Domaće indukcijske peći. Indukcijska peć za taljenje metala. Kako sastaviti indukcijsku peć - dijagrami i upute

Mnogi smatraju da su za proces taljenja metala potrebna velika postrojenja, praktički tvornice s velikim brojem zaposlenih. Ali još uvijek postoji profesija draguljara i metala poput zlata, srebra, platine i drugih koji se koriste za izradu delikatnog i izvrsnog nakita, od kojih se neki s pravom smatraju pravim umjetničkim djelima. Radionica nakita je poduzeće koje ne tolerira pretjerane razmjere. A proces taljenja u njima jednostavno je neophodan. Stoga je ovdje neophodna indukcijska peć za taljenje metala. Nije velik, a vrlo učinkovit i jednostavan za rukovanje.

Princip rada indukcijske peći prekrasan je primjer kako se nepoželjna pojava koristi s povećanom učinkovitošću. Takozvane Foucaultove vrtložne struje, koje obično ometaju bilo koju vrstu elektrotehnike, ovdje su usmjerene samo na pozitivan rezultat.

Da bi se metalna konstrukcija počela zagrijavati, a zatim rastopiti, mora se staviti pod te iste Foucaultove struje, a one se formiraju u indukcijskoj zavojnici, koja je, uglavnom, peć.

Jednostavno rečeno, svi znaju da se tijekom rada svaki električni uređaj počinje zagrijavati. Indukcijska peć za taljenje metala u potpunosti iskorištava ovaj inače nepoželjan učinak.

Prednosti u odnosu na druge vrste peći za taljenje

Indukcijske peći nisu jedini izum koji se koristi za taljenje metala. Poznate su i ložište, visoke peći i druge vrste. Međutim, peć koju razmatramo ima niz nepobitnih prednosti u odnosu na sve ostale.

• Indukcijske pećnice mogu biti prilično kompaktne, a njihovo postavljanje neće uzrokovati poteškoće.
• Velika brzina taljenja. Ako druge peći za taljenje metala zahtijevaju nekoliko sati samo za zagrijavanje, indukcija se s tim nosi nekoliko puta brže.
• Učinkovitost je tek nešto manja od 100%.
• Prema čistoći taline, indukcijska peć pouzdano zauzima prvo mjesto. U drugim uređajima, obradak pripremljen za taljenje je u izravnom kontaktu s grijaćim elementom, što često dovodi do kontaminacije. Foucaultove struje zagrijavaju obradak iznutra, utječući na molekularnu strukturu metala, a nikakvi bočni elementi ne ulaze u njega.

Potonja prednost je bitna u nakitu, gdje učestalost materijala povećava njegovu vrijednost i jedinstvenost.

Postavljanje peći

Kompaktna indukcijska peć, ovisno o veličini, može biti podna i stolna. Koju god opciju odabrali, postoji nekoliko osnovnih pravila za odabir mjesta na kojem ćete je staviti.

• Unatoč jednostavnosti rukovanja pećnicom, ona je još uvijek električni uređaj koji zahtijeva sigurnosne mjere. I prva stvar koju treba uzeti u obzir tijekom instalacije je dostupnost ispravnog izvora napajanja koji odgovara modelu uređaja.
• Sposobnost izvođenja visokokvalitetnog uzemljenja.
• Osiguranje instalacije s vodoopskrbom.
• Stolne pećnice zahtijevaju stabilnu podlogu.
• Ali što je najvažnije, ništa ne smije ometati rad. Čak i ako talina nije prevelika po volumenu i masi, njena temperatura je veća od 1000 stupnjeva i nehotično ispljuskanje iz kalupa znači nanošenje vrlo teške ozljede bilo sebi ili onome što se nalazi u blizini.

Nema što reći o činjenici da u blizini radne indukcijske peći ne bi trebalo biti nikakvih zapaljivih i, još više, eksplozivnih materijala. Ali protupožarni štit na pješačkoj udaljenosti je apsolutno neophodan.

Vrste indukcijskih peći

Široko se koriste dvije vrste indukcijskih peći: kanal i lončić. Razlikuju se samo po načinu rada. U svim ostalim aspektima, uključujući prednosti, takve su peći za taljenje vrlo slične. Razmotrimo svaku opciju zasebno:

• Kanalska pećnica. Glavna prednost ove vrste je kontinuirani ciklus. Možete učitati novi dio sirovina i istovariti već rastaljeni metal izravno tijekom zagrijavanja. Jedina poteškoća može nastati pri pokretanju. Kanal kroz koji će se tekući metal ukloniti iz peći mora se napuniti.
• Peć za lonce. Za razliku od prve opcije, svaki dio metala morat će se učitati zasebno. Ovo je poanta. Sirovina se stavlja u lonac otporan na toplinu i stavlja unutar induktora. Nakon što se metal topi, on se cijedi iz lončića i tek tada se puni sljedeći dio. Takva peć je idealna za male radionice u kojima nisu potrebne velike mase rastaljenih sirovina.

Glavna prednost obje opcije je brzina proizvodnje. Međutim, i ovdje pobjeđuje lončarska peć. Osim toga, sasvim je moguće napraviti ga sami kod kuće.

Domaća indukcijska peć ne sadrži nikakve poteškoće tako da je obična osoba koja je barem malo upoznata s elektrotehnikom ne može sastaviti. Ima samo tri glavna bloka:

• Generator.
• Induktor.
• Crucible.

Induktor je bakreni namot koji možete sami izraditi. Lončić ćete morati potražiti ili u odgovarajućim trgovinama ili ga nabaviti na druge načine. A kao generator može se koristiti: inverter za zavarivanje, osobno sastavljen tranzistor ili krug svjetiljke.

Indukcijska peć na inverteru za zavarivanje

Najjednostavnija i najčešće korištena opcija. Napore će se morati uložiti samo na konstrukciju induktora. Uzima se bakrena cijev tankih stijenki promjera 8-10 cm i savija se prema željenom uzorku. Zavoji se trebaju nalaziti na udaljenosti od 5-8 mm, a njihov broj ovisi o karakteristikama i promjeru pretvarača. Induktor je učvršćen u kućište od tekstolita ili grafita, a unutar instalacije je postavljen lončić.

tranzistorska indukcijska peć

U ovom slučaju, morat ćete raditi ne samo rukama, već i glavom. I trčite po trgovinama u potrazi za potrebnim rezervnim dijelovima. Uostalom, trebat će vam tranzistori različitog kapaciteta, par dioda, otpornika, filmski kondenzatori, dvije bakrene žice različite debljine i par prstenova od prigušnica.

• Prije montaže, mora se imati na umu da će rezultirajući krug postati vrlo vruć tijekom rada. Stoga se moraju koristiti prilično veliki hladnjaki.
• Kondenzatori se skupljaju paralelno u bateriji.
• Na prigušne prstenove je namotana bakrena žica promjera 1,2 mm. Ovisno o snazi, zavoji bi trebali biti od 7 do 15.
• Na cilindrični predmet, promjera prikladnog za veličinu lončića, namota se 7-8 zavoja bakrene žice promjera 2 mm. Krajevi žice ostaju dovoljno dugi za spajanje.
• Prema posebnoj shemi, sve je montirano na ploču.
• Izvor napajanja može biti baterija od 12 volti.
• Po potrebi možete napraviti kućište od tekstolita ili grafita.
• Snaga uređaja regulira se povećanjem ili smanjenjem zavoja namota induktora.

Nije lako samostalno sastaviti takav uređaj. I možete preuzeti ovaj posao samo kada postoji povjerenje u ispravnost svojih postupaka.

Indukcijska pećnica s lampom

Za razliku od tranzistorske, peć za žarulje će se pokazati mnogo snažnijom, što znači da ćete morati biti oprezniji i s njim i sa krugom.

• 4 paralelno spojene žarulje će generirati visokofrekventne struje.
• Bakrena žica je savijena u spiralu. Udaljenost između zavoja je 5 mm ili više. Sami zavoji su promjera 8-16 cm. Induktor mora biti takve veličine da lončić može lako stati unutra.
• Induktor je smješten u kućište od nevodljivog materijala (tekstolit, grafit).
• Na kućište možete staviti neonsku indikatorsku lampu.
• Također možete uključiti kondenzator za podešavanje u krug.

Proizvodnja oba kruga zahtijeva posjedovanje određenog znanja, koje se može steći, ali bolje je ako to radi pravi stručnjak.

Hlađenje

Ovo pitanje je vjerojatno najteže od svih onih koji se postavljaju pred osobu koja se odluči samostalno sastaviti aparat za taljenje po principu indukcije. Činjenica je da se ne preporučuje postavljanje ventilatora izravno blizu pećnice. Metalni i električni dijelovi rashladne jedinice mogu negativno utjecati na rad peći. Ventilator koji se nalazi daleko možda neće osigurati potrebno hlađenje, što će dovesti do pregrijavanja.

Druga mogućnost je hlađenje vodom. Međutim, ne samo da ga je teško izvesti kod kuće kvalitativno i ispravno, već nije ni financijski isplativo. U ovom slučaju vrijedi razmisliti: ne bi li bilo ekonomičnije kupiti industrijsku verziju indukcijske peći, proizvedenu u tvornici, u skladu sa svim potrebnim tehnologijama?

Sigurnosne mjere pri taljenju metala u indukcijskoj peći

Nema potrebe širiti ovu temu, jer gotovo svi znaju osnovne sigurnosne propise. Potrebno je zadržati se samo na onim pitanjima koja su jedinstvena za ovu vrstu opreme.

• Počnimo s osobnom sigurnošću. Kada radite s indukcijskom peći, treba dobro razumjeti da su temperature ovdje vrlo visoke, a to je opasnost od opeklina. Također, uređaj je električni i zahtijeva povećanu pažnju.
• Ako ste kupili gotovu pećnicu, obratite pažnju na radijus utjecaja elektromagnetskog polja. Inače, satovi, telefoni, kamkorderi i drugi elektronički gadgeti mogu početi otkazivati ​​ili se čak pokvariti.
• Radnu odjeću treba odabrati s nemetalnim zatvaračima. Njihova prisutnost, naprotiv, utječe na rad peći.
• Posebnu pozornost u tom pogledu treba posvetiti pećnici s lampom. Svi elementi s visokim naponom moraju biti skriveni u kućištu.

Naravno, takva oprema vjerojatno neće biti korisna u gradskom stanu, ali radioamateri koji se stalno bave kalajisanjem i nakitom ne mogu bez indukcijske peći. Za njih je ova stvar vrlo korisna, moglo bi se reći nezamjenjiva, a kako im pomaže u radu, bolje je pitati njih same.

Indukcijske peći izumljene su još 1887. godine. A tri godine kasnije pojavio se prvi industrijski razvoj uz pomoć kojeg su se topili razni metali. Želio bih napomenuti da su tih dalekih godina ove peći bile kuriozitet. Stvar je u tome što tadašnji znanstvenici nisu sasvim razumjeli koji se procesi odvijaju u njemu. Danas sam shvatio. U ovom članku će nas zanimati tema - indukcijska peć "uradi sam". Koliko je jednostavan njegov dizajn, je li moguće sastaviti ovu jedinicu kod kuće?

Princip rada

Potrebno je započeti montažu, razumijevajući princip rada i uređaj uređaja. Počnimo s ovim. Obratite pažnju na gornju sliku, razumjet ćemo je.

Uređaj uključuje:

• Generator G, koji stvara izmjeničnu struju.
• Kondenzator C, zajedno sa zavojnicom L, stvara oscilatorni krug, koji instalaciji osigurava visoku temperaturu.
  

  Pažnja! Neki dizajni koriste takozvani samooscilirajući generator. To omogućuje uklanjanje kondenzatora iz kruga.

• Zavojnica u okolnom prostoru tvori magnetsko polje u kojem se nalazi napon, označen na našoj slici slovom "H". Samo magnetsko polje postoji u slobodnom prostoru i može se zatvoriti kroz feromagnetsku jezgru.
• Djeluje i na smjesu (W), u kojoj stvara magnetski tok (F). Usput, umjesto punjenja može se ugraditi neki radni komad.
• Magnetski tok inducira sekundarni napon od 12 V. Ali to se događa samo ako je W električno vodljivi element.
• Ako je zagrijani radni komad velik i čvrst, tada unutar njega počinje djelovati takozvana Foucaultova struja. Vrtlog je tipa.
• U tom slučaju vrtložne struje prenose toplinsku energiju iz generatora kroz magnetsko polje, čime se zagrijava radni komad.

Elektromagnetno polje je prilično široko. Čak i višestupanjska pretvorba energije, koja je prisutna u domaćim indukcijskim pećima, ima maksimalnu učinkovitost - do 100%.

krušna peć

Sorte

Postoje dva glavna dizajna indukcijskih peći:

• Kanal.
• Crucible.

Ovdje nećemo opisivati ​​sve njihove osebujne značajke. Samo imajte na umu da je verzija kanala dizajn koji je sličan stroju za zavarivanje. Osim toga, da bi se metal rastopio u takvim pećima, bilo je potrebno ostaviti malo taline, bez čega proces jednostavno nije funkcionirao. Druga opcija je napredna shema koja koristi tehnologiju bez ostatka taline. To jest, lončić se jednostavno ugrađuje izravno u induktor.

Kako radi

Zašto vam je potrebna takva pećnica kod kuće?

Općenito, pitanje je prilično zanimljivo. Pogledajmo ovu situaciju. Postoji prilično velik broj sovjetskih električnih i elektroničkih uređaja koji su koristili zlatne ili srebrne kontakte. Ovi se metali mogu ukloniti na razne načine. Jedna od njih je indukcijska peć.

Odnosno, uzimate kontakte, stavljate ih u uski i dugi lončić, koji ugrađujete u induktor. Nakon 15-20 minuta, smanjenjem snage, hlađenjem aparata i razbijanjem lončića, dobit ćete štap na čijem ćete kraju pronaći zlatni ili srebrni vrh. Odrežite ga i odnesite u zalagaonicu.

Iako treba napomenuti da se uz pomoć ove domaće jedinice mogu provoditi razni procesi s metalima. Na primjer, možete očvrsnuti ili otići.

Zavojnica s baterijom (generator)

Komponente peći

U odjeljku "Princip rada" već smo spomenuli sve dijelove indukcijske peći. A ako je sve jasno s generatorom, onda se treba pozabaviti induktorom (zavojnicom). Za to je prikladna bakrena cijev. Ako sastavljate uređaj snage 3 kW, tada će vam trebati cijev promjera 10 mm. Sama zavojnica je uvijena promjera 80-150 mm, s brojem zavoja od 8 do 10.

Imajte na umu da se zavojnice bakrene cijevi ne smiju međusobno dodirivati. Optimalna udaljenost između njih je 5-7 mm. Sam svitak ne smije dodirivati ​​ekran. Udaljenost između njih je 50 mm.

Industrijske indukcijske peći obično imaju rashladnu jedinicu. Nemoguće je to učiniti kod kuće. Ali za jedinicu snage 3 kW, rad do pola sata ne prijeti ništa. Istina, s vremenom će se na cijevi formirati bakreni kamenac, što smanjuje učinkovitost uređaja. Dakle, povremeno će se zavojnica morati mijenjati.

Generator

U principu, izrada generatora vlastitim rukama nije problem. Ali to je moguće samo ako posjedujete dovoljno znanja u radioelektronici na razini prosječnog radioamatera. Ako nema takvog znanja, onda zaboravite na indukcijsku peć. Najvažnije je da i ovim uređajem morate znati rukovati.

Ako ste suočeni s dilemom odabira generatorskog kruga, poslušajte jedan savjet – ne bi trebao imati čvrst strujni spektar. Kako bi bilo jasnije o čemu se radi, nudimo najjednostavniji krug generatora za indukcijsku peć na fotografiji ispod.

Generatorski krug

Obavezno znanje

Elektromagnetno polje djeluje na sva živa bića. Primjer je meso u mikrovalnoj pećnici. Stoga je vrijedno voditi računa o sigurnosti. I nije važno hoćete li peć sastaviti i testirati ili raditi na njoj. Postoji takav pokazatelj kao gustoća energetskog toka. Dakle, ovisi o elektromagnetskom polju. I što je frekvencija zračenja veća, ljudsko tijelo je gore.

Mnoge su zemlje usvojile sigurnosne mjere koje uzimaju u obzir gustoću energije. Postoje razvijene granice. To je 1-30 mW po 1 m² ljudskog tijela. Ovi pokazatelji vrijede ako izloženost ne traje duže od jednog sata dnevno. Usput, ugrađeni pocinčani zaslon smanjuje gustoću stropa za 50 puta.

Ne zaboravite ocijeniti članak.

Drevni lončari koji su pekli keramiku u pećima ponekad su na dnu peći nalazili sjajne tvrde komade neobičnih svojstava. Od samog trenutka kada su počeli razmišljati o tome što su te divne tvari, kako su se tamo pojavile, a također i gdje se mogu koristiti s koristi, rodila se metalurgija - zanat i umjetnost obrade metala.

A glavno oruđe za vađenje novih iznimno korisnih materijala iz rude bile su kovačnice za termotaljenje. Njihovi su dizajni prošli dug put razvoja: od primitivnih jednokratnih glinenih kupola grijanih drvima do modernih električnih peći s automatskom kontrolom procesa taljenja.

Taonice metala nisu potrebne samo divovima crne metalurgije, koji koriste kupole, visoke peći, otvorene peći i regeneratorske pretvarače s proizvodnjom od nekoliko stotina tona po ciklusu.
Takve su vrijednosti tipične za taljenje željeza i čelika, koji čine do 90% industrijske proizvodnje svih metala.
U obojenoj metalurgiji i sekundarnoj preradi količine su znatno manje. A svjetski promet proizvodnje rijetkih zemnih metala općenito se procjenjuje na nekoliko kilograma godišnje.

Ali potreba za taljenjem metalnih proizvoda javlja se ne samo u njegovoj masovnoj proizvodnji. Značajan sektor na tržištu obrade metala zauzima ljevaonica, gdje su potrebne jedinice za taljenje metala relativno male proizvodnje - od nekoliko tona do desetaka kilograma. A za komadne rukotvorine i umjetničko-obrtničku proizvodnju i nakit koriste se strojevi za taljenje od nekoliko kilograma.

Sve vrste uređaja za taljenje metala mogu se podijeliti prema vrsti izvora energije za njih:

1. Toplinska. Nosač topline je dimni plin ili jako zagrijani zrak.
2. Električni. Koriste se različiti toplinski učinci električne struje:
   • Prigušiti. Zagrijavanje materijala smještenih u toplinski izoliranom kućištu sa spiralnim grijaćim elementom.
   • otpornost. Zagrijavanje uzorka propuštanjem velike struje kroz njega.
   • Luk. Koristi se visoka temperatura električnog luka.
   • Indukcija. Taljenje metalnih sirovina unutarnjom toplinom od djelovanja vrtložnih struja.
3. Streaming. Egzotični plazma i katodni uređaji.

Linijska peć za taljenje s elektronskim snopom Termalna peć s otvorenim ložištem Električna lučna peć

Uz male količine proizvodnje, najprikladnija i najekonomičnija je uporaba električne energije, posebice, indukcijske peći za taljenje(IPP).

Uređaj indukcijskih električnih peći

Ukratko, njihovo djelovanje temelji se na fenomenu Foucaultovih struja – vrtložnim induciranim strujama u vodiču. U većini slučajeva inženjeri elektrotehnike s njima se bave kao sa štetnom pojavom.
Primjerice, upravo zbog njih su jezgre transformatora izrađene od čeličnih ploča ili trake: u čvrstom komadu metala te struje mogu doseći značajne vrijednosti, što dovodi do beskorisnih gubitaka energije za njegovo zagrijavanje.

U indukcijskoj peći za taljenje ovaj fenomen se dobro koristi. Zapravo, to je vrsta transformatora, u kojoj ulogu kratkospojenog sekundarnog namota, au nekim slučajevima i jezgre, igra uzorak rastopljenog metala. Metalna je - u njoj se mogu zagrijavati samo materijali koji provode električnu energiju, dok će dielektrici ostati hladni. Uloga induktora - primarnog namota transformatora izvodi se nekoliko zavoja debele bakrene cijevi namotane u zavojnicu, kroz koju cirkulira rashladna tekućina.

Inače, iznimno popularne kuhinjske ploče s visokofrekventnim indukcijskim grijanjem rade na istom principu. Komad leda stavljen na njih neće se niti otopiti, a postavljeni metalni pribor zagrijati će se gotovo trenutno.

Značajke dizajna indukcijskih toplinskih peći

Postoje dvije glavne vrste PPI:

Za obje vrste uređaja za taljenje metala nema temeljnih razlika u vrsti radnih sirovina: uspješno tope i željezne i obojene metale. Potrebno je samo odabrati odgovarajući način rada i vrstu lonca.

Mogućnosti odabira

Dakle, glavni kriteriji za odabir jedne ili druge vrste toplinske peći su obujam i kontinuitet proizvodnje. Za malu ljevaonicu, na primjer, u većini slučajeva prikladna je električna peć s loncem, a za tvrtku za recikliranje prikladna je kanalna peć.

Osim toga, među glavnim parametrima toplinske peći s loncem je volumen jedne topline, na temelju kojega treba odabrati određeni model. Važne karakteristike su i maksimalna radna snaga i vrsta struje: jednofazna ili trofazna.

Izbor mjesta ugradnje

Postavljanje indukcijske peći u radionicu ili radionicu treba joj omogućiti slobodan pristup za sigurno izvođenje svih tehnoloških operacija u procesu taljenja:

• utovar sirovina;
• manipulacije tijekom radnog ciklusa;
• istovar gotove taline.

Mjesto postavljanja mora biti opremljeno potrebnim električnim mrežama s potrebnim radnim naponom i brojem faza, zaštitnim uzemljenjem s mogućnošću brzog isključivanja jedinice u nuždi. Također, instalacija mora imati dovod vode za hlađenje.

Stolne strukture malih dimenzija ipak moraju biti postavljene na čvrste i pouzdane pojedinačne podloge koje nisu namijenjene za druge operacije. Podne jedinice također trebaju osigurati čvrste ojačane temelje.

Zabranjeno je postavljanje zapaljivih i eksplozivnih materijala u područje ispuštanja taline. Protupožarni štit sa sredstvima za gašenje mora biti obješen u blizini mjesta peći.

Upute za instalaciju

Industrijske jedinice za termotaljenje su uređaji s velikom potrošnjom energije. Njihovu instalaciju i ožičenje moraju izvesti kvalificirani stručnjaci. Spajanje malih jedinica s opterećenjem do 150 kg može izvesti kvalificirani električar, poštujući uobičajena pravila za električne instalacije.

Na primjer, peć IPP-35 snage 35 kW s volumenom proizvodnje crnih metala od 12 kg, a obojenih metala - do 40 ima masu od 140 kg. Sukladno tome, njegova će se instalacija sastojati od sljedećih koraka:

1. Odabir prikladnog mjesta s čvrstom podlogom za toplu jedinicu i vodeno hlađenu visokonaponsku indukcijsku jedinicu s bankom kondenzatora. Položaj jedinice mora biti u skladu sa svim operativnim zahtjevima i propisima za električnu i požarnu sigurnost.
2. Osiguravanje instalacije s vodom za hlađenje vode. Opisana električna peć za taljenje ne dolazi s rashladnom opremom, koju je potrebno posebno kupiti. Najbolje rješenje za to bi bio rashladni toranj zatvorenog kruga s dvostrukim krugom.
3. Priključak zaštitnog uzemljenja.
   

   Strogo je zabranjen rad bilo koje električne peći za taljenje bez uzemljenja.

4. Spajanje zasebne električne linije s kabelom, čiji poprečni presjek osigurava odgovarajuće opterećenje. Snažni štit također mora osigurati potrebno opterećenje s marginom snage

Za male radionice i kućnu upotrebu proizvode se mini peći, na primjer, UPI-60-2, snage 2 kW s volumenom lončića od 60 cm³ za taljenje obojenih metala: bakra, mjedi, bronce ~ 0,6 kg , srebro ~ 0,9 kg, zlato ~ 1,2 kg. Težina same instalacije je 11 kg, dimenzije - 40x25x25 cm.Ugradnja se sastoji od postavljanja na metalni radni stol, spajanja protočnog vodenog hlađenja i uključivanja u utičnicu.

Tehnologija korištenja

Prije početka rada s lončastom električnom peći nužno je provjeriti stanje lonaca i obloge - unutarnje zaštitne toplinske izolacije. Ako je predviđen za korištenje dvije vrste lonaca: keramičkih i grafitnih, potrebno je prema uputama odabrati odgovarajući napunjeni materijal.

Obično se keramički lončići koriste za željezne metale, grafit - za obojene.

Operativni postupak:

• Umetnite lončić unutar induktora i, nakon punjenja radnog materijala, pokrijte ga toplinski izolacijskim poklopcem.
• Uključite hlađenje vodom. Mnogi modeli električnih uređaja za taljenje neće se pokrenuti ako nema potrebnog tlaka vode.

• Proces taljenja u IPP lončiću počinje njegovim uključivanjem i pristupom načinu rada. Ako postoji regulator snage, postavite ga na minimalni položaj prije nego što ga uključite.
• Polako povećavajte snagu na radnu snagu koja odgovara opterećenom materijalu.
• Nakon taljenja metala, smanjite snagu na četvrtinu radne za održavanje materijala u rastaljenom stanju.
• Prije ulijevanja regulator okrenite na minimum.
• Na kraju taljenja - isključite instalaciju. Isključite hlađenje vodom nakon što se ohladi.

Cijelo vrijeme taljenja jedinica mora biti pod nadzorom. Sve manipulacije s loncima treba raditi hvataljkama i u zaštitnim rukavicama. U slučaju požara, instalaciju treba odmah isključiti iz struje, a plamen ugasiti ceradom ili ugasiti bilo kojim drugim aparatom za gašenje požara osim kiselinom. Punjenje vodom je strogo zabranjeno.

Prednosti indukcijskih peći

• Visoka čistoća dobivene taline. U drugim vrstama toplinskih peći za taljenje metala obično postoji izravan kontakt nosača topline s materijalom i, kao rezultat, kontaminacija potonjeg. U IPP-u, zagrijavanje se proizvodi apsorpcijom elektromagnetskog polja induktora unutarnjom strukturom vodljivih materijala. Stoga su takve peći idealne za proizvodnju nakita.
  

  Za termičke peći glavni je problem smanjenje sadržaja fosfora i sumpora u talinama željeznih metala, što pogoršava njihovu kvalitetu.

• Visoka učinkovitost uređaja za indukcijsko taljenje, do 98%.
• Velika brzina taljenja zbog zagrijavanja uzorka iznutra i, kao rezultat, visoka produktivnost IPP-a, posebno za male radne zapremine do 200 kg.
  

  Grijanje muflne električne peći s opterećenjem od 5 kg događa se u roku od nekoliko sati, IPP - ne više od sat vremena.

• Uređaji s opterećenjem do 200 kg jednostavni su za postavljanje, ugradnju i rukovanje.

Glavni nedostatak električnih uređaja za taljenje, a indukcijski uređaji nisu iznimka, je relativno visoka cijena električne energije kao rashladne tekućine. No, unatoč tome, visoka učinkovitost i dobre performanse IPP-a uvelike ih plaćaju tijekom rada.

Video prikazuje indukcijsku peć tijekom rada.

Indukcijski grijači rade na principu "dobivanje struje iz magnetizma". U posebnoj zavojnici stvara se izmjenično magnetsko polje velike snage koje stvara vrtložne električne struje u zatvorenom vodiču.

Zatvoreni vodič u indukcijskim kuhalima je metalno posuđe koje se zagrijava vrtložnim električnim strujama. Općenito, princip rada takvih uređaja nije kompliciran, a s malo znanja iz fizike i elektrotehnike neće biti teško sastaviti indukcijski grijač vlastitim rukama.

Sljedeći uređaji mogu se izraditi samostalno:

1. Uređaji za grijanje u kotlu za grijanje.
2. Mini pećnice za taljenje metala.
3. Ploče za kuhanje hrane.

Indukcijsko kuhalo "uradi sam" mora biti izrađeno u skladu sa svim normama i pravilima za rad ovih uređaja. Ako se elektromagnetsko zračenje opasno za ljude emitira izvan kućišta u bočnim smjerovima, tada je strogo zabranjeno koristiti takav uređaj.

Osim toga, velika poteškoća u dizajnu štednjaka leži u odabiru materijala za podnožje ploče za kuhanje, koji mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

1. Idealno za provođenje elektromagnetskog zračenja.
2. Nije vodljiva.
3. Izdržati visok temperaturni stres.

U kućanskim indukcijskim pločama za kuhanje koristi se skupa keramika, a u proizvodnji indukcijskog štednjaka kod kuće prilično je teško pronaći dostojnu alternativu takvom materijalu. Stoga, za početak, trebali biste dizajnirati nešto jednostavnije, na primjer, indukcijsku peć za stvrdnjavanje metala.

Upute za proizvodnju

Nacrti

Za izradu peći trebat će vam sljedeći materijali i alati:

• lem;
• tekstolitna ploča.
• mini bušilica.
• radioelementi.
• termalna pasta.
• kemijski reagensi za jetkanje ploča.

Dodatni materijali i njihove karakteristike:

1. Za izradu zavojnice, koji će emitirati izmjenično magnetsko polje potrebno za zagrijavanje, potrebno je pripremiti komad bakrene cijevi promjera 8 mm i duljine 800 mm.
2. Snažni tranzistori snage su najskuplji dio domaće indukcijske instalacije. Za montažu kruga generatora frekvencije potrebno je pripremiti 2 takva elementa. U te svrhe prikladni su tranzistori marki: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. U izradi sklopa koriste se 2 identična od navedenih tranzistora s efektom polja.
3. Za izradu oscilatornog kruga trebat će vam keramički kondenzatori kapaciteta 0,1 mF i radnog napona od 1600 V. Da bi se u svitku stvorila izmjenična struja velike snage potrebno je 7 takvih kondenzatora.
4. Tijekom rada takvog indukcijskog uređaja, tranzistori s efektom polja će se jako zagrijati i ako na njih nisu pričvršćeni radijatori od aluminijske legure, nakon nekoliko sekundi rada pri maksimalnoj snazi, ti elementi će otkazati. Tranzistore treba postaviti na hladnjake kroz tanki sloj termalne paste, inače će učinkovitost takvog hlađenja biti minimalna.
5. Diode, koji se koriste u indukcijskom grijaču, moraju biti ultra brzog djelovanja. Najprikladniji za ovaj krug, diode: MUR-460; UV-4007; NJENA-307.
6. Otpornici koji se koriste u krugu 3: 10 kOhm snage 0,25 W - 2 kom. i snaga od 440 ohma - 2 vata. Zener diode: 2 kom. s radnim naponom od 15 V. Snaga zener dioda mora biti najmanje 2 vata. Prigušnica za spajanje na izlazne snage zavojnice koristi se s indukcijom.
7. Za napajanje cijelog uređaja trebat će vam jedinica za napajanje kapaciteta do 500 W. i napon 12 - 40 V. Ovaj uređaj možete napajati iz akumulatora automobila, ali nećete moći dobiti najveća očitanja snage na ovom naponu.

Sam proces proizvodnje elektroničkog generatora i zavojnice traje malo vremena i provodi se u sljedećem redoslijedu:

1. Iz bakrene cijevi izrađuje se spirala promjera 4 cm.Za izradu spirale potrebno je namotati bakrenu cijev na šipku ravne površine promjera 4 cm.Spirala treba imati 7 zavoja koji se ne smiju dodirivati. Montažni prstenovi su zalemljeni na 2 kraja cijevi za spajanje na radijatore tranzistora.
2. Tiskana ploča izrađena je prema shemi. Ako je moguće opskrbiti polipropilenske kondenzatore, tada će zbog činjenice da takvi elementi imaju minimalne gubitke i stabilan rad pri velikim amplitudama fluktuacija napona, uređaj raditi mnogo stabilnije. Kondenzatori u krugu su instalirani paralelno, tvoreći oscilatorni krug s bakrenom zavojnicom.
3. Metalno grijanje javlja se unutar zavojnice, nakon što je krug spojen na napajanje ili bateriju. Prilikom zagrijavanja metala potrebno je osigurati da nema kratkog spoja namota opruge. Ako istovremeno dodirnete zagrijani metal 2 zavoja zavojnice, tada tranzistori odmah pokvare.

Nijanse

1. Prilikom provođenja pokusa na zagrijavanju i stvrdnjavanju metala, unutar indukcijskog svitka temperatura može biti značajna i iznosi 100 stupnjeva Celzija. Ovaj učinak grijanja može se koristiti za zagrijavanje vode za kućanstvo ili za grijanje kuće.
2. Shema grijača o kojoj smo govorili gore (slika 3), pri maksimalnom opterećenju može osigurati zračenje magnetske energije unutar zavojnice jednako 500 vata. Takva snaga nije dovoljna za zagrijavanje velikog volumena vode, a izgradnja indukcijskog svitka velike snage zahtijevat će izradu kruga u kojem će biti potrebno koristiti vrlo skupe radio elemente.
3. Proračunsko rješenje za organiziranje indukcijskog zagrijavanja tekućine, je korištenje nekoliko gore opisanih uređaja, poredanih u seriju. U tom slučaju spirale moraju biti na istoj liniji i ne moraju imati zajednički metalni vodič.
4. Kaokoristi se cijev od nehrđajućeg čelika promjera 20 mm. Nekoliko indukcijskih spirala je "nanizano" na cijev, tako da se izmjenjivač topline nalazi u sredini spirale i ne dolazi u dodir s njezinim zavojima. Uz istovremeno uključivanje 4 takva uređaja, snaga grijanja bit će oko 2 kW, što je već dovoljno za protočno zagrijavanje tekućine s malom cirkulacijom vode, do vrijednosti koje omogućuju korištenje ovog dizajna u opskrba toplom vodom male kuće.
5. Ako takav grijaći element spojite na dobro izolirani spremnik, koji će se nalaziti iznad grijača, rezultat će biti kotlovski sustav u kojem će se zagrijavanje tekućine provoditi unutar nehrđajuće cijevi, zagrijana voda će se podići, a njezino mjesto će zauzeti hladnija tekućina.
6. Ako je površina kuće značajna, broj indukcijskih zavojnica može se povećati do 10 komada.
7. Snaga takvog kotla može se lako podesiti isključivanjem ili uključivanjem spirala. Što je više sekcija koje su istovremeno uključene, to će biti veća snaga uređaja za grijanje koji radi na ovaj način.
8. Za napajanje takvog modula potrebno vam je snažno napajanje. Ako je dostupan DC inverterski aparat za zavarivanje, onda se od njega može napraviti pretvarač napona potrebne snage.
9. Zbog činjenice da sustav radi na istosmjernoj električnoj struji, koji ne prelazi 40 V, rad takvog uređaja je relativno siguran, glavna stvar je osigurati blok osigurača u strujnom krugu generatora, koji će, u slučaju kratkog spoja, isključiti sustav, čime se eliminira mogućnost požara.
10. Na ovaj način moguće je organizirati "besplatno" grijanje kuće, pod uvjetom da se ugrade baterije za napajanje indukcijskih uređaja, koji će se puniti energijom sunca i vjetra.
11. Baterije treba kombinirati u sekcije od 2, povezane u seriju. Kao rezultat toga, napon napajanja s takvim priključkom bit će najmanje 24 V., što će osigurati rad kotla pri velikoj snazi. Osim toga, serijski spoj će smanjiti struju u krugu i produžiti vijek trajanja baterije.

1. Rad kućnih uređaja za indukcijsko grijanje, ne omogućuje uvijek da se isključi širenje elektromagnetskog zračenja štetnog za ljude, stoga indukcijski kotao treba instalirati u nestambenom prostoru i zaštititi ga pocinčanim čelikom.
2. Obavezno pri radu sa strujom moraju se poštovati sigurnosni propisi a posebno za mreže od 220 V AC.
3. Kao eksperiment možete napraviti ploču za kuhanje prema shemi navedenoj u članku, ali se ne preporuča stalno rukovanje ovim uređajem zbog nesavršenosti samoproizvodnje oklopa ovog uređaja, zbog toga ljudsko tijelo može biti izloženo štetnom elektromagnetskom zračenju koje može negativno utječu na zdravlje.

Svijet je već formirao dobro uhodane tehnologije za proizvodnju metala i čelika, koje danas koriste metalurška poduzeća. To uključuje: konvertersku metodu za proizvodnju metala, valjanje, izvlačenje, lijevanje, štancanje, kovanje, prešanje itd. No, u suvremenim uvjetima najčešće je pretapanje metala i čelika u konvektorima, otvorenim pećima i električnim pećima. Svaka od ovih tehnologija ima niz nedostataka i prednosti. Međutim, najnaprednija i najnovija tehnologija danas je proizvodnja čelika u električnim pećima. Glavne prednosti potonjeg u odnosu na druge tehnologije su visoka produktivnost i ekološka prihvatljivost. Razmislite kako sastaviti uređaj u kojem će se metal rastopiti kod kuće vlastitim rukama.

Mala indukcijska električna peć za taljenje metala kod kuće

Topljenje metala kod kuće moguće je ako imate električnu peć koju možete sami napraviti. Razmotrite stvaranje induktivne električne peći male veličine za proizvodnju homogenih legura (OS). U usporedbi s analogama, stvorena instalacija će se razlikovati u sljedećim značajkama:

• niska cijena (do 10.000 rubalja), dok je cijena analoga od 150.000 rubalja;
• mogućnost kontrole temperature;
• mogućnost brzog taljenja metala u malim količinama, što omogućuje korištenje instalacije ne samo u znanstvenom području, već i, na primjer, u nakitu, stomatologiji itd.
• ujednačenost i brzina zagrijavanja;
• mogućnost postavljanja radnog tijela u peć u vakuumu;
• relativno male dimenzije;
• niska razina buke, gotovo potpuna odsutnost dima, što će povećati produktivnost rada pri radu s instalacijom;
• sposobnost rada i iz jednofazne i iz trofazne mreže.

Izbor tipa sheme

Najčešće se pri izgradnji indukcijskih grijača koriste tri glavne vrste krugova: polumost, asimetrični most i puni most. Prilikom projektiranja ove instalacije korištene su dvije vrste sklopova - polumost i puni most s regulacijom frekvencije. Ovaj izbor bio je vođen potrebom za kontrolom faktora snage. Problem je nastao u održavanju rezonantnog načina u krugu, jer se uz njegovu pomoć može podesiti potrebna vrijednost snage. Postoje dva načina za kontrolu rezonancije:

• promjenom kapacitivnosti;
• promjenom frekvencije.

U našem slučaju, rezonancija se održava podešavanjem frekvencije. Upravo je ta značajka uzrokovala izbor vrste kruga s regulacijom frekvencije.

Analiza komponenti strujnog kruga

Analizirajući rad indukcijske peći za taljenje metala kod kuće (IP), mogu se razlikovati tri glavna dijela: generator, jedinica za napajanje i jedinica za napajanje. Za osiguravanje potrebne frekvencije tijekom rada instalacije koristi se generator koji je, kako bi se izbjegle smetnje od drugih jedinica instalacije, na njih spojen preko galvanske otopine u obliku transformatora. Za osiguravanje strujnog naponskog kruga potrebna je jedinica za napajanje, koja osigurava siguran i pouzdan rad energetskih elemenata konstrukcije. Zapravo, jedinica je ta koja generira potrebne snažne signale za stvaranje željenog faktora snage na izlazu kruga.

Slika 1 prikazuje opći shematski dijagram indukcijske instalacije.

Napravite dijagram ožičenja

Dijagram povezivanja (instalacija) prikazuje spojeve sastavnih dijelova proizvoda i određuje žice, kabele koji čine te veze, kao i mjesta njihova spajanja.

Za praktičnost daljnje instalacije instalacije razvijen je dijagram povezivanja koji odražava glavne kontakte između funkcionalnih blokova peći (slika 2).

Generator frekvencije

Najsloženiji IP blok je generator. Osigurava željenu frekvenciju rada instalacije i stvara početne uvjete za dobivanje rezonantnog kruga. Kao izvor oscilacija koristi se specijalizirani regulator elektroničkih impulsa tipa KR1211EU1 (slika 3.). Ovaj izbor je bio zbog sposobnosti ovog mikrosklopa da radi u prilično širokom frekvencijskom rasponu (do 5 MHz), što omogućuje dobivanje visoke vrijednosti snage na izlazu bloka napajanja kruga.

Na slikama 4.5 prikazan je shematski dijagram generatora frekvencije i dijagram električne ploče.

Mikrokrug KR1211EU1 generira signale zadane frekvencije, koji se mogu mijenjati pomoću upravljačkog otpornika instaliranog izvan mikrosklopa. Nadalje, signali padaju na tranzistore koji rade u ključnom načinu rada. U našem slučaju koriste se silikonski tranzistori s efektom polja s izoliranim vratima tipa KP727. Njihove prednosti su sljedeće: maksimalna dopuštena impulsna struja koju mogu izdržati je 56 A; maksimalni napon je 50 V. Raspon ovih pokazatelja nam u potpunosti odgovara. No, u vezi s tim, pojavio se problem značajnog pregrijavanja. Za rješavanje ovog problema potreban je ključni način rada, koji će smanjiti vrijeme koje tranzistori troše u radnom stanju.

Napajanje

Ovaj blok osigurava napajanje izvršnim jedinicama instalacije. Njegova glavna značajka je mogućnost rada iz jednofazne i trofazne mreže. Napajanje od 380 V koristi se za poboljšanje faktora snage raspršenog u induktoru.

Ulazni napon se primjenjuje na ispravljački most, koji pretvara 220V AC napon u pulsirajući istosmjerni napon. Na izlaze mosta spojeni su kondenzatori za pohranu, koji održavaju konstantnu razinu napona nakon uklanjanja opterećenja iz instalacije. Kako bi se osigurala pouzdanost instalacije, jedinica je opremljena automatskim prekidačem.

Blok napajanja

Ovaj blok omogućuje izravno pojačanje signala i stvaranje rezonantnog kruga, promjenom kapacitivnosti kruga. Signali iz generatora idu do tranzistora koji rade u načinu pojačanja. Dakle, otvarajući se u različito vrijeme, oni pobuđuju odgovarajuće električne krugove koji prolaze kroz pojačani transformator i propuštaju struju struje kroz njega u različitim smjerovima. Kao rezultat toga, na izlazu transformatora (Tr1) dobivamo povećani signal zadane frekvencije. Taj se signal primjenjuje na instalaciju s induktorom. Instalacija s induktorom (Tr2 na dijagramu) sastoji se od induktora i skupa kondenzatora (C13 - Sp). Kondenzatori imaju posebno odabrani kapacitet i stvaraju titrajni krug koji vam omogućuje podešavanje razine induktivnosti. Ovaj krug mora raditi u rezonancijskom načinu rada, što uzrokuje brzo povećanje frekvencije signala u induktoru i povećanje indukcijskih struja, zbog čega dolazi do stvarnog zagrijavanja. Slika 7 prikazuje električni krug pogonske jedinice indukcijske peći.

Induktor i značajke njegovog rada

Induktor - poseban uređaj za prijenos energije iz izvora napajanja na proizvod, zagrijava se. Induktori se obično izrađuju od bakrenih cijevi. Tijekom rada hladi se tekućom vodom.

Taljenje obojenih metala kod kuće pomoću indukcijske peći sastoji se od prodiranja indukcijskih struja u sredinu metala, koje nastaju zbog visoke frekvencije promjene napona primijenjenog na terminale induktora. Snaga instalacije ovisi o veličini primijenjenog napona i o njegovoj frekvenciji. Frekvencija utječe na intenzitet indukcijskih struja i, sukladno tome, na temperaturu u sredini induktora. Što je veća učestalost i vrijeme rada instalacije, to se bolje miješaju metali. Sama prigušnica i pravci toka indukcijskih struja prikazani su na slici 8.

Za homogeno miješanje i izbjegavanje kontaminacije legure stranim elementima, kao što su elektrode iz spremnika legure, koristi se induktor obrnute zavojnice kao što je prikazano na slici 9. Zahvaljujući ovoj zavojnici stvara se elektromagnetsko polje koje drži metal u zraku, nadmašujući silu gravitacije Zemlje.

Završna montaža postrojenja

Svaki od blokova pričvršćen je na tijelo indukcijske peći pomoću posebnih stalaka. To je učinjeno kako bi se izbjegli neželjeni kontakti strujnih dijelova s ​​metalnom prevlakom samog kućišta (slika 10).

Za siguran rad s instalacijom, potpuno je zatvoren čvrstim kućištem (slika 11), kako bi se stvorila barijera između opasnih konstrukcijskih elemenata i tijela osobe koja s njom radi.

Radi praktičnosti postavljanja indukcijske instalacije u cjelini, izrađena je indikalna ploča za smještaj mjeriteljskih uređaja, uz pomoć koje se kontroliraju svi parametri instalacije. Takvi mjeriteljski uređaji uključuju: ampermetar koji pokazuje struju u induktoru, voltmetar spojen na izlaz induktora, indikator temperature i regulator frekvencije za stvaranje signala. Svi gore navedeni parametri omogućuju regulaciju načina rada indukcijske instalacije. Također, dizajn je opremljen sustavom za ručno aktiviranje, te sustavom za indikaciju procesa grijanja. Uz pomoć otisaka na uređajima zapravo se prati rad instalacije u cjelini.

Projektiranje male indukcijske instalacije prilično je kompliciran tehnološki proces, jer mora osigurati ispunjenje velikog broja kriterija, kao što su: praktičnost dizajna, mala veličina, prenosivost itd. Ova instalacija radi na principu beskontaktnog prijenosa energije na predmet koji se zagrijava. Kao rezultat namjernog kretanja indukcijskih struja u induktoru, sam proces taljenja odvija se izravno, čije trajanje je nekoliko minuta.

Stvaranje ove instalacije je prilično isplativo, budući da je njezin opseg neograničen, od uporabe za rutinske laboratorijske radove do proizvodnje složenih homogenih legura od vatrostalnih metala.