Galingas „pasidaryk pats“indukcinis šildytuvas: 12 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Indukciniai šildytuvai neabejotinai yra vienas iš efektyviausių metalinių objektų, ypač juodųjų metalų, šildymo būdų. Geriausia šio indukcinio šildytuvo dalis yra ta, kad jums nereikia turėti fizinio kontakto su šildomu objektu.

Internete galima rasti daug indukcinių šildytuvų rinkinių, bet jei norite išmokti indukcinio šildymo pagrindų ir norite sukurti tokį, kuris atrodytų ir veiktų lygiai taip pat, kaip aukščiausios klasės, tada tęskite šią instrukciją, nes parodysiu, kaip indukcija šildytuvas veikia ir kur galite įsigyti savo medžiagos, kad sukurtumėte sau tokią, kuri atrodo kaip profesionali.

Pradėkime…

1 žingsnis: koncepcija už indukcinio šildymo

Yra keletas metalų šildymo būdų, vienas iš jų yra indukcinis. Kaip nurodo metodo pavadinimas, šiluma medžiagoje susidaro naudojant elektrinę indukciją.

Elektrinė indukcija vyksta medžiagoje, nes aplink ją esantis magnetinis laukas nuolat kinta, todėl medžiagoje, kuri dedama į ritę, atsiranda sūkurinės srovės. Dėl to akimirksniu įkaista ir poveikis yra ryškiausias juodųjų metalų dėl didesnio atsako į magnetines jėgas.

Išsamesnę apžvalgą galite rasti Vikipedijoje:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

2 žingsnis: spausdintinė plokštė ir komponentai

Kadangi aš ketinu naudoti akumuliatorių/ maitinimo šaltinį, kuris suteikia mums 12 V nuolatinės srovės išėjimą, kurio nepakanka indukcijai gaminti, nes magnetinis laukas, sukurtas indukcinėje ritėje dėl nuolatinės srovės, yra pastovus magnetinis laukas. Taigi užduotis yra šią nuolatinę įtampą paversti kintamąja srove, kuri sukels indukciją.

Taigi aš sukūriau osciliatoriaus grandinę, kuri sukuria kintamosios srovės išėjimą, kurio kvadratinė banga yra beveik 20 KHz. Grandinėje naudojami keturi IRF540 N kanalų mosfetai, dažnai keičiantys srovę kintančia kryptimi. Kad galėčiau saugiai valdyti didesnį srovių kiekį, kiekviename kanale naudojau porą mosfetų.

Kadangi mes ketiname susidoroti su didesniu srovių kiekiu, tai „perfboard“tikrai nėra patikimas ir, žinoma, ne tvarkingas pasirinkimas. Taigi nusprendžiau pasirinkti daug patikimesnį variantą - spausdintinę plokštę. Tai gali atrodyti kaip brangus pasirinkimas, tačiau turint omenyje šią mintį, susidūriau su JLCPCB.com

Šie vaikinai siūlo aukštos kokybės PCB už puikią kainą. Aš užsisakiau 10 PCB indukciniam šildytuvui ir kaip pirmąjį užsakymą šie vaikinai siūlo viską tik už 2 USD, įskaitant siuntimo kainą durų žingsnyje.

Kokybė yra aukščiausios kokybės, kaip matote nuotraukose. Taigi būtinai peržiūrėkite jų svetainę.

3 žingsnis: PCB užsakymas

PCB užsakymo procesas yra ramus ir paprastas. Pirmiausia turite apsilankyti jlcpcb.com. Norėdami gauti tiesioginę citatą, viskas, ką jums reikia padaryti, tai įkelti savo Gerber failą, skirtą PCB, ir kai jie bus įkelti, galite pasirinkti toliau pateiktą parinktį.

Šiame etape taip pat pridėjau jūsų Gerber failą PCB, todėl būtinai jį patikrinkite.

4 žingsnis: papildomos dalys

Aš pradėjau surinkti PCB su mažomis papildomomis dalimis, kuriose yra rezistoriai ir pora diodų.

R1, R2 yra 10k rezistoriai. R3 ir R4 yra 220 omų rezistoriai.

D1 ir D2 yra UF4007 diodai (UF reiškia „Ultra Fast“), nepakeiskite jų 1N4007 diodais, nes jie susprogs. D3 ir D4 yra „Zener“diodai 1N821.

Įsitikinkite, kad įdėjote tinkamą komponentą tinkamoje vietoje, o taip pat diodus teisinga kryptimi, kaip parodyta PCB.

5 žingsnis: MOSFET

Kad galėčiau sutvarkyti daug srovės, nutariau naudoti N kanalo MOSFET. Kiekvienoje pusėje naudoju porą IRF540N MOSFET. Kiekvienas iš jų yra 100 Vds ir nepertraukiamo srovės nutekėjimo iki 33 amperų. Kadangi ketiname maitinti šį indukcinį šildytuvą su 15 V nuolatinės srovės įtampa, 100 Vds gali atrodyti pernelyg žudantis, tačiau iš tikrųjų taip nėra, nes spygliai, susidarantys perjungiant greitį, gali lengvai peržengti šias ribas. Taigi geriau eiti su dar didesniu Vds raging.

Norėdami išsklaidyti šilumos perteklių, prie kiekvieno iš jų pritvirtinau aliuminio radiatorius.

6 žingsnis: kondensatoriai

Kondensatoriai atlieka svarbų vaidmenį palaikant pageidaujamą išėjimo dažnį, kuris indukcinio šildymo atveju siūlomas beveik 20KHz dažniu. Šis išėjimo dažnis yra indukcijos ir talpos derinio rezultatas. Taigi norimam deriniui apskaičiuoti galite naudoti LC dažnio skaičiuotuvą.

Gerai turėti daugiau talpos, tačiau visada turėkite omenyje, kad išėjimo dažnį turime gauti kažkur netoli 20KHz.

Taigi nusprendžiau eiti su WIMA MKS 400VAC 0.33uf nepoliniais kondensatoriais. Tiesą sakant, šiems kondensatoriams nepavyko rasti didesnės įtampos, todėl pastarieji išsipūtė, ir aš turėjau juos pakeisti kitais, ne poliniais kondensatoriais, kurių įtampa yra 800 VAC.

Yra du iš jų lygiagrečiai sujungti.

7 žingsnis: induktoriai

Kadangi sunku rasti didelės srovės induktorius, nusprendžiau jį pasigaminti pats. Aš turiu seną ferito šerdį iš seno kompiuterio laužo, kurio matmenys:

Išorinis skersmuo: 30 mm

Vidinis skersmuo: 18 mm

Plotis: 13 mm

Nebūtina gauti tikslaus dydžio ferito šerdies, tačiau tikslas yra gauti porą induktorių, galinčių užtikrinti beveik 100 „Micro Henry“induktyvumą. Tam aš naudoju 1,2 mm izoliuotą varinę vielą, kad suvyniotų ritinius taip, kad kiekvienas iš jų turėtų 30 apsisukimų. Ši konfigūracija sukuria reikiamą induktyvumą. Įsitikinkite, kad apvijos padarytos kuo griežtesnės, nes nerekomenduojama, kad tarp šerdies ir vielos būtų daugiau tarpo.

Apvijęs induktorius, pašalinau izoliuotas dangas iš abiejų vielos galų, kad jos būtų paruoštos lituoti prie PCB.

8 žingsnis: aušinimo ventiliatorius

Norėdami išsklaidyti šilumą iš MOSFET, aš sumontavau 12 voltų kompiuterio ventiliatorių tiesiai virš aliuminio radiatorių, naudodami karštus klijus. Ventiliatorius prijungiamas prie įvesties gnybtų, kad įjungus indukcinį šildytuvą, ventiliatoriai automatiškai įsijungtų ir atvėsintų MOSFET.

Kadangi aš pradėsiu maitinti šį indukcinį šildytuvą, naudodamas 15 V nuolatinės srovės šaltinį, todėl pridėjau 10 OHM 2 vatų rezistorių, kad įtampa sumažėtų iki saugios ribos.

9 veiksmas: išvesties ritės jungtys

Norėdami prijungti išėjimo ritę prie indukcinio šildymo kontūro, aš padariau porą liukų ant PCB, naudodami kampinį šlifuoklį. Vėliau aš sugadinau XT60 jungtį, kad jos kaiščiai būtų naudojami išvesties gnybtams. Kiekvienas iš šių kaiščių stumiamas į išvesties vario ritę.

10 žingsnis: indukcinė ritė

Indukcinė ritė pagaminta naudojant 5 mm skersmens varinį vamzdį, kuris dažniausiai naudojamas oro kondicionieriuose ir šaldytuvuose. Norėdami puikiai suvynioti išėjimo ritę, aš panaudojau beveik colio skersmens kartoninį ritinį. Aš padariau 8 apsisukimus į ritę, kuri sukūrė ritės plotį, kad tiksliai tilptų į išėjimo kulkų jungtis.

Įsitikinkite, kad ritė yra kantri, nes galite sulenkti vamzdį ir sukelti įlenkimą. Be to, po ritės apvyniojimo įsitikinkite, kad tarp dviejų iš eilės einančių sienų nėra kontakto.

Šiai ritei jums reikia 3 pėdų vario vamzdžio.

11 žingsnis: maitinimo šaltinis

Norėdami įjungti šį indukcinį šildytuvą, aš naudosiu serverio maitinimo šaltinį, kurio įtampa yra 15 V, ir gali tiekti iki 130 amperų srovę. Bet jūs galite naudoti bet kurį 12 V šaltinį, pvz., Automobilio akumuliatorių ar kompiuterio maitinimo šaltinį.

Įsitikinkite, kad įvestis prijungta tinkamu poliškumu.

12 žingsnis: galutiniai rezultatai

Kai įjungiau šį indukcinį šildytuvą esant 15 V įtampai, jis gali pritraukti beveik 0,5 ampero srovę, nieko neįdėjus į ritę. Bandymui pakišau medinį varžtą ir staiga ima kvepėti, nes jis įkaista. Srovės stipris taip pat pradeda didėti, o kai varžtas yra visiškai įkištas, atrodo, kad jis pritraukia beveik 3 amperus srovės. Vos per minutę jis įkaista raudonai.

Vėliau į ritės vidų įdėjau atsuktuvą, o indukcinis šildytuvas įkaitino iki raudonos spalvos, beveik 5 amperų srovės, esant 15 V įtampai, o tai sudaro iki 75 vatų indukcinio šildymo.

Apskritai atrodo, kad indukcinis šildymas yra geras būdas efektyviai šildyti juodųjų metalų strypą ir yra mažiau pavojingas, palyginti su kitais metodais.

Naudojant šį šildymo metodą galima padaryti daug naudingų dalykų.

Jei jums patinka šis projektas, nepamirškite apsilankyti ir užsiprenumeruoti mano „YouTube“kanalą, kad gautumėte daugiau būsimų projektų.

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

Pagarbiai.

„Pasidaryk pats“karalius