratka.

Za željezo, kobalt, nikal i magnetske legure na temperaturama ispod  Curiejeve točke, μ ima vrijednost od nekoliko stotina do desetaka tisuća. Za ostale materijale (taline, obojeni metali, tekući eutektici niskog taljenja, grafit, električno vodljiva keramika itd.) μ je približno jednaka jedan.

Formula za izračun dubine kože u mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho)(\mu \pi f)))),

gdje ρ - specifični električni otpor materijala obratka pri temperaturi obrade, Ohm m, f- frekvencija elektromagnetskog polja koje stvara induktor, Hz.

Na primjer, na frekvenciji od 2 MHz, dubina kože za bakar je oko 0,047 mm, za željezo ≈ 0,0001 mm.

Induktor se jako zagrijava tijekom rada jer apsorbira vlastito zračenje. Osim toga, apsorbira toplinsko zračenje iz vrućeg obratka. Izrađuju induktore od bakrenih cijevi hlađenih vodom. Voda se dovodi usisavanjem - to osigurava sigurnost u slučaju opeklina ili drugog smanjenja tlaka induktora.

Princip rada

Jedinica za taljenje indukcijske peći koristi se za zagrijavanje širokog spektra metala i legura. Klasični dizajn sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Odvodna pumpa.
2. Induktor hlađen vodom.
3. Okvir od nehrđajućeg čelika ili aluminija.
4. Kontaktno područje.
5. Ognjište od betona otpornog na toplinu.
6. Nosač s hidrauličnim cilindrom i sklopom ležaja.

Princip rada temelji se na stvaranju vrtložnim induciranih Foucaultovih struja. U pravilu, tijekom rada kućanskih aparata, takve struje uzrokuju kvarove, ali u ovom slučaju se koriste za zagrijavanje punjenja na potrebnu temperaturu. Gotovo sva elektronika počinje se zagrijavati tijekom rada. Ovaj negativni čimbenik u korištenju električne energije iskorišten je u potpunosti.

Prednosti uređaja

Indukcijska peć za taljenje koristi se relativno nedavno. Na proizvodnim mjestima postavljaju se poznate ložište, visoke peći i druge vrste opreme. Takva peć za taljenje metala ima sljedeće prednosti:

1. Primjena principa indukcije omogućuje vam da opremu učinite kompaktnom. Zato nema problema s njihovim postavljanjem u male prostorije. Primjer su visoke peći, koje se mogu ugraditi samo u pripremljene prostorije.
2. Rezultati provedenih studija pokazuju da je učinkovitost gotovo 100%.
3. Velika brzina taljenja. Indeks visoke učinkovitosti određuje da je potrebno mnogo manje vremena za zagrijavanje metala u usporedbi s drugim pećima.
4. Neke peći tijekom taljenja mogu dovesti do promjene kemijskog sastava metala. Indukcija zauzima prvo mjesto u pogledu čistoće taline. Generirane Foucaultove struje zagrijavaju radni komad iznutra, što eliminira mogućnost ulaska u sastav raznih nečistoća.

Potonja prednost je ta koja određuje širenje indukcijske peći u nakitu, jer čak i mala koncentracija stranih nečistoća može negativno utjecati na rezultat.

Zbog činjenice da je M. Faraday još 1831. godine otkrio fenomen elektromagnetske indukcije, svijet je vidio velik broj uređaja koji zagrijavaju vodu i druge medije.

Budući da je ovo otkriće ostvareno, ljudi ga svakodnevno koriste u svakodnevnom životu:

• Kuhalo za vodu s disk grijačem za grijanje vode;
• Pećnica za više kuhala;
• indukcijska ploča za kuhanje;
• Mikrovalne pećnice (štednjak);
• Grijač;
• Stupac za grijanje.

Također, otvor se nanosi na ekstruder (ne mehanički). Prije se široko koristio u metalurgiji i drugim industrijama vezanim za obradu metala. Tvornički induktivni bojler radi na principu djelovanja vrtložnih struja na posebnu jezgru koja se nalazi u unutrašnjosti zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površne, pa je za jezgru bolje uzeti šuplju metalnu cijev kroz koju prolazi rashladni element.

Do pojave električnih struja dolazi zbog dovoda izmjeničnog napona na namot, uzrokujući pojavu izmjeničnog električnog magnetskog polja koje mijenja potencijale 50 puta/sek. na standardnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz.

Istovremeno, Ruhmkorff indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti izravno na AC mrežu. U proizvodnji se za takvo zagrijavanje koriste visokofrekventne električne struje - do 1 MHz, pa je prilično teško postići rad uređaja na 50 Hz. Debljina žice i broj zavoja namota koje koristi uređaj izračunavaju se zasebno za svaku jedinicu prema posebnoj metodi za potrebnu toplinsku snagu. Domaća, moćna jedinica mora djelovati učinkovito, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i ne zagrijavati se.

Organizacije ulažu velika sredstva u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tako da:

• Svi zadaci su uspješno riješeni;
• Učinkovitost uređaja za grijanje je 98%;
• Funkcionira bez prekida.

Osim najveće učinkovitosti, ne može se ne privući brzina kojom se odvija zagrijavanje medija koji prolazi kroz jezgru. Na sl. predlaže se shema rada indukcijskog bojlera stvorenog u postrojenju. Takva shema ima jedinicu marke VIN, koju proizvodi tvornica u Iževsku.

Koliko dugo će jedinica raditi ovisi samo o tome koliko je kućište čvrsto i izolacija zavoja žice nije oštećena, a ovo je prilično značajno razdoblje, prema proizvođaču - do 30 godina.

Za sve ove prednosti, koje uređaj ima 100%, potrebno je platiti dosta novca, induktor, magnetni bojler je najskuplji od svih vrsta instalacija grijanja. Stoga mnogi obrtnici radije sami sastavljaju ultraekonomičnu jedinicu za grijanje.

Pravila za samostalnu proizvodnju opreme

Da bi instalacija indukcijskog grijanja ispravno radila, struja za takav proizvod mora odgovarati snazi ​​(mora biti najmanje 15 ampera, ako je potrebno, može biti i više).

• Žicu treba rezati na komade ne više od pet centimetara. To je neophodno za učinkovito grijanje u visokofrekventnom polju.
• Tijelo ne smije biti manjeg promjera od pripremljene žice i imati debele stijenke.
• Za pričvršćivanje na mrežu grijanja, poseban adapter pričvršćen je na jednu stranu konstrukcije.
• Na dno cijevi treba postaviti mrežu kako bi se spriječilo ispadanje žice.
• Potonji je potreban u tolikoj količini da ispunjava cijeli unutarnji prostor.
• Dizajn je zatvoren, postavljen je adapter.
• Zatim se od ove cijevi konstruira zavojnica. Da biste to učinili, omotajte ga već pripremljenom žicom. Mora se poštivati ​​broj okreta: minimalno 80, maksimalno 90.
• Nakon spajanja na sustav grijanja, voda se ulijeva u aparat. Zavojnica je spojena na pripremljeni inverter.
• Ugrađena je pumpa za vodu.
• Regulator temperature je instaliran.

Dakle, izračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: duljini, promjeru, temperaturi i vremenu obrade

Obratite pažnju na induktivitet guma koje vode do induktora, a koji može biti puno veći od samog induktora.

Visoko precizno indukcijsko grijanje

Takvo grijanje ima najjednostavniji princip, jer je beskontaktno. Visokofrekventno impulsno grijanje omogućuje postizanje najviših temperaturnih uvjeta, pri kojima je moguće obraditi najteže metale u taljenju. Za izvođenje indukcijskog grijanja potrebno je stvoriti potreban napon od 12V (volti) i frekvenciju induktiviteta u elektromagnetskim poljima.

To se može učiniti u posebnom uređaju - induktoru. Napaja se električnom energijom iz industrijskog napajanja na 50 Hz.

Za to je moguće koristiti pojedinačna napajanja - pretvarače / generatore. Najjednostavniji uređaj za niskofrekventni uređaj je spirala (izolirani vodič), koja se može postaviti u unutrašnjost metalne cijevi ili namotati oko nje. Tekuće struje zagrijavaju cijev, koja u budućnosti daje toplinu dnevnoj sobi.

Korištenje indukcijskog grijanja na minimalnim frekvencijama nije česta pojava. Najčešća obrada metala višom ili srednjom frekvencijom. Takve uređaje odlikuje činjenica da magnetski val ide na površinu, gdje se raspada. Energija se pretvara u toplinu. Da bi učinak bio bolji, obje komponente moraju imati sličan oblik. Gdje se primjenjuje toplina?

Danas je široko rasprostranjena uporaba visokofrekventnog grijanja:

• Za taljenje metala i njihovo lemljenje beskontaktnom metodom;
• Inženjerska industrija;
• Posao s nakitom;
• Izrada malih elemenata (daščica) koji se mogu oštetiti korištenjem drugih tehnika;
• Stvrdnjavanje površina dijelova, različitih konfiguracija;
• Toplinska obrada dijelova;
• Medicinska praksa (dezinfekcija uređaja/instrumenata).

Grijanje može riješiti mnoge probleme.

Što je indukcijsko grijanje

Kako radi indukcijski bojler.

Indukcijski uređaj radi na energiji koju stvara elektromagnetsko polje. Apsorbira ga nosač topline, a zatim ga daje u prostorije:

1. Induktor stvara elektromagnetno polje u takvom bojleru. Ovo je višenavojna cilindrična žičana zavojnica.
2. Prolazeći kroz njega, izmjenična električna struja oko zavojnice stvara magnetsko polje.
3. Njegove su linije postavljene okomito na vektor elektromagnetskog toka. Kada se pomaknu, ponovno stvaraju zatvoreni krug.
4. Vrtložne struje nastale izmjeničnom strujom pretvaraju energiju električne energije u toplinu.

Toplinska energija tijekom indukcijskog zagrijavanja troši se štedljivo i malom brzinom zagrijavanja. Zahvaljujući tome, indukcijski uređaj dovodi vodu za sustav grijanja do visoke temperature u kratkom vremenskom razdoblju.

Značajke uređaja

Električna struja je spojena na primarni namot.

Indukcijsko grijanje se provodi pomoću transformatora. Sastoji se od para namota:

• vanjski (primarni);
• kratko spojen unutarnji (sekundarni).

Vrtložne struje se javljaju u dubokom dijelu transformatora. Oni preusmjeravaju nastajuće elektromagnetsko polje u sekundarni krug. On istovremeno obavlja funkciju tijela i djeluje kao grijaći element za vodu.

S povećanjem gustoće vrtložnih strujanja usmjerenih na jezgru, ona se prvo zagrijava, a zatim cijeli toplinski element.

Za dovod hladne vode i uklanjanje pripremljene rashladne tekućine u sustav grijanja, indukcijski grijač je opremljen parom cijevi:

1. Donji je instaliran na ulazu u vodovod.
2. Gornja grana cijevi - na dovodni dio sustava grijanja.

Od kojih se elemenata sastoji uređaj i kako radi

Indukcijski bojler sastoji se od sljedećih strukturnih elemenata:

Fotografija	Strukturni čvor
	Induktor. Sastoji se od mnogo zavojnica bakrene žice. Oni stvaraju elektromagnetno polje.
	Grijaći element. Ovo je cijev izrađena od metalnih ili čeličnih žica postavljenih unutar induktora.
	Generator. Pretvara električnu energiju kućanstva u električnu struju visoke frekvencije. Ulogu generatora može igrati inverter iz aparata za zavarivanje.

Shema rada sustava grijanja s indukcijskim bojlerom.

Kada su sve komponente uređaja u interakciji, toplinska energija se stvara i prenosi u vodu. Shema rada jedinice je sljedeća:

1. Generator proizvodi električnu struju visoke frekvencije. Zatim ga prenosi na indukcijsku zavojnicu.
2. Ona, nakon što je opazila struju, pretvara je u električno magnetsko polje.
3. Grijač, smješten unutar zavojnice, zagrijava se djelovanjem vrtložnih tokova koji nastaju zbog promjene vektora magnetskog polja.
4. Voda koja cirkulira unutar elementa zagrijava se. Zatim ulazi u sustav grijanja.

Prednosti i nedostaci metode indukcijskog grijanja

Jedinica je kompaktna i zauzima malo prostora.

Indukcijski grijači su obdareni takvim prednostima:

• visoka razina učinkovitosti;
• ne trebaju često održavanje;
• zauzimaju malo slobodnog prostora;
• zbog vibracija magnetskog polja kamenac se ne taloži unutar njih;
• uređaji su tihi;
• sigurni su;
• zbog nepropusnosti kućišta nema curenja;
• rad grijača je potpuno automatiziran;
• jedinica je ekološki prihvatljiva, ne ispušta čađu, čađu, ugljični monoksid itd.

Na fotografiji - tvornički indukcijski bojler za grijanje vode.

Glavni nedostatak uređaja je visoka cijena njegovih tvorničkih modela..

Međutim, ovaj se nedostatak može izravnati ako sastavite indukcijski grijač vlastitim rukama. Jedinica je montirana od lako dostupnih elemenata, njihova cijena je niska.

Prednosti korištenja svih vrsta indukcijskih grijača

Indukcijski grijač ima nedvojbene prednosti i vodeći je među svim vrstama uređaja. Ova prednost se sastoji od sljedećeg:

• Troši manje električne energije i ne zagađuje okoliš.
• Jednostavan za rukovanje, pruža visoku kvalitetu rada i omogućuje vam kontrolu procesa.
• Zagrijavanje kroz stijenke komore daje posebnu čistoću i mogućnost dobivanja ultra čistih legura, dok se taljenje može provoditi u različitim atmosferama, uključujući inertne plinove i u vakuumu.
• Uz njegovu pomoć moguće je ravnomjerno zagrijavanje detalja bilo kojeg oblika ili selektivno zagrijavanje.
• Konačno, indukcijski grijači su univerzalni, što im omogućuje da se koriste posvuda, zamjenjujući zastarjele instalacije koje troše energiju i neučinkovite.

Prilikom izrade indukcijskog grijača vlastitim rukama, morate se brinuti o sigurnosti uređaja. Da biste to učinili, potrebno je voditi se sljedećim pravilima koja povećavaju razinu pouzdanosti cjelokupnog sustava:

1. Sigurnosni ventil treba umetnuti u gornji T-e za otpuštanje viška tlaka. Inače, ako cirkulacijska crpka zakaže, jezgra će jednostavno puknuti pod utjecajem pare. U pravilu, shema jednostavnog indukcijskog grijača predviđa takve trenutke.
2. Pretvarač je spojen na mrežu samo preko RCD-a. Ovaj uređaj radi u kritičnim situacijama i pomoći će u izbjegavanju kratkog spoja.
3. Inverter za zavarivanje mora biti uzemljen tako da se kabel vodi do posebnog metalnog kruga koji je ugrađen u tlo iza zidova konstrukcije.
4. Tijelo indukcijskog grijača mora biti postavljeno na visini od 80 cm iznad poda. Štoviše, udaljenost do stropa treba biti najmanje 70 cm, a do ostalih komada namještaja - više od 30 cm.
5. Indukcijski grijač je izvor vrlo jakog elektromagnetskog polja, stoga ovu instalaciju treba držati podalje od stambenih prostorija i ograđenih prostora s kućnim ljubimcima.

Dijagram indukcijskog grijača

Zahvaljujući otkriću M. Faradayja 1831. godine fenomena elektromagnetske indukcije, u našem su se modernom životu pojavili mnogi uređaji koji zagrijavaju vodu i druge medije. Svaki dan koristimo električni kuhalo za vodu s grijačem diska, multicooker, indukcijsku ploču, budući da smo ovo otkriće uspjeli realizirati za svakodnevni život tek u naše vrijeme. Ranije se koristio u metalurškoj i drugim granama metaloprerađivačke industrije.

Tvornički indukcijski kotao u svom radu koristi princip djelovanja vrtložnih struja na metalnu jezgru smještenu unutar zavojnice. Foucaultove vrtložne struje su površinske prirode, pa je logično koristiti šuplju metalnu cijev kao jezgru, kroz koju teče zagrijana rashladna tekućina.

Princip rada indukcijskog grijača

Pojava struja je posljedica dovoda izmjeničnog električnog napona na namot, što uzrokuje pojavu izmjeničnog elektromagnetskog polja koje mijenja potencijale 50 puta u sekundi pri normalnoj industrijskoj frekvenciji od 50 Hz. Istodobno, indukcijska zavojnica je dizajnirana na način da se može spojiti izravno na AC mrežu. U industriji se za takvo zagrijavanje koriste visokofrekventne struje - do 1 MHz, pa nije lako postići rad uređaja na frekvenciji od 50 Hz.

Debljina bakrene žice i broj zavoja koje koriste indukcijski grijači vode izračunavaju se posebno za svaku jedinicu posebnom metodom za potrebnu toplinsku snagu. Proizvod mora djelovati učinkovito, brzo zagrijavati vodu koja teče kroz cijev i istodobno se ne pregrijati. Poduzeća ulažu puno novca u razvoj i implementaciju takvih proizvoda, tako da su svi zadaci uspješno riješeni, a pokazatelj učinkovitosti grijača je 98%.

Osim visoke učinkovitosti, posebno je atraktivna brzina kojom se medij koji teče kroz jezgru zagrijava. Na slici je prikazan dijagram rada indukcijskog grijača izrađenog u tvornici. Takva se shema koristi u jedinicama poznate robne marke "VIN", koje proizvodi tvornica u Iževsku.

Dijagram rada grijača

Trajnost generatora topline ovisi samo o nepropusnosti kućišta i cjelovitosti izolacije zavoja žice, a to se ispostavilo kao prilično dugo razdoblje, izjavljuju proizvođači - do 30 godina. Za sve ove prednosti koje ovi uređaji zapravo posjeduju, morate platiti dosta novca, indukcijski bojler je najskuplji od svih vrsta grijaćih električnih instalacija. Iz tog razloga neki su se obrtnici bavili proizvodnjom uređaja domaće izrade kako bi ga koristili u grijanju kuće.

DIY proizvodni proces

Za rad će biti korisni sljedeći alati:

• inverter za zavarivanje;
• zavarivačka generirajuća struja snage 15 ampera.

Također će vam trebati bakrena žica, koja je namotana oko tijela jezgre. Uređaj će djelovati kao induktor. Žičani kontakti su spojeni na terminale pretvarača tako da se ne stvaraju uvijanja. Komad materijala potreban za sastavljanje jezgre mora biti ispravne duljine. U prosjeku, broj zavoja je 50, promjer žice je 3 milimetra.

Bakrena žica različitih promjera za namotavanje

Sada prijeđimo na srž. U njegovoj ulozi bit će polimerna cijev od polietilena. Ova vrsta plastike može izdržati prilično visoke temperature. Promjer jezgre - 50 milimetara, debljina stijenke - najmanje 3 mm. Ovaj dio se koristi kao mjerač na koji je namotana bakrena žica, tvoreći induktor. Gotovo svatko može sastaviti najjednostavniji indukcijski bojler.

Na videu ćete vidjeti način - kako samostalno organizirati indukcijsko grijanje vode za grijanje:

Prva opcija

Žica je izrezana na segmente od 50 mm, njome se napuni plastična cijev. Kako biste spriječili izlijevanje iz cijevi, začepite krajeve žičanom mrežom. Na krajevima se postavljaju adapteri iz cijevi, na mjesto gdje je grijač spojen.

Namot je namotan na tijelo potonjeg bakrenom žicom. U tu svrhu trebate oko 17 metara žice: trebate napraviti 90 zavoja, promjer cijevi je 60 milimetara. 3,14×60×90=17 m.

Važno je znati! Prilikom provjere rada uređaja provjerite ima li u njemu vode (rashladne tekućine). Inače će se tijelo uređaja brzo rastopiti.
. Cijev se zabija u cjevovod

Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Cijev se zabija u cjevovod. Grijač je spojen na inverter. Ostaje napuniti uređaj vodom i uključiti ga. Sve je spremno!

Druga opcija

Ova opcija je mnogo lakša. Na okomitom dijelu cijevi odabire se ravni dio veličine metra. Treba ga pažljivo očistiti od boje pomoću brusnog papira. Nadalje, ovaj dio cijevi prekriven je s tri sloja električne tkanine. Indukcijska zavojnica je namotana bakrenom žicom. Cijeli spojni sustav je dobro izoliran. Sada možete spojiti inverter za zavarivanje i proces montaže je završen.

Indukcijska zavojnica omotana bakrenom žicom

Prije nego što počnete izrađivati ​​bojler vlastitim rukama, preporučljivo je upoznati se s karakteristikama tvorničkih proizvoda i proučiti njihove crteže. To će pomoći razumjeti početne podatke domaće opreme i izbjeći moguće pogreške.

Treća opcija

Da biste grijač napravili na ovaj kompliciraniji način, morate koristiti zavarivanje. Za rad vam je još uvijek potreban trofazni transformator. Dvije cijevi moraju biti zavarene jedna u drugu, koja će djelovati kao grijač i jezgra. Namot je namotan na tijelo induktora. To povećava performanse uređaja, koji ima kompaktnu veličinu, što je vrlo prikladno za korištenje kod kuće.

Namotaj na tijelu induktora

Za vodoopskrbu i odvodnju, 2 grane cijevi zavarene su u tijelo induktora. Kako ne bi gubili toplinu i spriječili moguće curenje struje, potrebno je napraviti izolaciju. Otklonit će gore opisane probleme i potpuno eliminirati pojavu buke tijekom rada kotla.

Ovisno o značajkama dizajna, razlikuju se podne i stolne indukcijske peći. Bez obzira koja je opcija odabrana, postoji nekoliko osnovnih pravila za instalaciju:

1. Kada je oprema u pogonu, električna mreža je podvrgnuta velikom opterećenju. Kako bi se isključila mogućnost kratkog spoja zbog trošenja izolacije, tijekom instalacije mora se provesti visokokvalitetno uzemljenje.
2. Dizajn ima krug vodenog hlađenja, koji eliminira mogućnost pregrijavanja glavnih elemenata. Zato je potrebno osigurati pouzdan porast vode.
3. Ako se ugrađuje stolna pećnica, tada treba obratiti pozornost na stabilnost korištene baze.
4. Peć za taljenje metala složen je električni uređaj, čija instalacija mora slijediti sve preporuke proizvođača. Posebna se pozornost posvećuje parametrima izvora napajanja, koji moraju odgovarati modelu uređaja.
5. Ne zaboravite da oko pećnice treba biti dosta slobodnog prostora. Tijekom rada, čak i mala talina u smislu volumena i mase može slučajno prskati iz kalupa. Na temperaturama iznad 1000 stupnjeva Celzija prouzročit će nepopravljivu štetu na raznim materijalima, a može izazvati i požar.

Uređaj se može jako zagrijati tijekom rada. Zato u blizini ne smije biti zapaljivih ili eksplozivnih tvari. Osim toga, prema propisima o zaštiti od požara, u blizini bi trebao biti postavljen protupožarni štit.

Sigurnosne mjere

za sustave grijanja koji koriste indukcijsko grijanje važno je pridržavati se nekoliko pravila kako biste izbjegli curenje, gubitak učinkovitosti, potrošnju energije, nesreće. . Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara crpke.


Kako bi se spriječili kvarovi u radu električne mreže, preporuča se spojiti kotao "uradi sam" s indukcijskim grijanjem prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2.

Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

1. Indukcijski sustavi grijanja zahtijevaju sigurnosni ventil za ispuštanje vode i pare u slučaju kvara crpke.
2. Manometar i RCD potrebni su za siguran rad sustava grijanja "uradi sam".
3. Prisutnost uzemljenja i električne izolacije cijelog sustava indukcijskog grijanja spriječit će strujni udar.
4. Kako bi se izbjeglo štetno djelovanje elektromagnetskog polja na ljudsko tijelo, bolje je takve sustave iznijeti izvan stambenog prostora, gdje se treba pridržavati pravila ugradnje, prema kojima se uređaj za indukcijsko grijanje treba postaviti na udaljenosti od 80 cm od horizontalnih (pod i strop) i 30 cm od okomitih površina.
5. Prije nego što uključite sustav, svakako provjerite prisutnost rashladne tekućine.
6. Kako biste spriječili kvarove u električnoj mreži, preporuča se spojiti indukcijski kotao za grijanje "uradi sam" prema predloženim shemama na zaseban dovodni vod, čiji će presjek kabela biti najmanje 5 mm2. Obično ožičenje možda neće moći izdržati potrebnu potrošnju energije.

Izrada sofisticiranih uređaja

Teže je napraviti HDTV instalaciju grijanja vlastitim rukama, ali je podložna radioamaterima, jer će vam za prikupljanje trebati multivibratorski krug. Princip rada je sličan - vrtložne struje koje proizlaze iz interakcije metalnog punila u središtu zavojnice i vlastitog jako magnetskog polja zagrijavaju površinu.

Projektiranje HDTV instalacija

Budući da čak i male zavojnice proizvode struju od oko 100 A, morat će se povezati s njima rezonantni kapacitet kako bi se uravnotežio indukcijski potisak. Postoje 2 vrste radnih krugova za grijanje HDTV-a na 12 V:

• priključen na mrežno napajanje.

• ciljani električni;
• priključen na mrežno napajanje.

U prvom slučaju, mini HDTV instalacija se može sastaviti za sat vremena. Čak i u nedostatku mreže od 220 V, takav generator možete koristiti bilo gdje, ali ako imate automobilske baterije kao izvore napajanja. Naravno, nije dovoljno snažan da rastopi metal, ali se može zagrijati na visoke temperature potrebne za fini rad, poput zagrijavanja noževa i odvijača do plave boje. Da biste ga stvorili, morate kupiti:

• tranzistori s efektom polja BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• akumulator automobila od 70 A / h;
• visokonaponski kondenzatori.

Struja napajanja od 11 A tijekom procesa zagrijavanja se smanjuje na 6 A zbog otpornosti metala, ali ostaje potreba za debelim žicama koje mogu izdržati struju od 11-12 A kako bi se izbjeglo pregrijavanje.

Drugi krug za instalaciju indukcijskog grijanja u plastičnom kućištu je složeniji, baziran na drajveru IR2153, ali je prikladnije izgraditi 100k rezonanciju preko regulatora. Potrebno je kontrolirati krug preko mrežnog adaptera s naponom od 12 V ili više. Jedinica za napajanje može se spojiti izravno na glavnu mrežu od 220 V pomoću diodnog mosta. Frekvencija rezonancije je 30 kHz. Sljedeće stavke će biti potrebne:

• feritna jezgra 10 mm i prigušnica 20 zavoja;
• bakrena cijev kao HDTV zavojnica od 25 zavoja po trnu 5–8 cm;
• kondenzatori 250 V.

Vrtložni grijači

Snažnija instalacija, sposobna zagrijati vijke do žute boje, može se sastaviti prema jednostavnoj shemi. Ali tijekom rada, stvaranje topline će biti prilično veliko, pa se preporučuje ugradnja radijatora na tranzistore. Trebat će vam i prigušnica koju možete posuditi iz napajanja bilo kojeg računala i sljedeći pomoćni materijal:

• čelična feromagnetna žica;
• bakrena žica 1,5 mm;
• poljski tranzistori i diode za obrnuti napon od 500 V;
• zener diode snage 2-3 W s izračunom od 15 V;
• jednostavni otpornici.

Ovisno o željenom rezultatu, namotavanje žice na bakrenoj bazi je od 10 do 30 zavoja. Slijedi montaža kruga i priprema bazne zavojnice grijača od oko 7 zavoja bakrene žice od 1,5 mm. Spaja se na strujni krug, a zatim na struju.

Obrtnici koji su upoznati sa zavarivanjem i upravljanjem trofaznog transformatora mogu dodatno povećati učinkovitost uređaja uz smanjenje težine i veličine. Da biste to učinili, trebate zavariti baze dviju cijevi, koje će služiti i kao jezgra i kao grijač, te zavariti dvije cijevi u tijelo nakon namotanja za dovod i uklanjanje rashladne tekućine.

Prednosti i nedostatci

Nakon što smo se pozabavili principom rada indukcijskog grijača, možete razmotriti njegove pozitivne i negativne strane. S obzirom na veliku popularnost ove vrste generatora topline, može se pretpostaviti da ima puno više prednosti nego nedostataka. Među najznačajnijim prednostima su:

• Jednostavnost dizajna.
• Visoka stopa učinkovitosti.
• Dug vijek trajanja.
• Mali rizik od oštećenja uređaja.
• Značajne uštede energije.

Budući da je pokazatelj učinkovitosti indukcijskog kotla u širokom rasponu, moguće je bez problema odabrati jedinicu za određeni sustav grijanja zgrade. Ovi uređaji mogu brzo zagrijati rashladnu tekućinu na unaprijed određenu temperaturu, što ih je učinilo dostojnim konkurentom tradicionalnim kotlovima.

Tijekom rada indukcijskog grijača uočava se lagana vibracija, zbog čega se kamenac otrese s cijevi. Kao rezultat toga, jedinica se može čistiti rjeđe. Budući da je rashladna tekućina u stalnom kontaktu s grijaćim elementom, rizici od njegovog kvara su relativno mali.

Dio 1. DIY INDUKCIJSKI KOTAO - to je jednostavno. Dodatak za indukcijsku ploču.

Ako tijekom ugradnje indukcijskog kotla nije bilo pogrešaka, tada je propuštanje praktički isključeno. To je zbog beskontaktnog prijenosa toplinske energije na grijač. Korištenje tehnologije indukcijskog grijanja vode omogućuje vam da ga dovedete gotovo u plinovito stanje. Tako se postiže učinkovito kretanje vode kroz cijevi, au nekim situacijama čak je moguće i odustati od uporabe cirkulacijskih crpnih jedinica.

Nažalost, idealni uređaji danas ne postoje. Uz veliki broj prednosti, indukcijski grijači imaju i niz nedostataka. Budući da jedinica zahtijeva električnu energiju za rad, neće moći raditi s maksimalnom učinkovitošću u regijama s čestim nestancima struje. Kada se rashladna tekućina pregrije, tlak u sustavu naglo raste i cijevi se mogu slomiti. Kako bi se to izbjeglo, indukcijski grijač mora biti opremljen uređajem za isključivanje u nuždi.

DIY indukcijski grijač

Princip rada indukcijskog grijanja

Rad indukcijskog grijača koristi energiju elektromagnetskog polja koju zagrijani predmet apsorbira i pretvara u toplinu. Za generiranje magnetskog polja koristi se induktor, odnosno cilindrična zavojnica s više okreta. Prolazeći kroz ovaj induktor, izmjenična električna struja stvara izmjenično magnetsko polje oko zavojnice.

Domaći inverterski grijač omogućuje vam brzo zagrijavanje i na vrlo visoke temperature. Uz pomoć takvih uređaja ne možete samo zagrijati vodu, već čak i rastopiti razne metale.

Ako se zagrijani predmet stavi unutar ili blizu induktora, probušit će ga tok vektora magnetske indukcije koji se neprestano mijenja u vremenu. U tom slučaju nastaje električno polje čije se linije nalaze okomito na smjer magnetskog toka i kreću se u začaranom krugu. Zahvaljujući tim vrtložnim tokovima, električna energija se pretvara u toplinsku energiju i predmet se zagrijava.

Dakle, električna energija induktora se prenosi na objekt bez upotrebe kontakata, kao što se događa u otpornim pećima. Kao rezultat toga, toplinska energija se troši učinkovitije, a brzina zagrijavanja značajno se povećava. Ovaj princip se široko koristi u području obrade metala: njegovo taljenje, kovanje, lemljenje itd. S ne manje uspjeha, vrtložni indukcijski grijač može se koristiti za zagrijavanje vode.

Indukcijski grijači visoke frekvencije

Najširi raspon primjene je za visokofrekventne indukcijske grijače. Grijače karakterizira visoka frekvencija od 30-100 kHz i širok raspon snage od 15-160 kW. Visokofrekventni tip osigurava malu dubinu zagrijavanja, ali to je dovoljno za poboljšanje kemijskih svojstava metala.

Visokofrekventni indukcijski grijači su jednostavni za rukovanje i ekonomični, a njihova učinkovitost može doseći 95%. Svi tipovi rade kontinuirano dugo vremena, a verzija s dva bloka (kada je visokofrekventni transformator smješten u zaseban blok) omogućuje rad 24 sata dnevno. Grijač ima 28 vrsta zaštite, od kojih je svaka odgovorna za svoju funkciju. Primjer: kontrola tlaka vode u rashladnom sustavu.

• Indukcijski grijač 60 kW Perm
• Indukcijski grijač 65 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 60 kW Krasnojarsk
• Indukcijski grijač 60 kW Kaluga
• Indukcijski grijač 100 kW Novosibirsk
• Indukcijski grijač 120 kW Ekaterinburg
• Indukcijski grijač 160 kW Samara

Primjena:

• površinski kaljeni zupčanik
• stvrdnjavanje osovine
• otvrdnjavanje kotača dizalice
• zagrijavanje dijelova prije savijanja
• lemljenje rezača, rezača, svrdla
• zagrijavanje obratka tijekom vrućeg štancanja
• slijetanje vijaka
• zavarivanje i navarivanje metala
• restauracija detalja.

Indukcijsko taljenje je proces koji se široko koristi u crnoj i obojenoj metalurgiji. Taljenje u uređajima za indukcijsko grijanje često je superiornije od taljenja na gorivo u smislu energetske učinkovitosti, kvalitete proizvoda i fleksibilnosti proizvodnje. Ove pre-

moderne električne tehnologije

svojstva su posljedica specifičnih fizikalnih karakteristika indukcijskih peći.

Tijekom indukcijskog taljenja, čvrsti materijal pod utjecajem elektromagnetskog polja prelazi u tekuću fazu. Kao i u slučaju indukcijskog zagrijavanja, toplina se stvara u otopljenom materijalu zbog Jouleovog učinka induciranih vrtložnih struja. Primarna struja koja prolazi kroz induktor stvara elektromagnetno polje. Bez obzira na to je li elektromagnetsko polje koncentrirano magnetskim krugovima ili ne, spojeni sustav induktor-opterećenje može se predstaviti kao transformator s magnetskim krugom ili kao zračni transformator. Električna učinkovitost sustava uvelike ovisi o karakteristikama feromagnetskih strukturnih elemenata koji utječu na polje.

Uz elektromagnetske i toplinske pojave, elektrodinamičke sile imaju važnu ulogu u procesu indukcijskog taljenja. Te se sile moraju uzeti u obzir, osobito u slučaju taljenja u snažnim indukcijskim pećima. Interakcija induciranih električnih struja u talini s nastalim magnetskim poljem uzrokuje mehaničku silu (Lorentzova sila)

Tlak Talina teče

Riža. 7.21. Djelovanje elektromagnetskih sila

Na primjer, silom izazvano turbulentno gibanje taline od velike je važnosti kako za dobar prijenos topline tako i za miješanje i prianjanje nevodljivih čestica u talini.

Postoje dvije glavne vrste indukcijskih peći: indukcijske peći s loncem (ITF) i indukcijske kanalne peći (IKP). U ITP-u se rastopljeni materijal obično ubacuje u komade u lončić (slika 7.22). Induktor pokriva lončić i otopljeni materijal. Zbog nepostojanja polja koncentracije magnetskog kruga, elektromagnetska veza između

moderne električne tehnologije

induktor i opterećenje jako ovisi o debljini stijenke keramičkog lončića. Kako bi se osigurala visoka električna učinkovitost, izolacija treba biti što tanja. S druge strane, obloga mora biti dovoljno debela da izdrži toplinska naprezanja i

metalni pokret. Stoga treba tražiti kompromis između električnih kriterija i kriterija čvrstoće.

Važne karakteristike indukcijskog taljenja u IHF-u su pomicanje taline i meniskusa kao posljedica djelovanja elektromagnetskih sila. Kretanje taline osigurava i jednoliku raspodjelu temperature i homogeni kemijski sastav. Učinak miješanja na površini taline smanjuje gubitke materijala tijekom ponovnog punjenja malih serija i aditiva. Unatoč korištenju jeftinog materijala, reprodukcija taline konstantnog sastava osigurava visoku kvalitetu lijevanja.

Ovisno o veličini, vrsti materijala koji se rastapa i području primjene, ITP-ovi rade na industrijskoj frekvenciji (50 Hz) ili srednjem

moderne električne tehnologije

ih na frekvencijama do 1000 Hz. Potonji postaju sve važniji zbog svoje visoke učinkovitosti u taljenju lijevanog željeza i aluminija. Budući da se kretanje taline pri konstantnoj snazi ​​smanjuje s povećanjem frekvencije, veće specifične snage postaju dostupne na višim frekvencijama i, kao rezultat, veća produktivnost. Zbog veće snage skraćuje se vrijeme taljenja, što dovodi do povećanja učinkovitosti procesa (u odnosu na peći koje rade na industrijskoj frekvenciji). Uzimajući u obzir druge tehnološke prednosti, kao što je fleksibilnost u promjeni materijala koji se topi, srednje frekvencijski IHF-ovi su dizajnirani kao moćne jedinice za taljenje koje trenutno dominiraju u ljevaonici željeza. Suvremeni srednjefrekventni ITP velike snage za taljenje željeza imaju kapacitet do 12 tona i snagu do 10 MW. ITP industrijskih frekvencija dizajnirani su za veće kapacitete od srednjefrekventnih, do 150 tona za taljenje željeza. Intenzivno miješanje kupelji od posebne je važnosti u taljenju homogenih legura, poput mjedi, stoga se u ovom području široko koriste ITP industrijske frekvencije. Uz korištenje lončastih peći za taljenje, trenutno se koriste i za držanje tekućeg metala prije izlijevanja.

U skladu s energetskom ravnotežom ITP-a (slika 7.23), razina električne učinkovitosti za gotovo sve vrste peći je oko 0,8. Otprilike 20% izvorne energije gubi se u induktoru u obliku Joe – topline. Omjer gubitaka topline kroz stijenke lončića i električne energije inducirane u talini doseže 10%, pa je ukupna učinkovitost peći oko 0,7.

Druga rasprostranjena vrsta indukcijskih peći su ICP. Koriste se za lijevanje, držanje i, posebno, taljenje u crnoj i obojenoj metalurgiji. ICP se općenito sastoji od keramičke kupke i jedne ili više indukcijskih jedinica (slika 7.24). NA

U principu, indukcijska jedinica se može predstaviti kao transformacija

Princip rada ICP-a zahtijeva trajno zatvorenu sekundarnu petlju, tako da ove peći rade s tekućim ostatkom taline. Korisna toplina se uglavnom stvara u kanalu malog presjeka. Kruženje taline pod djelovanjem elektromagnetskih i toplinskih sila osigurava dovoljan prijenos topline na glavninu taline u kadi. Do sada su se ICP-ovi projektirali za industrijsku frekvenciju, ali se provode i istraživački radovi za veće frekvencije. Zbog kompaktnog dizajna peći i vrlo dobre elektromagnetske spojke, njezina električna učinkovitost doseže 95%, a ukupna učinkovitost doseže 80% pa čak i 90%, ovisno o materijalu koji se topi.

U skladu s tehnološkim uvjetima u različitim područjima primjene ICP-a potrebni su različiti projekti indukcijskih kanala. Jednokanalne peći se uglavnom koriste za držanje i lijevanje,

moderne električne tehnologije

rjeđe taljenje čelika pri instaliranim kapacitetima do 3 MW. Za taljenje i natapanje obojenih metala preferiraju se dvokanalni dizajni radi boljeg korištenja energije. U talionicama aluminija, kanali su ravni radi lakšeg čišćenja.

Proizvodnja aluminija, bakra, mjedi i njihovih legura glavno je područje primjene ICP-a. Danas su najmoćniji ICP-ovi kapaciteta od

do 70 tona i snage do 3 MW koriste se za taljenje aluminija. Uz visoku električnu učinkovitost u proizvodnji aluminija, vrlo su važni niski gubici taline, što predodređuje izbor ICP-a.

Obećavajuća primjena tehnologije indukcijskog taljenja je proizvodnja metala visoke čistoće kao što je titan i njegove legure u indukcijskim pećima s hladnim loncem i taljenje keramike poput cirkonijevog silikata i cirkonijevog oksida.

Prilikom taljenja u indukcijskim pećima jasno se očituju prednosti indukcijskog zagrijavanja, kao što su visoka gustoća energije i produktivnost, homogenizacija taline uslijed miješanja, točnost

moderne električne tehnologije

kontrola energije i temperature, kao i jednostavnost automatske kontrole procesa, jednostavnost ručne kontrole i velika fleksibilnost. Visoka električna i toplinska učinkovitost, u kombinaciji s niskim gubicima taline i stoga uštedama u sirovinama, rezultiraju niskom specifičnom potrošnjom energije i ekološkom konkurentnošću.

Superiornost uređaja za indukcijsko taljenje nad gorivima neprestano se povećava zahvaljujući praktičnim istraživanjima, podržanim numeričkim metodama za rješavanje elektromagnetskih i hidrodinamičkih problema. Kao primjer možemo navesti unutarnju prevlaku bakrenim trakama čeličnog kućišta ICP-a za taljenje bakra. Smanjenje gubitaka od vrtložnih struja povećalo je učinkovitost peći za 8%, te je dosegla 92%.

Daljnje poboljšanje ekonomičnosti indukcijskog taljenja moguće je primjenom modernih upravljačkih tehnologija kao što je tandem ili dual feed control. Dva tandemska ITP-a imaju jedan izvor napajanja, a dok se u jednom odvija taljenje, u drugom se rastaljeni metal drži za izlijevanje. Prebacivanje izvora napajanja iz jedne pećnice u drugu povećava njezino korištenje. Daljnji razvoj ovog principa je dvostruka kontrola napajanja (slika 7.25), koja osigurava kontinuirani istovremeni rad peći bez prebacivanja pomoću posebne automatizacije upravljanja procesom. Također treba napomenuti da je sastavni dio ekonomije topljenja kompenzacija ukupne jalove snage.

Zaključno, kako bi se pokazale prednosti indukcijske tehnologije koja štedi energiju i materijal, mogu se usporediti gorive i elektrotermalne metode taljenja aluminija. Riža. 7.26 pokazuje značajno smanjenje potrošnje energije po toni aluminija pri taljenju

Poglavlje 7

□ gubitak metala; Shch topljenje

moderne električne tehnologije

indukcijska kanalska peć kapaciteta 50 tona Konačna potrošena energija se smanjuje za oko 60%, a primarna energija za 20%. Istodobno se značajno smanjuju emisije CO2. (Svi se izračuni temelje na tipičnoj njemačkoj pretvorbi energije i emisiji CO2 iz mješovitih elektrana). Dobiveni rezultati naglašavaju poseban učinak gubitaka metala tijekom taljenja koji su povezani s njegovom oksidacijom. Njihova kompenzacija zahtijeva veliki dodatni utrošak energije. Važno je napomenuti da su u proizvodnji bakra gubici metala tijekom taljenja također veliki i treba ih uzeti u obzir pri odabiru jedne ili druge tehnologije taljenja.

Indukcijske peći se široko koriste u metalurškoj industriji. Takve pećnice se često izrađuju samostalno. Da biste to učinili, morate znati njihov princip rada i značajke dizajna. Princip rada takvih peći bio je poznat prije dva stoljeća.

Indukcijske peći mogu riješiti sljedeće zadatke:

• Taljenje metala.
• Toplinska obrada metalnih dijelova.
• Pročišćavanje plemenitih metala.

Takve funkcije dostupne su u industrijskim pećima. Za kućne uvjete i grijanje prostora postoje peći posebnog dizajna.

Princip rada

Rad indukcijske peći je zagrijavanje materijala korištenjem svojstava vrtložnih struja. Za stvaranje takvih struja koristi se poseban induktor koji se sastoji od induktora s nekoliko zavoja žice velikog presjeka.

AC napajanje je spojeno na induktor. U induktoru izmjenična struja stvara magnetsko polje koje se mijenja s frekvencijom mreže i prožima unutrašnjost induktora. Kada se materijal postavi u ovaj prostor, u njemu nastaju vrtložne struje koje ga zagrijavaju.

Voda u radnom induktoru se zagrijava i ključa, a metal se počinje topiti kada se postigne odgovarajuća temperatura. Uvjetno je moguće podijeliti indukcijske peći na vrste:

• Peći s magnetskom jezgrom.
• Bez magnetskog kruga.

Prva vrsta peći sadrži induktor zatvoren u metalu, koji stvara poseban efekt koji povećava gustoću magnetskog polja, pa se zagrijavanje provodi učinkovito i brzo. U pećima bez magnetskog kruga, induktor se nalazi izvana.

Vrste i značajke peći

Indukcijske peći mogu se podijeliti na vrste koje imaju svoje karakteristike rada i karakteristične značajke. Neki se koriste za rad u industriji, drugi se koriste u svakodnevnom životu, za kuhanje.

Vakuumske indukcijske peći

Ova peć je namijenjena za taljenje i lijevanje legura indukcijom. Sastoji se od hermetički zatvorene komore u kojoj se nalazi indukcijska peć s loncem s kalupom.

U vakuumu se mogu osigurati savršeni metalurški procesi i dobiti visokokvalitetni odljevci. Trenutno je vakuumska proizvodnja prešla na nove tehnološke procese s kontinuiranih lanaca u vakuumskom okruženju, što omogućuje stvaranje novih proizvoda i smanjenje troškova proizvodnje.

Prednosti vakuumskog taljenja

• Tekući metal se može dugo držati u vakuumu.
• Povećano otplinjavanje metala.
• Tijekom procesa taljenja moguće je u svakom trenutku ponovno napuniti peć i utjecati na proces rafiniranja i deoksidacije.
• Mogućnost kontinuiranog praćenja i podešavanja temperature legure i njezinog kemijskog sastava tijekom rada.
• Odljevci visoke čistoće.
• Brzo zagrijavanje i brzina topljenja.
• Povećana homogenost legure zahvaljujući visokokvalitetnom miješanju.
• Bilo koji oblik sirovine.
• Ekološka čistoća i ekonomičnost.

Princip rada vakuumske peći je da se u lončiću u vakuumu koristi visokofrekventni induktor za taljenje krutog naboja i pročišćavanje tekućeg metala. Vakuum se stvara ispumpavanje zraka pumpama. Vakuumskim taljenjem postiže se velika redukcija vodika i dušika.

Kanalske indukcijske peći

Peći s elektromagnetskom jezgrom (kanalne) se široko koriste u ljevaonicama za obojene i crne metale kao peći za držanje, mješalice.

1 - Kupatilo
2 - Kanal
3 - Magnetska jezgra
4 - Primarni svitak

Izmjenični magnetski tok prolazi kroz magnetski krug, konturu kanala u obliku prstena tekućeg metala. U prstenu se pobuđuje električna struja koja zagrijava tekući metal. Magnetski tok generira primarni namot, napajan izmjeničnom strujom.

Za povećanje magnetskog toka koristi se zatvoreni magnetski krug koji je izrađen od transformatorskog čelika. Prostor peći je povezan s dvije rupe s kanalom, stoga se pri punjenju peći tekućim metalom stvara zatvoreni krug. Peć neće moći raditi bez zatvorenog kruga. U takvim slučajevima otpor strujnog kruga je velik, a u njemu teče mala struja koja se naziva struja praznog hoda.

Zbog pregrijavanja metala i djelovanja magnetskog polja, koje teži izbacivanju metala iz kanala, tekući metal u kanalu se neprestano kreće. Budući da se metal u kanalu zagrijava više nego u kupelji peći, metal se stalno diže u kadu iz koje ulazi metal s nižom temperaturom.

Ako se metal ispusti ispod dopuštene norme, tada će tekući metal biti izbačen iz kanala elektrodinamičkom silom. Kao rezultat toga, pećnica će se spontano isključiti i električni krug će se prekinuti. Kako bi se izbjegli takvi slučajevi, peći ostavljaju određenu količinu metala u tekućem obliku. Zovu je močvara.

Kanalske peći se dijele na:

• Peći za taljenje.
• Mješalice.
• Distribucijske peći.

Za akumulaciju određene količine tekućeg metala, usrednjavajući njegov kemijski sastav i izloženost, koristite miksere. Volumen mješalice izračunava se jednakim najmanje dvostrukom satu snage peći.

Kanalske peći podijeljene su u klase prema položaju kanala:

• Okomito.
• Horizontalno.

Prema obliku radne komore:

• Indukcijske peći s bubnjem.
• Cilindrične indukcijske peći.

Bubanjska peć je izrađena u obliku čeličnog zavarenog cilindra s dvije stijenke na krajevima. Za rotaciju peći koriste se pogonski valjci. Za okretanje peći potrebno je uključiti elektromotorni pogon s dvije brzine i lančani pogon. Motor ima pločaste kočnice.

Na krajnjim zidovima nalazi se sifon za izlijevanje metala. Postoje otvori za utovar aditiva i uklanjanje troske. Tu je i kanal za izdavanje metala. Blok kanala sastoji se od induktora peći s kanalima u obliku slova V izrađenim u oblogu pomoću šablona. Na prvom zagrijavanju ti se šabloni tope. Namot i jezgra se hlade zrakom, tijelo jedinice se hladi vodom.

Ako kanalna peć ima drugačiji oblik, tada se metal isporučuje nagibom kupke s hidrauličkim cilindrima. Ponekad se metal istiskuje suvišnim tlakom plina.

Prednosti kanalskih pećnica

• Mala potrošnja energije zbog niskog gubitka topline kade.
• Povećana električna učinkovitost induktora.
• Niska cijena.

Nedostaci kanalskih pećnica

• Poteškoće prilagodbe kemijskog sastava metala, budući da prisutnost tekućeg metala ostavljenog u peći stvara poteškoće u prijelazu iz jednog sastava u drugi.
• Mala brzina kretanja metala u peći smanjuje mogućnost tehnologije taljenja.

Značajke dizajna

Okvir peći je izrađen od niskougljičnog čeličnog lima debljine od 30 do 70 mm. Na dnu okvira nalaze se prozori s pričvršćenim induktorima. Induktor je izrađen u obliku čeličnog kućišta, primarne zavojnice, magnetskog kruga i obloge. Tijelo mu je napravljeno odvojivim, a dijelovi su izolirani brtvama tako da dijelovi tijela ne stvaraju zatvorenu petlju. U suprotnom će se generirati vrtložna struja.

Magnetni krug je izrađen od ploča od specijalnog elektro čelika 0,5 mm. Ploče su izolirane jedna od druge kako bi se smanjili gubici od vrtložnih struja.

Zavojnica je izrađena od bakrenog vodiča poprečnog presjeka ovisno o struji opterećenja i načinu hlađenja. Uz zračno hlađenje, dopuštena struja je 4 ampera po mm 2, s vodenim hlađenjem, dopuštena struja je 20 ampera po mm 2. Između obloge i zavojnice postavljen je zaslon koji se hladi vodom. Zaslon je izrađen od magnetskog čelika ili bakra. Za uklanjanje topline iz zavojnice, montira se ventilator. Za dobivanje točnih dimenzija kanala koristi se predložak. Izrađuje se u obliku šupljeg čeličnog odljeva. Šablon se stavlja u induktor dok se ne napuni vatrostalnom masom. U induktoru je tijekom zagrijavanja i sušenja obloge.

Za oblaganje se koriste mokre i suhe vatrostalne mase. Vlažne mase koriste se u obliku materijala za punjenje ili punjenje. Izlijevanje betona koristi se za složene oblike induktora, ako je nemoguće zbiti masu kroz cijeli volumen induktora.

Induktor se napuni takvom masom i zbije vibratorima. Suhe mase se zbijaju visokofrekventnim vibratorima, nabijajuće mase se zbijaju pneumatskim nabijačima. Ako se lijevano željezo topi u peći, tada je obloga izrađena od magnezijevog oksida. Kvaliteta obloge određena je temperaturom rashladne vode. Najučinkovitija metoda provjere obloge je provjera vrijednosti induktivnog i aktivnog otpora. Ta se mjerenja provode pomoću kontrolnih uređaja.

Električna oprema peći uključuje:

• Transformator.
• Kondenzatorska banka za kompenzaciju gubitaka električne energije.
• Prigušnica za spajanje 1-fazne prigušnice na 3-faznu mrežu.
• Kontrolne ploče.
• Kablovi za napajanje.

Kako bi peć normalno funkcionirala, spojena je na napajanje od 10 kilovolta, koje ima 10 naponskih koraka na sekundarnom namotu za podešavanje snage peći.

Materijali za punjenje obloge sadrže:

• 48% suhog kvarca.
• 1,8% borne kiseline, prosijana kroz fino sito s 0,5 mm stanica.

Masa za oblaganje priprema se u suhom obliku pomoću miksera, a zatim se prosije kroz sito. Pripremljena smjesa ne smije se čuvati dulje od 15 sati nakon pripreme.

Obloga lončića se proizvodi brtvljenjem vibratorima. Električni vibratori se koriste za oblaganje velikih peći. Vibratori su uronjeni u prostor šablona i masa se zbija kroz zidove. Tijekom zbijanja, vibrator se pomiče dizalicom i rotira okomito.

Indukcijske peći s loncem

Glavne komponente lončaste peći su induktor i generator. Za proizvodnju induktora koristi se bakrena cijev u obliku namotanih 8-10 zavoja. Oblici induktora mogu biti raznih vrsta.

Ova vrsta peći je najčešća. U dizajnu peći nema jezgre. Uobičajeni oblik peći je cilindar od vatrootpornog materijala. Lončić se nalazi u šupljini induktora. Na njega se napaja izmjenična struja.

Prednosti lončastih peći

• Energija se oslobađa kada se materijal stavlja u pećnicu, tako da pomoćni grijaći elementi nisu potrebni.
• Postiže se visoka homogenost višekomponentnih legura.
• U peći je moguće stvoriti reakciju redukcije, oksidacije, bez obzira na tlak.
• Peći visokih performansi zbog povećane gustoće snage na bilo kojoj frekvenciji.
• Prekidi u taljenju metala ne utječu na učinkovitost rada, jer za grijanje nije potrebno puno električne energije.
• Mogućnost bilo kakvog podešavanja i jednostavnog rada uz mogućnost automatizacije.
• Nema lokalnog pregrijavanja, temperatura se izjednačava u cijelom volumenu kupke.
• Brzo taljenje za stvaranje kvalitetnih legura s dobrom ujednačenošću.
• Sigurnost okoliša. Vanjski okoliš nije izložen štetnim utjecajima pećnice. Topljenje također ne šteti prirodi.

Nedostaci lončastih peći

• Niska temperatura troske koja se koristi za obradu zrcala taline.
• Niska otpornost obloge na nagle promjene temperature.

Unatoč postojećim nedostacima, indukcijske peći s loncem stekle su veliku popularnost u proizvodnji i drugim područjima.

Indukcijske peći za grijanje prostora

Najčešće se takva pećnica ugrađuje u kuhinju. U svom dizajnu, glavni dio je inverter za zavarivanje. Dizajn peći obično se kombinira s kotlom za grijanje vode, što omogućuje zagrijavanje svih prostorija u zgradi. Također je moguće spojiti dovod tople vode na zgradu.

Učinkovitost takvog uređaja je mala, međutim, često se takva oprema još uvijek koristi za grijanje kuće.

Dizajn grijaćeg dijela indukcijskog kotla sličan je transformatoru. Vanjski krug su namoti svojevrsnog transformatora koji su spojeni na mrežu. Drugi unutarnji krug je uređaj za izmjenu topline. Cirkulira rashladnu tekućinu. Kada je napajanje spojeno, zavojnica stvara varijablu. Kao rezultat, unutar izmjenjivača topline induciraju se struje koje provode njegovo zagrijavanje. Metal zagrijava rashladnu tekućinu, koja se obično sastoji od vode.

Na istom principu temelji se i rad indukcijskih kuhala za kućanstvo, u kojem posuđe izrađeno od posebnog materijala djeluje kao sekundarni krug. Takva peć je mnogo ekonomičnija od konvencionalnih peći zbog odsutnosti gubitka topline.

Grijač vode kotla opremljen je kontrolnim uređajima koji omogućuju održavanje temperature nosača topline na određenoj razini.

Grijanje na struju je skupo zadovoljstvo. Ne može se natjecati s krutim gorivima i plinom, dizel gorivom i ukapljenim plinom. Jedna od metoda smanjenja troškova je ugradnja akumulatora topline, kao i noćno spajanje kotla, budući da se noću najčešće naplaćuje povlaštena struja.

Da biste se odlučili za ugradnju indukcijskog kotla za dom, potrebno je dobiti savjet od profesionalnih stručnjaka za toplinsku tehniku. Indukcijski kotao praktički nema prednosti u odnosu na konvencionalni kotao. Nedostatak je visoka cijena opreme. Obični kotlovi s grijaćim elementima prodaju se spremni za ugradnju, a indukcijski grijač zahtijeva dodatnu opremu i postavke. Stoga je prije kupnje takvog indukcijskog kotla potrebno napraviti pažljiv ekonomski izračun i planiranje.

Obloga indukcijskih peći

Proces obloge je neophodan kako bi se osiguralo da je tijelo peći zaštićeno od povišenih temperatura. Omogućuje značajno smanjenje gubitaka topline, povećanje učinkovitosti taljenja metala ili zagrijavanja materijala.

Za obloge se koristi kvarcit, koji je modifikacija silicijevog dioksida. Postoje neki zahtjevi za materijale za obloge.

Takav materijal bi trebao osigurati 3 zone materijalnih stanja:

• Monolitna.
• Pufer.
• Srednji.

Samo prisutnost tri sloja u premazu može zaštititi kućište peći. Nepravilno postavljanje materijala, loša kvaliteta materijala i teški uvjeti rada peći negativno utječu na oblogu.