Индукционный нагреватель металла на 12 киловатт – схема инвертора и компоненты
Сейчас мы узнаем как сделать своими руками индукционный нагреватель, который можно использовать для разных проектов или просто для удовольствия. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий или медь. Вы можете использовать её для пайки, плавления и ковки металлов. Вы можете использовать самодельный индуктивный нагреватель и для литья.
Мое учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых из важнейших компонентов.
Инструкция большая, в ней мы рассмотрим основные шаги, дающие вам представление о том, что входит в такой проект, и о том, как его спроектировать, чтобы ничего не взорвалось.
Для печи я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр.
Кстати, в тестах с жидким азотом он неплохо себя показал против брендовых термометров.
Шаг 1: Компоненты
Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.
Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока.
Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.
Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.
Шаг 2: Схема инвертора
Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.
Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев.
Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.
Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.
Шаг 3: Драйвер
Эта схема действительно большая. Вообще, вы можете прочитать про простой маломощный инвертор. Если вам нужна большая мощность, вам нужен соответствующий драйвер. Этот драйвер будет останавливаться на резонансной частоте самостоятельно. После того, как ваш металл расплавится, он останется заблокированным на правильной частоте без необходимости какой-либо регулировки.
Если вы когда-либо строили простой индукционный нагреватель с чипом PLL, вы, вероятно, помните процесс настройки частоты, чтобы металл нагревался.
Вы наблюдали за движением волны на осциллографе и корректировали частоту синхронизации, чтобы поддерживать эту идеальную точку. Больше не придется этого делать.
В этой схеме используется микропроцессор Arduino для отслеживания разности фаз между напряжением инвертора и емкостью конденсатора. Используя эту фазу, он вычисляет правильную частоту с использованием алгоритма «C».
Я проведу вас по цепи:
Сигнал емкости конденсатора находится слева от LM6172. Это высокоскоростной инвертор, который преобразует сигнал в красивую, чистую квадратную волну. Затем этот сигнал изолируется с помощью оптического изолятора FOD3180. Эти изоляторы являются ключевыми!
Далее сигнал поступает в PLL через вход PCAin. Он сравнивается с сигналом на PCBin, который управляет инвертором через VCOout. Ардуино тщательно контролирует тактовую частоту PLL, используя 1024-битный импульсно-модулированный сигнал. Двухступенчатый RC-фильтр преобразует сигнал PWM в простое аналоговое напряжение, которое входит в VCOin.
Как Ардуино знает, что делать? Магия? Догадки? Нет. Он получает информацию о разности фаз PCA и PCB от PC1out. R10 и R11 ограничивают напряжение в пределах 5 напряжений для Ардуино, а двухступенчатый RC-фильтр очищает сигнал от любого шума. Нам нужны сильные и чистые сигналы, потому что мы не хотим платить больше денег за дорогие мосфеты после того, как они взорвутся от шумных входов.
Шаг 4: Передохнём
Это был большой массив информации. Вы можете спросить себя, нужна ли вам такая причудливая схема? Зависит от вас. Если вы хотите автонастройку, тогда ответ будет «да». Если вы хотите настраивать частоту вручную, тогда ответ будет отрицательным. Вы можете создать очень простой драйвер всего лишь с таймером NE555 и использовать осциллограф. Можно немного усовершенствовать его, добавив PLL (петля фаза-ноль)
Тем не менее, давайте продолжим.
Шаг 5: LC-контур
К этой части есть несколько подходов. Если вам нужен мощный нагреватель, вам понадобится конденсаторный массив для управления током и напряжением.
Во-первых, вам нужно определить, какую рабочую частоту вы будете использовать. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект (меньшее проникновение) и хороши для небольших объектов. Более низкие частоты лучше для больших объектов и имеют большее проникновение. Более высокие частоты имеют большие потери при переключении, но через бак пройдет меньше тока. Я выбрал частоту около 70 кГц и дошел до 66 кГц.
Мой конденсаторный массив имеет ёмкость 4,4 мкФ и может выдерживать более 300А. Моя катушка около 1мкГн. Также я использую импульсные пленочные конденсаторы. Они представляют собой осевой провод из самовосстанавливающегося металлизированного полипропилена и имеют высокое напряжение, высокий ток и высокую частоту (0.22 мкФ, 3000В). Номер модели 224PPA302KS.
Я использовал две медные шины, в которых просверлил соответствующие отверстия с каждой стороны. Паяльником я припаял конденсаторы к этим отверстиям. Затем я прикрепил медные трубки с каждой стороны для водного охлаждения.
Не берите дешевые конденсаторы. Они будут ломаться, и вы заплатите больше денег, чем если бы вы сразу купили хорошие.
Шаг 6: Сборка трансформатора
Если вы внимательно читали статью, вы зададите вопрос: а как управлять LC-контуром? Я уже рассказывал об инверторе и контуре, не упоминая, как они связаны.
Соединение осуществляется через соединительный трансформатор. Мой от Magnetics, Inc. Номер детали — ZP48613TC. Adams Magnetics также является хорошим выбором при выборе ферритовых тороидов.
Тот, что слева, имеет провод 2мм. Это хорошо, если ваш входной ток ниже 20А. Провод перегреется и сгорит, если ток больше. Для высокой мощности вам нужно купить или сделать литцендрат. Я сделал сам, сплетя 64 нити из проволоки 0.5мм. Такой провод без проблем может выдержать ток 50А.
Инвертор, который я показал вам ранее, принимает высоковольтный постоянный ток и изменяет его на переменные высокие или низкие значения. Эта переменная квадратная волна проходит черезч соединительный трансформатор через переключатели мосфета и конденсаторы связи постоянного тока на инверторе.
Медная трубка из емкостного конденсатора проходит через нее, что делает ее одновитковой вторичной обмоткой трансформатора. Это, в свою очередь, позволяет сбрасываемому напряжению проходить через конденсатор емкости и рабочую катушку (контур LC).
Шаг 7: Делаем рабочую катушку
Один из вопросов, который мне часто задавали: «Как ты делаешь такую изогнутую катушку?» Ответ — песок. Песок будет препятствовать разрушению трубки во время процесса изгиба.
Возьмите медную трубку от холодильника 9мм и заполните ее чистым песком. Перед тем, как сделать это, закройте один конец какой-нибудь лентой, а также закройте другой после заполнения песком. Вкопайте трубу соответствующего диаметра в землю. Отмерьте длину трубки для вашей катушки и начните медленно наматывать её на трубу. Как только вы сделаете один виток, остальные будет сделать несложно. Продолжайте наматывать трубку, пока не получите количество желаемых витков (обычно 4-6). Второй конец нужно выровнять с первым. Это упростит подключение к конденсатору.
Теперь снимите колпачки и возьмите воздушный компрессор, чтобы выдуть песок. Желательно делать это на улице.
Обратите внимание, что медная трубка также служит для водного охлаждения. Эта вода циркулирует через емкостный конденсатор и через рабочую катушку. Рабочая катушка генерирует много тепла от тока. Даже если вы используете керамическую изоляцию внутри катушки (чтобы удерживать тепло), вы по-прежнему будете иметь чрезвычайно высокие температуры в рабочем пространстве, нагревающие катушку. Я начну работу с большим ведром ледяной воды и через некоторое время она станет горячей. Советую заготовить очень много льда.
Шаг 8: Обзор проекта
Выше представлен обзор проекта на 3 кВт. Он имеет простой PLL-драйвер, инвертор, соединительный трансформатор и бак.
Видео демонстрирует 12кВт индукционный горн в работе. Основное различие заключается в том, что он имеет управляемый микропроцессором драйвер, более крупные МОП-транзисторы и теплоотводы.
Блок 3кВт работает от 120В переменного тока; блок 12 кВт использует 240В.
Индукционный нагреватель металла на 12 киловатт – схема инвертора и компоненты
Сейчас мы узнаем как сделать своими руками индукционный нагреватель, который можно использовать для разных проектов или просто для удовольствия. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий или медь. Вы можете использовать её для пайки, плавления и ковки металлов. Вы можете использовать самодельный индуктивный нагреватель и для литья.
Мое учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых из важнейших компонентов.
Инструкция большая, в ней мы рассмотрим основные шаги, дающие вам представление о том, что входит в такой проект, и о том, как его спроектировать, чтобы ничего не взорвалось.
Для печи я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр. Кстати, в тестах с жидким азотом он неплохо себя показал против брендовых термометров.
Шаг 1: Компоненты
Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.
Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока. Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.
Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.
Шаг 2: Схема инвертора
Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.
Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.
Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.
Шаг 3: Драйвер
Эта схема действительно большая. Вообще, вы можете прочитать про простой маломощный инвертор. Если вам нужна большая мощность, вам нужен соответствующий драйвер. Этот драйвер будет останавливаться на резонансной частоте самостоятельно. После того, как ваш металл расплавится, он останется заблокированным на правильной частоте без необходимости какой-либо регулировки.
Если вы когда-либо строили простой индукционный нагреватель с чипом PLL, вы, вероятно, помните процесс настройки частоты, чтобы металл нагревался. Вы наблюдали за движением волны на осциллографе и корректировали частоту синхронизации, чтобы поддерживать эту идеальную точку. Больше не придется этого делать.
В этой схеме используется микропроцессор Arduino для отслеживания разности фаз между напряжением инвертора и емкостью конденсатора. Используя эту фазу, он вычисляет правильную частоту с использованием алгоритма «C».
Я проведу вас по цепи:
Сигнал емкости конденсатора находится слева от LM6172. Это высокоскоростной инвертор, который преобразует сигнал в красивую, чистую квадратную волну. Затем этот сигнал изолируется с помощью оптического изолятора FOD3180. Эти изоляторы являются ключевыми!
Далее сигнал поступает в PLL через вход PCAin. Он сравнивается с сигналом на PCBin, который управляет инвертором через VCOout. Ардуино тщательно контролирует тактовую частоту PLL, используя 1024-битный импульсно-модулированный сигнал.
Двухступенчатый RC-фильтр преобразует сигнал PWM в простое аналоговое напряжение, которое входит в VCOin.
Как Ардуино знает, что делать? Магия? Догадки? Нет. Он получает информацию о разности фаз PCA и PCB от PC1out. R10 и R11 ограничивают напряжение в пределах 5 напряжений для Ардуино, а двухступенчатый RC-фильтр очищает сигнал от любого шума. Нам нужны сильные и чистые сигналы, потому что мы не хотим платить больше денег за дорогие мосфеты после того, как они взорвутся от шумных входов.
Шаг 4: Передохнём
Это был большой массив информации. Вы можете спросить себя, нужна ли вам такая причудливая схема? Зависит от вас. Если вы хотите автонастройку, тогда ответ будет «да». Если вы хотите настраивать частоту вручную, тогда ответ будет отрицательным. Вы можете создать очень простой драйвер всего лишь с таймером NE555 и использовать осциллограф. Можно немного усовершенствовать его, добавив PLL (петля фаза-ноль)
Тем не менее, давайте продолжим.
Шаг 5: LC-контур
К этой части есть несколько подходов.
Во-первых, вам нужно определить, какую рабочую частоту вы будете использовать. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект (меньшее проникновение) и хороши для небольших объектов. Более низкие частоты лучше для больших объектов и имеют большее проникновение. Более высокие частоты имеют большие потери при переключении, но через бак пройдет меньше тока. Я выбрал частоту около 70 кГц и дошел до 66 кГц.
Мой конденсаторный массив имеет ёмкость 4,4 мкФ и может выдерживать более 300А. Моя катушка около 1мкГн. Также я использую импульсные пленочные конденсаторы. Они представляют собой осевой провод из самовосстанавливающегося металлизированного полипропилена и имеют высокое напряжение, высокий ток и высокую частоту (0.22 мкФ, 3000В). Номер модели 224PPA302KS.
Я использовал две медные шины, в которых просверлил соответствующие отверстия с каждой стороны. Паяльником я припаял конденсаторы к этим отверстиям.
Не берите дешевые конденсаторы. Они будут ломаться, и вы заплатите больше денег, чем если бы вы сразу купили хорошие.
Шаг 6: Сборка трансформатора
Если вы внимательно читали статью, вы зададите вопрос: а как управлять LC-контуром? Я уже рассказывал об инверторе и контуре, не упоминая, как они связаны.
Соединение осуществляется через соединительный трансформатор. Мой от Magnetics, Inc. Номер детали — ZP48613TC. Adams Magnetics также является хорошим выбором при выборе ферритовых тороидов.
Тот, что слева, имеет провод 2мм. Это хорошо, если ваш входной ток ниже 20А. Провод перегреется и сгорит, если ток больше. Для высокой мощности вам нужно купить или сделать литцендрат. Я сделал сам, сплетя 64 нити из проволоки 0.5мм. Такой провод без проблем может выдержать ток 50А.
Инвертор, который я показал вам ранее, принимает высоковольтный постоянный ток и изменяет его на переменные высокие или низкие значения.
Эта переменная квадратная волна проходит черезч соединительный трансформатор через переключатели мосфета и конденсаторы связи постоянного тока на инверторе.
Медная трубка из емкостного конденсатора проходит через нее, что делает ее одновитковой вторичной обмоткой трансформатора. Это, в свою очередь, позволяет сбрасываемому напряжению проходить через конденсатор емкости и рабочую катушку (контур LC).
Шаг 7: Делаем рабочую катушку
Один из вопросов, который мне часто задавали: «Как ты делаешь такую изогнутую катушку?» Ответ — песок. Песок будет препятствовать разрушению трубки во время процесса изгиба.
Возьмите медную трубку от холодильника 9мм и заполните ее чистым песком. Перед тем, как сделать это, закройте один конец какой-нибудь лентой, а также закройте другой после заполнения песком. Вкопайте трубу соответствующего диаметра в землю. Отмерьте длину трубки для вашей катушки и начните медленно наматывать её на трубу. Как только вы сделаете один виток, остальные будет сделать несложно.
Продолжайте наматывать трубку, пока не получите количество желаемых витков (обычно 4-6). Второй конец нужно выровнять с первым. Это упростит подключение к конденсатору.
Теперь снимите колпачки и возьмите воздушный компрессор, чтобы выдуть песок. Желательно делать это на улице.
Обратите внимание, что медная трубка также служит для водного охлаждения. Эта вода циркулирует через емкостный конденсатор и через рабочую катушку. Рабочая катушка генерирует много тепла от тока. Даже если вы используете керамическую изоляцию внутри катушки (чтобы удерживать тепло), вы по-прежнему будете иметь чрезвычайно высокие температуры в рабочем пространстве, нагревающие катушку. Я начну работу с большим ведром ледяной воды и через некоторое время она станет горячей. Советую заготовить очень много льда.
Шаг 8: Обзор проекта
Выше представлен обзор проекта на 3 кВт. Он имеет простой PLL-драйвер, инвертор, соединительный трансформатор и бак.
Видео демонстрирует 12кВт индукционный горн в работе.
Основное различие заключается в том, что он имеет управляемый микропроцессором драйвер, более крупные МОП-транзисторы и теплоотводы. Блок 3кВт работает от 120В переменного тока; блок 12 кВт использует 240В.
МОБИЛЬНЫЙ, МОЩНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ DHI-100C/120C | Пайка | Продукты
- Дом
- Пайка
- МОБИЛЬНЫЙ МОЩНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ DHI-100C/120C
Безопасный нагрев для сварки и тяжелой промышленности. Полное описание
- Описание
- Применение
- Технические характеристики
- Преимущества
- Аксессуары
DHI-100C/120C – мобильный индукционный нагреватель с водяным охлаждением, оснащенный индукционной горелкой длиной 4 метра с возможностью сменных индукционных адаптеров. Устройство предназначено для нагрева ферромагнитных и токопроводящих материалов. Благодаря компактной конструкции, высокой производительности, универсальному использованию с плавной регулировкой мощности, он подходит для различных применений, особенно в сварочной промышленности, тяжелой промышленности, производственных объектах, сварочных мастерских, автомастерских, мастерских по ремонту грузовиков и сельскохозяйственной техники и т.
- Нагрев перед закалкой, правкой, ковкой, гибкой профилей из конструкционной стали и подходит для отжига
- Низкие эксплуатационные расходы, обучение операторов не требуется, как для методов работы с автогенными и пропан-бутановыми горелками
- Простота и удобство использования — простое управление, быстрый процесс нагрева
- Безопасность и экология — отсутствие пламени.
- Использование в автомобильной, железнодорожной, аэрокосмической, морской и промышленности в целом, в металлообработке, техническом обслуживании.
| Индукционный нагреватель DHI-100C | |
| Параметр | Значение |
| № для заказа | 09-003 |
| Требования к источнику питания | 3 x 400 В +/- 15 % |
| Частота | 50/60 Гц |
Расход | 3 x 13,3 А |
| Код защиты от проникновения | ИП21 |
| Рабочая частота | 18–45 кГц |
| Длина горелки | 4 м |
| Входная мощность | 8 кВт |
| Выходная полная мощность | 10 кВА |
| Напряжение нагревательного индуктора | |
| Размеры | 400x760x700 мм |
| Вес | 58 кг |
| Объем охлаждающей жидкости | 10 л |
| Индукционный нагреватель DHI-120C | |
| Параметр | Значение |
| № для заказа | 09-004 |
| Требования к источнику питания | 3 x 400 В +/- 15 % |
| Частота | 50/60 Гц |
| Потребление | 3 x 16 А |
| Код защиты от проникновения | ИП21 |
| Рабочая частота | 18–45 кГц |
| Длина горелки | 4 м |
Входная мощность | 10 кВт |
| Выходная полная мощность | 12 кВА |
| Напряжение нагревательного индуктора | |
| Размеры | 400x760x700 мм |
| Вес | 58 кг |
| Объем охлаждающей жидкости | 10 л |
- Мобильность – вес 58 кг, включая водяное охлаждение.
- Замена автогенных методов работы (пламенный нагрев).
- Очень тихая работа
- Мощность DHI-100F 8кВт/10кВА и DHI-120F 10кВт/12кВА, высокий коэффициент нагрузки.
- Простота использования – 4 длинных горелки.
- Гибкость и простота использования.
- Прочные и большие колеса на съемном шасси.
- Четкий дисплей с визуализацией параметров.
- Катушки индуктивности с водяным охлаждением.
- Непрерывное управление мощностью 10–100 %.
- Режим – Таймер и режим – заводская установка.
- USB-соединение для обновления программного обеспечения.
- Режим постоянной мощности CP и постоянное магнитное поле CFmode.
- Светодиодное индукторное освещение.
- Съемная тележка.
- Терминал дистанционного управления и датчика температуры.
Мы также рекомендуем покупать эти продукты
Охлаждающая жидкость
Охлаждающая жидкость для отопителей серии DHI-4 и DHI-100/120.
Круглая катушка фокусировки 90°
Круглая катушка фокусировки 90°
Круглая катушка фокусировки для DHI-100/120
Круглая катушка фокусировки.
Педаль дистанционного управления для DHI-100/120F и DHI-100/120C
Педаль дистанционного управления для индукционных нагревателей серий DHI-100/120F и DHI-100/120C.
Запасной сердечник катушки фокусировки
Запасной сердечник катушки фокусировки 32 мм.
Одновитковая круглая катушка для DHI-100/120
Катушка круглая одновитковая с внутренним диаметром 22 — 82 мм.
Катушка с U-образным профилем для DHI-100/120
Катушка с U-образным профилем подходит для пайки труб.
Двухвитковая круглая катушка для DHI-100/120
Двухвитковая круглая катушка.
Запрашиваемый продукт *
Компания
Имя *
Электронная почта *
Простая и мощная ручная настройка индукционного нагревателя — Teslascience Hacks
Индукционный нагрев — это удивительная возможность беспроводного нагревания металлических или графитовых предметов без использования открытого пламени и с минимальными потерями тепла в окружающую среду. Это не новое явление и существует уже более 100 лет. Он широко используется в металлургической и автомобильной промышленности, поскольку его легко контролировать и масштабировать.
Прочитав руководство и соорудив индукционный нагреватель с контуром фазовой автоподстройки частоты (PLL) на основе работы Джонатана Крайдена (mindcallenger.com), я захотел придумать что-то простое и легкое в сборке для начинающих любителей электроники. Поскольку я также новичок в электронике, я чувствовал, что этот проект будет интересным и даст хорошее представление об основах работы индукционных нагревателей. В дополнение к упомянутому выше нагревателю PLL, я также построил много индукционных нагревателей типа Mazilli или Royer, включая дешевые драйверы Mazilli китайского производства, доступные на Ebay и Alibaba. Я обнаружил, что, хотя они хороши и просты в использовании, они склонны к сбоям, поскольку они ограничены диапазоном работы при низком напряжении и относительно низкой мощностью для того, что я хотел. Их также трудно контролировать с точки зрения количества нагрева. Хотелось сделать что-то более надежное и управляемое, а не вылиться в кучу перегоревших транзисторов! По сути, мне нужна была настраиваемая вручную установка, которая работала бы от выпрямленной сети вместо дорогих импульсных источников питания. Базовая конструкция заключалась бы в том, чтобы взять более высокое напряжение при более низком токе (с чем хорошо справляются MOSFET-транзисторы) и преобразовать это в более низкое напряжение при гораздо более высоких токах порядка 100 или 1000 ампер и высокочастотном переменном токе, обычно 20-100 кГц. . Он проходит через катушку из нескольких витков меди (называемую «рабочей катушкой»). Если в рабочую катушку помещается кусок железа, в этом куске железа (также называемом «заготовкой») индуцируются вихревые токи таким образом, что заготовка действует как закороченная первичная катушка с 1 витком. Из-за передаточного эффекта трансформатора в заготовке протекают огромные токи порядка многих сотен или тысяч ампер, что приводит к нагреву заготовки из-за комбинации внутреннего сопротивления (нагрев IR2) и гитерезиса (из-за воздействия на случайный массив магнитных диполей в железной заготовке, меняющий направление много раз в секунду на высокой частоте).
Из-за высокой частоты ток протекает преимущественно в самых поверхностных слоях заготовки и рабочей катушки, что также известно как «скин-эффект». Это дополнительно увеличивает эффективное сопротивление заготовки, что приводит к еще большему нагреву I2R. Поскольку в рабочем змеевике также имеет место скин-эффект, в рабочем змеевике происходят потери энергии в виде тепла в поверхностных слоях змеевика. Толстая медная трубка с наружной и внутренней поверхностью или литцендратный провод (многожильный изолированный провод, каждая жила которого имеет электроизоляционное покрытие) увеличивает эффективную площадь поверхности рабочей катушки, снижая потери энергии в виде потерь тепла. Литцендрат используется в индукционных варочных панелях по той же причине. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект с большим нагревом поверхности, что лучше подходит для нагрева небольших деталей. Низкие частоты имеют меньший скин-эффект и лучше подходят для нагрева больших деталей. Этот нагрев может перевести железо, например, из комнатной температуры в красное тепло, затем в оранжевое и ярко-желтое тепло выше точки Кюри (точки, в которой заготовка из железа или стали теряет нагрев из-за гистерезиса из-за потери своего ферромагнетизма).
Чтобы иметь возможность добиться дальнейшего нагрева и расплавить железную заготовку (включая неферромагнитные металлы, такие как медь, серебро, золото и алюминий), необходимо достичь гораздо больших токов, чтобы преодолеть отсутствие гистерезиса. Целью этого проекта является создание такого простого небольшого настраиваемого индукционного нагревателя, который мог бы плавить небольшое количество этих металлов.
Упомянутые выше индукционные нагреватели с ФАПЧ (хорошее подробное руководство по ним см. в работе Джонатана Крайдена на http://inductionheatertutorial.com/) автоматически настраиваются на определенную точку. PLL работает от генератора, управляемого напряжением. Поскольку частота резонанса индукционного нагревателя изменяется при помещении в него заготовки. Это может привести к резонансу потерь и соответствующей потере нагрева, поскольку максимальный нагрев происходит, когда контур бака индукционного нагревателя находится в резонансе. При использовании PLL напряжение на баке подается на управляемый напряжением генератор микросхемы CD4046 PLL для поддержания максимального напряжения на баке.
Однако обычно, когда металл, такой как железо, достигает точки Кюри, изменение резонансной частоты выходит за пределы диапазона PLL, и схема выходит из резонанса, и нагрев прекращается. Некоторые любители электроники в области индукционного нагрева (например, Джонатон Крайден на mindchallenger.com) обошли это, используя микропроцессор, чтобы поддерживать резонанс цепи, а также периодически расстраивать схему для снижения общего тока, протекающего через силовые транзисторы. спасение их от разрушения в том случае, если ток превысит максимально допустимое значение. Многие люди помогли продвинуть области твердотельного индукционного нагрева, в том числе такие люди, как «Неон Джон», Бэйли Ванг из Массачусетского технологического института, Джонатан Крайден, Ричи Бернетт (Великобритания) и многие другие.
Завершенный проект — небольшой мощный настольный блок:
Если вы планируете построить индукционный нагреватель, такой как показанный здесь, сначала предостережение: в этом проекте использовалась незащищенная сеть, высокое напряжение и большие токи с серьезными риск получения травмы или хуже, если не выполняется в опытных руках.
Я не несу ответственности за травмы или более серьезные последствия любой работы, описанной здесь. Описанная здесь работа предназначена только для академического и научного интереса.
Описанный здесь проект можно разделить на 3 части: 1) Генератор с переменной частотой, 2) Полумостовой инвертор с МОП-транзисторами или IGBT и 3) Баковая схема.
Вот список компонентов для этого проекта по разделам:
ГЕНЕРАТОР С ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТОЙ:
- 8-контактный разъем IC x 3
- 14-контактный разъем IC x 1
- Резистор 1 кОм 0,5 Вт x 2
- Керамический конденсатор 10 нФ, 50 В x 1
- 1 нФ, керамический колпачок 50 В x 1
- 20k 10-оборотный банк x 1
- Керамический конденсатор 100 нФ, 50 В, 4 шт.
- 47 мкФ, 35 В электролитический конденсатор x 4
- 1 мкФ керамика, цоколь 50 В x 4
- 1000 мкФ, электролитический колпачок 35 В x 1
- LM7815 х 1
- LM7805 х 1
- маленький радиатор для LM7815 x 1
- Алюминиевый ящик для проектов (дополнительно) x 1
- Понижающий трансформатор с 120 В переменного тока на 19–26,5 В (радиостанция) x 1
- Мостовой выпрямитель 50 В 2 А x 1
- 1 – зеленый ферритовый тор диаметром 1,5 дюйма x 1 (для GDT)
- перфокартон x 1
- тонкий припой (зафлюсованный канифолью) x 1
- паяльник 20-30 Вт x 1
- UC37321 x 2
- UC37322 x 2
- NE555 x 1
- 1N5819 (шоттки) x 4
- Соединительный провод x 1 рулон
- 74HC14 шестигранный преобразователь x 1
ПОЛУМОСТНОЙ ИНВЕРТОР И ШИННЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ:
- IRFP260N x 2
- 6,8 Ом, резистор 2 Вт x 2
- 1N5819 (шоттки) x 2
- 1N4744A (стабилитрон 15 В) x 4
- Сверхбыстродействующий диод U860 x 2
- 1. 5KE440CA двунаправленный диод TVS (или однонаправленный) x 1
- Полипропиленовый демпферный колпачок 5 мкФ, 450 В x 1
- 100 кОм, резистор 2 Вт x 2
- Aerovox RBPS20591KR6GNZ Демпферный колпачок 1 кВ, 2 мкФ, используемый для блокирующего колпачка постоянного тока (доступен в компании Eastern Voltage Research, Нью-Джерси, США) x 1
- 400-450 В 1500 мкФ электролитические конденсаторы x 2
- Тумблер 20–30 А, 1 шт.
- Шунтирующий амперметр 20–30 А x 1
- Ферритовый тороид (большой) для трансформатора связи x 1 (или больше)
- Изолированный многожильный провод калибра 16 на 22 витка трансформатора связи
- большой алюминиевый радиатор x 1 (Ebay)
- Мостовой выпрямитель 35–40 А, 400 В x 1
- Предохранитель 30–40 А с держателем предохранителя или автоматический выключатель 30–40 А x 1
- клеммные винтовые разъемы x 4 (для легкого удаления IGBT MOSFET)
5KE440CA двунаправленный диод TVS (или однонаправленный) x 1КОНДЕНСАТОР РЕЗЕРВУАРА – 6-ОБОРОТНАЯ РАБОЧАЯ КАТУШКА:
- Мягкая медная трубка 3/8″ из хозяйственного магазина x 1
- 3/8″ фитинги для медных труб x 2-4
- Фонтанный насос x 1
- Латексная трубка для соединения насоса и медной трубки, 1 рулон
- припой и флюс x 1
- Резак для медных труб x 1
- 12 емкостных конденсаторов 1200 В, 0,33 мкФ (доступны здесь: https://www. ebay.com/itm/10PCS-New-BM-Capacitor-MKPH-0-33uF-630VAC-1200VDC-for-Induction-cooker-P -30-5/272271654633?hash=item3f64a7bee9:g:PJ4AAOSw9eVXXQsg), а также другие китайские сайты на Ebay
- Резистор 47 кОм x 1
- зеленый светодиод x 1
- Ультрабыстрый диод UF4007 x 1
ebay.com/itm/10PCS-New-BM-Capacitor-MKPH-0-33uF-630VAC-1200VDC-for-Induction-cooker-P -30-5/272271654633?hash=item3f64a7bee9:g:PJ4AAOSw9eVXXQsg), а также другие китайские сайты на Ebay В этом проекте мы используем микросхему таймера 555 (рис. 1) в нестабильном режиме для генерации прямоугольного сигнала с коэффициентом заполнения 50%. Это достигается с помощью переменного резистора (0-20 кОм) для генерации переменной частоты в диапазоне от 35 кГц до 132 кГц. Этот диапазон отлично подходит для различных индукционных нагревателей различных размеров. Хотя 555 выдает прямоугольную волну, это не «чистая» прямоугольная волна. Чтобы очистить прямоугольную волну, выход 555 подается на шестнадцатеричный инвертор 74HC14, который выдает хороший чистый прямоугольный сигнал. Он подается на инвертирующие и неинвертирующие входы микросхем драйверов MOSFET UC37321/22. Эти микросхемы питаются от 15 В для 15-вольтового выхода.
Поскольку чипы работают в непрерывном режиме, а не в импульсном режиме, как в твердотельных катушках Теслы, они имеют тенденцию нагреваться. Для уменьшения перегрева этих микросхем по 2 штуки каждой из микросхем укладываются параллельно, спаивая их ножки между собой. На эти параллельно соединенные чипы можно наклеить небольшие полоски алюминия для еще большего охлаждения. Выход микросхемы проходит через керамические конденсаторы, которые функционируют как конденсаторы блокировки постоянного тока. Обычно достаточно 1-2 мкФ (рис. 1). Крышки должны быть рассчитаны не менее чем на 50В. Трансформатор драйвера затвора намотан на ферритовом тороиде, который намотан 1:1:1 10-15 витками трехжильного провода. Одна из трехжильных обмоток является первичной обмоткой ГРТ, подключенной к выходу микросхемы драйвера затвора UC. Две оставшиеся обмотки открывают затворы полевых МОП-транзисторов; один из двух включен, а другой выключен. Это достигается заменой местами соединения вывода второй из трехжильных обмоток.
Прежде чем подключать выходы GDT к затворам MOSFET, проверьте формы сигналов вторичных GDT, чтобы убедиться, что они прямоугольные или как можно ближе к прямоугольным. Это может включать использование другого или большего GDT или увеличение или уменьшение количества обмоток на нем. Существует множество различных типов ферритовых материалов. Зеленые ферритовые тороиды работают лучше всего. Тороиды из желтого или светло-зеленого порошкового железа, используемые в компьютерных блоках питания, дают очень плохой сигнал привода затвора и не подходят для этой цели. Единственным недостатком такого использования микросхемы таймера 555 является то, что ваш рабочий цикл фиксируется на уровне 50%. Поскольку 555 допускает возможность одновременного включения обоих полевых МОП-транзисторов, известную как «прострел», существует возможность одновременного включения обоих полевых МОП-транзисторов, что приведет к короткому замыканию и разрушению полумоста. Однако, несмотря на такую возможность с чипом 555, я ни разу не наблюдал эффектов «простреливания» после многочасовой работы индукционного нагревателя!
Рисунок 1 (555 Схема драйвера на основе таймера — обратите внимание, если наблюдается слишком сильный нагрев микросхем управления затвором, попробуйте уменьшить емкость керамических конденсаторов между выходом микросхем управления затвором и GDT с 2 мкФ до 0,1.
мкФ). 7HC14N является опечаткой и должно читаться как 74HC14. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ С БОЛЬШИМ РАЗРЕШЕНИЕМ
Отрицательная шина секции драйвера на рис. 1 также должна быть заземлена на заземление сети, так как при ручной настройке могут возникать колебания выходного сигнала, когда вы перемещаете руку или другие предметы рядом с секцией драйвера. если бы он не был должным образом заземлен, как я испытал. Секция драйвера должна быть изолирована от силовой части цепи предпочтительно алюминиевой коробкой. Коробка также должна быть заземлена. Важно: обратите внимание, что 15-вольтовый регулятор напряжения LM7815 ДОЛЖЕН иметь радиатор, иначе он перегреется и выключится. Теплоотвод может быть достигнут либо путем добавления навинчиваемого радиатора к регулятору, либо, что более удобно, путем вкручивания LM7815 в стенку проектной коробки. Поскольку металлическая задняя часть регулятора представляет собой отрицательную шину, это позволяет легко заземлить отрицательную шину, а также коробку на землю, просто подключив заземление к внешней стороне коробки.
Полумостовой инвертор (рис. 2) питается выпрямленным переменным током от вариатора. Он также будет работать с выпрямленным переменным током без больших сглаживающих конденсаторов, если нет необходимости в удвоителе напряжения.
Выпрямитель может быть подключен как удвоитель напряжения, обеспечивающий максимальное постоянное напряжение 120 x 1,42 x2 = 340 В на инверторе или 170 В на каждом плече полумоста. Вы хотите использовать как минимум 2 или 3 кВА variac. Однако будет работать с вариаком на 500 ВА, но с меньшей мощностью.
Рис. 2 (Полумостовой инвертор с защитными диодами, демпферным колпачком и резисторами затвора 6,8 Ом) НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ С БОЛЬШИМ РАЗРЕШЕНИЕМ их огромное рассеивание мощности (которое обязательно требует радиатора). Для еще большей мощности МОП-транзисторы IRFP260N можно заменить на FDh54N50. Поскольку все эти полевые МОП-транзисторы имеют внутреннюю емкость затвора, которая в сочетании с вторичной индуктивностью трансформатора управления затвором может привести к сильным колебаниям звона на затворах во время переключения, что приведет к повреждению затворов.
Этот звон гасится резисторами затвора на 6,8 Ом. Остаточный заряд на затворах полевых МОП-транзисторов быстро сбрасывается транзистором Шоттки (1N5819).) диоды, подключенные параллельно резисторам затвора (см. рис. 2). Если затворы работают при напряжении 15 В, они работают в области плато кривой напряжения-тока, где нагрев полевого МОП-транзистора снижается. Это дополнительно уменьшается за счет ZVS или переключения нулевой точки, которое достигается правильной настройкой (см. далее). Противоположные стабилитроны на затворе и истоке предотвращают скачки напряжения на затворе более 15 В и, следовательно, защищают затворы от повреждений из-за скачков напряжения. Сверхбыстродействующие обратные диоды (U860) на истоке и стоке МОП-транзисторов защищают их от скачков обратного напряжения. Снабберный конденсатор, рассчитанный на 450 В 5 мкФ, и диоды TVS, обычно рассчитанные на 400–440 В (переходное напряжение), защищают мост от скачков напряжения. Большие электролитические конденсаторы помогают сгладить выпрямленный переменный ток и действуют как резервуар заряда.
Они также позволяют настроить удвоитель напряжения мостового выпрямителя. Выпрямитель и транзисторы IRFP260 должны иметь радиатор с добавлением вентилятора для дополнительного охлаждения радиаторов. Выход инвертора подается на трансформатор связи, предпочтительно изготовленный из феррита, вокруг которого намотано около 20-22 витков изолированного многожильного провода калибра 16. Эти обмотки действуют как первичные обмотки для контура бака (см. рис. 3). Резервуар представляет собой первичную обмотку с 1 витком, соединенную последовательно с рабочей катушкой (в данном случае 6 витков медной трубки диаметром 3/8 дюйма диаметром 1,5 дюйма) и последовательно с батареей конденсаторов (рис. 3). Конденсаторная батарея состоит из 12 параллельно соединенных конденсаторов MKP 0,33 мкФ 1200 В (рассчитанных на использование с индукционными нагревателями и катушками Тесла). Использование качественных MKP или других полипропиленовых конденсаторов, способных выдерживать большие токи, высокое напряжение и высокую частоту, необходимо для работы индукционного нагревателя.
Если конденсаторы имеют неправильный номинал, они нагреются и взорвутся, а передача энергии на заготовку в 6-витковой рабочей катушке будет незначительной или вообще не будет передаваться.
Блокировочный конденсатор постоянного тока 1 кВ 2 мкФ подключен между выходом инвертора и ферритовым трансформатором связи (см. Рисунок 2 для схемы инвертора). В начальном запуске я использовал блокировочный конденсатор постоянного тока с неправильным номиналом (5 мкФ при 275 В вместо 2 мкФ 1000 В), и вот результат:
Вот замена на правильный блокировочный конденсатор (Aerovox) номиналом 1 кВ 2 мкФ, который безупречно функционировал в несколько прогонов:
4 электролитических конденсатора соединены последовательно параллельно для удвоения напряжения в цепи. Обратите также внимание на резистор 100 кОм на этой конденсаторной батарее для отвода лишнего заряда, когда устройство не используется.
Резонансную частоту контура резервуара можно определить, подключив его к генератору сигналов через резистор 10 кОм и измеряя напряжение на резервуаре до тех пор, пока не будет достигнут резонанс.
При типичном запуске переменный ток на вариаторе устанавливается на низкое значение, например, 40 В. Цепь драйвера настраивается, начиная с более высокой частоты ВЫШЕ резонанса контура резервуара и медленно настраиваясь на более низкую частоту, пока не будет достигнута резонансная частота контура резервуара. В этот момент загорится зеленый светодиодный индикатор на баке, и будет слышно гудение вариатора. Настройку продолжают до тех пор, пока на шунтирующем амперметре не появится максимальный ток (рис. 2).
Важно начинать с более высокой частоты выше резонансной и медленно снижать частоту, пока не будет достигнут резонанс и не произойдет нагрев заготовки. Причина в том, что если настройка начинается с более низкой частоты на более высокую, между истоком и стоком полевого МОП-транзистора возникнут сильные скачки напряжения звонка ниже резонанса, что может привести к выходу из строя МОП-транзистора.
Предпочтительно начинать настройку, когда заготовка (нагреваемый кусок металла) уже находится в рабочей катушке.
Отсутствие заготовки в катушке приведет к очень высоким токам, протекающим через стоки полевых МОП-транзисторов, что может привести к их нагрузке. Когда устройство настроено (максимальный ток при наличии заготовки и горящем индикаторе), напряжение на вариаторе медленно увеличивается для достижения желаемого уровня нагрева. Перенастройка выполняется по мере необходимости с увеличением напряжения на вариаке для максимального нагрева заготовки.
Рис. 3 (Настройка контура резервуара со световым индикатором состояния резонанса) НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ С ВЫСОКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ
Если, например, 20 А протекает через МОП-транзисторы во время прогрева, это соответствует 22 x 20 А, протекающим через МОП-транзисторы. бак с 22-витковым трансформатором связи, т.е. 440А.
Использование токоизмерительных клещей для измерения силы тока 355 А, протекающего в контуре резервуара:
С 6-витковой рабочей катушкой величина тока, протекающего в изделии, составит 440 x 6 = приблизительно 2,6 кА! Общая емкость конденсаторной батареи, состоящей из 12 конденсаторов по 0,33 мкФ = 4 мкФ.
С 6-витковой 1,5-дюймовой рабочей катушкой это колеблется примерно на 60 кГц. Это частота, при которой схема находится в резонансе и происходит переключение нулевой точки транзисторов. Частота может быть изменена на лету, чтобы приспособить большую заготовку и т. д. Обычно для более точной настройки предпочтительнее использовать 10-витковый подстроечный резистор 20 кОм в цепи драйвера (рис. 1). Когда желаемый уровень нагрева достигнут, передача мощности может быть уменьшена и отключена либо путем расстройки, либо уменьшением напряжения на вариаке. Рабочий змеевик охлаждается за счет того, что вода течет по медным трубкам в виде непрерывного контура с помощью фонтанного насоса или просто из шланга, подключенного к крану. Если ферритовый соединительный трансформатор выбран правильно, нагрев материала соединительного трансформатора или первичной обмотки соединительного трансформатора практически отсутствует. Конденсаторы подключены (рис. 3) таким образом (я припаял свой к медной шине), что каждый из конденсаторов в блоке конденсаторов вносит одинаковый вклад в общий ток, чтобы избежать чрезмерного нагрева любого из конденсаторов.
Следовательно, рабочая катушка подключена к противоположным концам батареи конденсаторов, как показано на рисунке 3. Дальнейшее охлаждение конденсаторов может быть достигнуто с помощью принудительного воздушного охлаждения от вентилятора корпуса компьютера.0011
Давайте углубимся в детали конструкции конденсаторной батареи.
Во-первых, вам потребуются конденсаторы хорошего качества, предназначенные для использования с индукционными нагревателями и катушками Тесла, как указывалось ранее. У меня 1200 В 0,33 мкФ, купленные на Ebay (https://www.ebay.com/itm/10PCS-New-BM-Capacitor-MKPH-0-33uF-630VAC-1200VDC-for-Induction-cooker-P-30-5). /272271654633?hash=item3f64a7bee9:g:PJ4AAOSw9eVXXQsg):
Вам понадобятся 2 медные полоски примерно от 1 до 1,5 дюймов в ширину, 12–15 дюймов в длину и примерно 0,1–0,2 дюйма в толщину. Его можно легко купить в виде рулона медной полосы. Я нашел свой на EBay:
Вот как я припаял колпачки и 3/8-дюймовую медную трубку к медным полоскам, чтобы получить красивый внешний вид.
Для выполнения электрических соединений я использовал пропановую горелку и припой. Будьте осторожны, чтобы не сжечь конденсаторы горелкой во время пайки! Медная трубка диаметром 3/8 дюйма была разрезана с помощью резака для медных труб и соединена с помощью медного потового фитинга с помощью припоя для герметизации соединения. Фитинг для медных труб:
6-витковая медная рабочая катушка была изготовлена путем расчета правильной длины медной трубки 3/8″ для получения 6-витковой катушки диаметром 1,5 дюйма, а затем добавления дополнительных 20–24 дюймов для получения прямой меди диаметром 10–12 дюймов. дополнительная трубка на каждом конце катушки. Требуемая длина трубки – это отрезок (с помощью резака для медных труб, а не ножовки) рулона мягкой медной трубки, который можно приобрести в любом хозяйственном магазине. Середина отрезанного куска отмечается маркером, один конец отрезанного куска закрывается колпачком, а затем отрезанный кусок доверху засыпается песком.
Песок периодически утрамбовывают, постукивая трубкой по земле, чтобы обеспечить полное заполнение без воздушных зазоров. Затем другой конец закрывается крышкой, как только труба полностью заполняется песком. С помощью куска трубы из ПВХ или дерева с наружным диаметром 1,5 дюйма, крепко удерживаемого не менее чем двумя тисками, средняя точка заполненной песком трубы помещается на один конец трубы из ПВХ диаметром 1,5 дюйма или деревянного дюбеля, и на каждый конец наматывается 3 витка. стороне отмеченной средней точки, чтобы получить в общей сложности 6 витков с наконечниками равной длины 10-12 дюймов на 6-витковой катушке. Песок предотвращает перекручивание или коробление трубки во время намотки змеевика. Намотать катушку не так просто, как может показаться, и перед намоткой 6-витковой катушки может быть полезно потренироваться с небольшой длиной заполненной песком медной трубки. Песок удаляют из готового змеевика, снимая торцевые крышки и постукивая по нему, пока песок не высыпается из него.
Последние следы песка в змеевике можно удалить, продув их ртом или сжатым воздухом.
Схема драйвера изготовлена из обычной перфокарты и компонентов со сквозными отверстиями. Для компонентов ИС настоятельно рекомендуется использовать держатели гнезд ИС! Как упоминалось ранее, заземление отрицательной шины схемы драйвера необходимо для стабильной работы драйвера.
В схеме инвертора для этого проекта используется полумостовой инвертор. Я использовал разъемы с винтовыми клеммами, чтобы легко заменить IRFP260, вместо того, чтобы припаивать их на место. Хотя ламинированный мост с низкой индуктивностью и медной шиной или полосой является оптимальным, для данного проекта он не нужен, так как протекающие токи —
Видео нагревания кусков стали:
Видео аналогичного более крупного блока, использующего полный мост из модулей IGBT размером To247 вместо IRFP260 для нагрева кусков железа. В остальном основная конструкция IGBT такая же. Тигель Al2O3 треснул во время этого прогона, и жидкое железо начало выливаться:
прод.
— через полумост и МОП-транзисторы не такие высокие, как обычно наблюдаемые в твердотельных катушках Тесла (SSTC и DRSSTC). Большие токи возникают в цепи бака с гальванической развязкой. Обратите внимание на хороший большой радиатор для транзисторов MOSFET. Поскольку задняя часть этих МОП-транзисторов выполнена из металла и электрически сообщается с их стоками, необходимы электроизолирующие теплопроводящие прокладки радиатора, чтобы избежать короткого замыкания стоков МОП-транзисторов. Между полевым МОП-транзистором и передней панелью, а также между задней панелью и алюминиевым радиатором требуется много термопасты. Слюда — лучший материал, так как она обладает превосходной теплопроводностью, а также является отличным изолятором:
Обратите внимание на зеленый трансформатор GDT и вентилятор корпуса компьютера. Убедитесь, что вторичные выводы от GDT скручены и не слишком длинные, чтобы уменьшить паразитные радиочастотные помехи, мешающие затворам МОП-транзисторов:
Ферритовый соединительный трансформатор с 22T из многожильного провода калибра 16:
Нагревание толстого болта до возле белого каления.
Позже он расплавился и начал капать на бетонный пол:
Шунтирующий амперметр, подключенный к выходу удвоителя напряжения для точной настройки максимального резонанса и нагрева:
Регулятор частоты с маркировкой точки резонанса. Цепь генератора находится за заземленным алюминиевым листом:
Использование прерывателя на 40 А вместо предохранителя. Выключатель на 30 А мог бы быть лучше:
Схема драйвера с алюминиевыми полосовыми радиаторами, приклеенными к сдвоенным чипам драйверов UC373XX, чтобы обеспечить их охлаждение. Обратите внимание на перфорированную плату и гнезда IC:
Нагревание большой гайки. Гайку позже расплавили, подняв напряжение: 9 В.0011
Мостовой выпрямитель, охлаждаемый тем же радиатором, что и полевые МОП-транзисторы:
Вот видео на YouTube, показывающее работу блока, включая отказ блокировочного конденсатора постоянного тока, номинал которого был неверным:
https://youtu .
