Як зробити індукційний нагрівач своїми руками?

Індукційні нагрівачі працюють за принципом "отримання струму з магнетизму". У спеціальній котушці генерується змінне магнітне поле високої потужності, яке породжує вихрові електричні струми у замкнутому провіднику.

Замкнутим провідником в індукційних плитах є металевий посуд, який розігрівається вихровими електричними струмами. Загалом, принцип роботи таких приладів не складний, і за наявності невеликих знань у фізиці та електриці, зібрати індукційний нагрівач своїми руками не складе великих зусиль.

Самостійно можуть бути виготовлені такі прилади:

1. Приладидля нагрівання в опалювальному котлі.
2. Міні-печідля плавки металів.
3. Плитидля приготування їжі.

Індукційна плита своїми руками має бути виготовлена ​​з дотриманням усіх норм і правил для експлуатації даних приладів. Якщо за межі корпусу в бокових напрямках виділятиметься небезпечне для людини електромагнітне випромінювання, то використовувати такий прилад категорично забороняється.

Крім цього, велика складність при конструюванні плити полягає в підборі матеріалу для основи варильної поверхні, яке повинно задовольняти наступним вимогам:

1. Ідеально проводити електромагнітне випромінювання.
2. Не бути струмопровідним матеріалом.
3. Витримувати високе температурне навантаження.

У побутових варильних індукційних поверхнях використовується дорога кераміка, при виготовленні в домашніх умовах індукційної плити знайти гідну альтернативу такому матеріалу досить складно. Тому, для початку слід сконструювати щось простіше, наприклад, індукційну піч для загартування металів.

Інструкція з виготовлення

Креслення

Рисунок 1. Електрична схема індукційного нагрівача
Малюнок 2. Пристрій. Рисунок 3. Схема простого індукційного нагрівача

Для виготовлення печі знадобляться такі матеріали та інструменти:

• припій;
• Текстолітова плата.
• міні дриль.
• радіоелементи.
• термопасти.
• хімічні реагенти травлення плати.

Додаткові матеріали та їх особливості:

1. Для виготовлення котушки, яка випромінюватиме необхідне для нагрівання змінне магнітне поле, необхідно приготувати відрізок мідної трубки діаметром 8 мм, і довжиною 800 мм.
2. Потужні силові транзисториє найдорожчою частиною саморобної індукційної установки. Для монтажу схеми частотного генератора необхідно приготувати 2 таких елементи. Для цього підійдуть транзистори марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При виготовленні схеми використовуються 2 однакові з перерахованих польових транзисторів.
3. Для виготовлення коливального контурузнадобляться керамічні конденсатори ємністю 0,1 mF і робочою напругою 1600 В. Для того, щоб у котушці утворився змінний струм високої потужності, знадобиться 7 таких конденсаторів.
4. При роботі такого індукційного приладу, польові транзистори будуть сильно розігріватися і якщо до них не будуть приєднані радіатори з алюмінієвого сплаву, то вже через кілька секунд роботи на максимальній потужності дані елементи вийдуть з ладу. Ставити транзистори на тепловідведення слід через тонкий шар термопасти, інакше ефективність такого охолодження буде мінімальною.
5. Діоди, які використовуються в індукційному нагрівачі, обов'язково мають бути ультрашвидкої дії. Найбільш підходящими для даної схеми діоди: MUR-460; UF-4007; HER - 307.
6. Резистори, які використовуються у схемі 3: 10 ком потужністю 0,25 Вт - 2 шт. та 440 Ом потужністю – 2 Вт. Стабілітрони: 2 шт. з робочою напругою 15 В. Потужність стабілітронів повинна становити не менше ніж 2 Вт. Дросель для приєднання до силових висновків котушки використовується з індукцією.
7. Для живлення всього пристрою знадобиться блок живлення потужністю до 500 Вт. та напругою 12 – 40 В.Запитати пристрій можна від автомобільного акумулятора, але отримати найвищі показники потужності при такій напрузі не вийде.

Сам процес виготовлення електронного генератора та котушки займає небагато часу і здійснюється в такій послідовності:

1. З мідної трубиробиться спіраль діаметром 4 см. Для виготовлення спіралі слід мідну трубку накрутити на стрижень з рівною поверхнею діаметром 4 см. Спіраль повинна мати 7 витків, які не повинні торкатися. На 2 кінці трубки припаюються кільця кріплення для підключення до радіаторів транзистора.
2. Друкована плата виготовляється за схемою.Якщо є можливість поставити поліпропіленові конденсатори, то завдяки тому, що такі елементи мають мінімальні втрати і стійку роботу при великих амплітудах коливання напруг, пристрій буде працювати набагато стабільніше. Конденсатори у схемі встановлюються паралельно утворюючи з мідною котушкою коливальний контур.
3. Нагрівання металувідбувається всередині котушки, після того, як схема буде підключена до блока живлення або акумулятора. При нагріванні металу необхідно стежити, щоб не було короткого замикання обмоток пружини. Якщо торкнутися металом, що нагрівається 2 витка котушки одночасно, то транзистори виходять з ладу моментально.

Нюанси

1. При проведенні дослідів з нагрівання та загартування металів, Всередині індукційної спіралі температура може бути значною і становить 100 градусів Цельсія. Цей теплонагрівальний ефект можна використовувати для нагрівання води для побутових потреб або опалення будинку.
2. Схема нагрівача розглянутого вище (рисунок 3), При максимальному навантаженні здатна забезпечити випромінювання магнітної енергії всередині котушки рівне 500 Вт. Такої потужності недостатньо для нагрівання великого об'єму води, а спорудження індукційної котушки високої потужності вимагатиме виготовлення схеми, в якій необхідно використовувати дуже дорогі радіоелементи.
3. Бюджетним рішенням організації індукційного нагрівання рідини, є використання декількох пристроїв, описаних вище, розташованих послідовно. При цьому спіралі повинні знаходитися на одній лінії і не мати спільного металевого провідника.
4. В якостівикористовується труба з нержавіючої сталі діаметром 20 мм.На трубу «нанизуються» кілька індукційних спіралей, таким чином, щоб теплообмінник опинився в середині спіралі і не торкався її витків. При одночасному включенні 4 таких пристроїв, потужність нагріву складатиме близько 2 Квт, що вже достатньо для проточного нагрівання рідини при невеликій циркуляції води, до значень дозволяють використовувати дану конструкцію в постачанні теплою водою невеликого будинку.
5. Якщо з'єднати такий нагрівальний елемент із добре ізольованим баком, який буде розташований вище нагрівача, то в результаті вийде бойлерна система, в якій нагрівання рідини буде здійснюватися всередині нержавіючої труби, нагріта вода підніматиметься вгору, а її місце займатиме холодніша рідина.
6. Якщо площа будинку значнакількість індукційних спіралей може бути збільшена до 10 штук.
7. Потужність такого котла можна легко регулюватишляхом відключення чи включення спіралей. Чим більше одночасно включених секцій, тим більше буде потужність опалювального пристрою, що працює таким чином.
8. Для живлення такого модуля знадобиться потужний блок живлення.Якщо є інверторний зварювальний апарат постійного струму, то з нього можна виготовити перетворювач напруги необхідної потужності.
9. Завдяки тому, що система працює на постійному електричному струмі, Який не перевищує 40 В, експлуатація такого пристрою відносно безпечна, головне забезпечити в схемі живлення генератора блок запобіжників, які у разі короткого замикання знеструмлять систему, виключивши там можливість виникнення пожежі.
10. Можна таким чином організувати "безкоштовне" опалення будинку, за умови встановлення для живлення індукційних пристроїв акумуляторних батарей, заряджання яких здійснюватиметься за рахунок енергії сонця та вітру.
11. Акумулятори слід об'єднати у секції по 2 шт., підключені послідовно.В результаті напруга живлення при такому підключенні буде не менше 24 В, що забезпечить роботу котла на високій потужності. Крім цього, послідовне підключення дозволить знизити силу струму в ланцюзі та збільшити термін експлуатації акумуляторів.

1. Експлуатація саморобних пристроїв індукційного нагріванняНе завжди дозволяє виключити поширення шкідливого для людини електромагнітного випромінювання, тому індукційний котел слід встановлювати в нежитловому приміщенні та екранувати оцинкованою сталлю.
2. Обов'язково під час роботи з електрикою слід дотримуватися правил техніки безпекиі особливо це стосується мереж змінного струму напругою 220 В.
3. Як експеримент можна виготовити варильну поверхню для приготування їжіза схемою зазначеної в статті, але експлуатувати даний прилад постійно не рекомендується через недосконалість самостійного виготовлення екранування даного пристрою, через це можлива дія на організм людини шкідливого електромагнітного випромінювання, здатного негативно позначитися на здоров'ї.