Як зробити індукційний нагрівач своїми руками за схемою

Прилади, що здійснюють нагрівання за рахунок електрики, а не газу, безпечні та зручні. Такі нагрівачі не виробляють кіптяви та неприємного запаху, але споживають велику кількість електроенергії. Відмінний вихід – зібрати індукційний нагрівач своїми руками. Це і економія коштів, і внесок у бюджет сім'ї. Існує багато простих схем, якими індуктор можна зібрати самостійно.

Для того, щоб було легше розібратися в схемах і правильно зібрати конструкцію, незайвим буде зазирнути в історію електрики. Способи нагріву металевих конструкцій електромагнітним струмом котушки широко використовуються у промисловому виготовленні побутових приладів – котлів, нагрівачів та плит. Виявляється, можна зробити робочий та довговічний індукційний нагрівач своїми руками.

Принцип роботи пристроїв

Принцип роботи пристроїв

Знаменитий британський вчений ХІХ століття Фарадей протягом 9 років проводив дослідження, щоб перетворити магнітні хвилі на електрику. У 1931 році нарешті було здійснено відкриття, що отримало назву електромагнітна індукція. Дротова обмотка котушки, в центрі якої знаходиться сердечник з металу, що магнітиться, створює магнітне поле під силою змінного струму. Під дією вихрових потоків осердя нагрівається.

Важливий нюанс - нагрівання відбудеться, якщо змінний струм, що живить котушку, змінюватиме вектор та знак поля на високих частотах.

Відкриття Фарадея стали застосовувати як у промисловості, так і при виготовленні саморобних двигунів та електронагрівачів. Першу плавильню на основі вихрового індуктора відкрили 1928 року в Шеффілді. Пізніше за тим же принципом обігрівали цехи заводів, а для нагрівання води металевих поверхонь знавці збирали індуктор своїми руками.

Схема тогочасного пристрою дійсна і сьогодні. Класичний приклад - індукційний котел, у складі якого є:

• металевий сердечник;
• корпус;
• теплової ізоляції.

Менша вага, розмір і вищий ККД здійснюються за рахунок тонких сталевих труб, що служать основою сердечника. У кухонних плитках індуктором виступає сплющена котушка, розташована поблизу варильної панелі.

Особливості схеми для прискорення частоти струму такі:

• промислова частота 50 Гц не підходить для саморобних приладів;
• пряме підключення індуктора до мережі призведе до гулу та слабкого нагрівання;
• ефективне нагрівання здійснюється за частоти 10 кГц.

Складання за схемами

Зібрати індуктивний нагрівач своїми руками може будь-яка людина, знайома із законами фізики. Складність пристрою варіюватиметься від ступеня підготовленості та досвідченості майстра.

Існує безліч відеоуроків, дотримуючись яких можна створити ефективний пристрій. Практично завжди необхідно використовувати такі основні складові:

• сталевий дріт діаметром 6-7 мм;
• мідний дріт для котушки індуктивності;
• сітка з металу (для утримання дроту усередині корпусу);
• перехідники;
• труби для корпусу (з пластику чи сталі);
• Високочастотний інвертор.

Цього буде достатньо для збирання індукційної котушки своїми руками, адже саме вона знаходиться в основі проточного водонагрівача. Після підготовки необхідних елементів можна підходити безпосередньо до процесу виготовлення апарату:

• нарізати дріт на відрізки 6-7 см;
• металевою сіткою покрити внутрішню частину труби та засипати дріт догори;
• аналогічно закрити отвір труби ззовні;
• намотати на пластиковий корпус мідний дріт не менше 90 разів для котушки;
• вставити конструкцію у систему опалення;
• за допомогою інвертора підключити котушку до електрики.

Бажано заземлити інвертор і приготувати антифриз або воду.

За схожим алгоритмом можна легко зібрати індукційний котел, навіщо слід:

• нарізати заготовки із сталевої труби 25 на 45 мм зі стінкою не товщі за 2 мм;
• зварити їх один з одним, з'єднуючи меншими діаметрами між собою;
• приварити залізні кришки до торців та просвердлити отвори для патрубків з різьбленням;
• зробити кріплення для індукційної пічки, приваривши з одного боку два куточки;
• вставити варильну панель у кріплення з куточків та підключити до електромережі;
• внести в систему теплоносій та включити нагрівання.

Багато індукторів працюють на потужності не вище 2 – 2,5 кВт. Такі обігрівачі розраховані на приміщення 20 – 25 м². Якщо генератор використовують у автосервісі, можна підключити його до зварювального апарату, але важливо враховувати певні нюанси:

• Необхідний змінний струм, а не постійний як інвертор. Зварювальний апарат доведеться досліджувати наявність точок, де напруга немає прямої спрямованості.
• Кількість витків до дроту більшого перерізу підбирається математичним обчисленням.
• Потрібно охолодження працюючих елементів.

Створення ускладнених приладів

Зробити нагрівальну установку ТВЧ своїми руками складніше, але це підвладне радіоаматорам, адже для її збору буде потрібна схема мультивібратора. Принцип роботи аналогічний - вихрові струми, що виникають із взаємодії металевого наповнювача в центрі котушки та її власного високомагнітного поля, нагрівають поверхню.

Конструювання ТВЧ-установок

Оскільки навіть невеликого розміру котушки виробляють струм близько 100 А, разом з ними потрібно підключити ємність, що резонує, для врівноваження індукційної тяги. Існує 2 види робочих схем для нагрівальної ТВЧ в 12 В:

• підключена до мережі.

• цілеспрямована електрична;
• підключена до мережі.

У першому випадку міні ТВЧ-установку можна зібрати за годину. Навіть за відсутності мережі 220 В можна використовувати такий генератор де завгодно, але за наявності автомобільних акумуляторів як джерел живлення. Звичайно, вона недостатньо потужна, щоб плавити метал, але здатна нагрітися до високих температур, необхідних для дрібної роботи, наприклад нагрівання ножів і викруток до синього кольору. Для її створення необхідно придбати:

• польові транзистори BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• автомобільний акумулятор від 70 А/год;
• Високовольтні конденсатори.

Струм джерела живлення 11 А в процесі нагрівання знижується до 6 А через опір металу, але необхідність у товстих проводах, що витримують струм 11-12 А, зберігається, щоб уникнути їх перегріву.

Друга схема для індукційної установки нагріву в пластиковому корпусі складніша, на основі драйвера IR2153, але по ній зручніше вибудувати резонанс по регулятору в 100к. Керувати схемою необхідно через адаптер мережі з напругою від 12 В. Силову частину можна підвести безпосередньо до основної мережі 220 В, використовуючи діодний міст. Частота резонансу виходить 30 кГц. Потрібні такі елементи:

• феритовий сердечник 10 мм та дросель 20 витків;
• мідна трубка як котушка ТВЧ в 25 витків на оправлення 5-8 см;
• конденсатори 250 V.

Вихрові нагрівачі

Більш потужну установку, здатну гріти болти до жовтого кольору, можна зібрати за простою схемою. Але під час роботи виділення тепла буде досить великим, тому рекомендується встановлювати радіатори на транзистори. Також буде потрібно дросель, запозичити який можна з блоку живлення будь-якого комп'ютера, і такі допоміжні матеріали:

• сталевий феромагнітний провід;
• мідний дріт 1,5 мм;
• польові транзистори та діоди під зворотну напругу від 500 В;
• стабілітрони потужністю 2-3 Вт з розрахунком на 15 В;
• прості резистори.

Залежно від бажаного результату, намотування дроту на мідну основу становить від 10 до 30 витків. Далі йде складання схеми та підготовка котушки-основи нагрівача приблизно з 7 витків мідного дроту 1,5 мм. Вона підключається до схеми, та був до електрики.

Умільці, знайомі зі зварюванням та керуванням трифазним трансформатором, здатні ще більше підвищити ККД пристрою при одночасному зниженні ваги та розміру. Для цього потрібно зварити основи двох труб, які послужать як сердечником, так і нагрівачем, а в корпус після обмотки вварити два патрубки для здійснення підведення та відведення теплоносія.

Орієнтуючись на схеми, можна досить швидко зібрати індуктори різної потужності для нагрівання води, металів, обігріву будинку, гаража та автосервісу. Необхідно пам'ятати і про правила безпеки для ефективної служби нагрівачів такого типу, адже витік теплоносія із саморобного пристрою може закінчитися пожежею.

Є певні умови організації роботи:

• відстань між індукційним котлом, стінами, електроприладами має бути не менше 40 см, а від підлоги та стелі краще відступити 1 м;
• за допомогою манометра та пристрою зі скидання повітря забезпечується система безпеки за вихідним патрубком;
• користуватися пристроями бажано у закритих контурах із примусовою циркуляцією теплоносія;
• можливе застосування у пластикових трубопроводах.

Самостійне збирання індукційних генераторів обійдеться недорого, але й не безкоштовно, адже потрібні комплектуючі досить гарної якості. Якщо людина не має спеціальних знань і досвіду в радіотехніці та зварюванні, то не варто самостійно збирати обігрівач для великої площі, адже потужність нагріву не перевищить 2,5 кВт.

Однак самостійне складання індуктора може розглядатися як самоосвіта та підвищення кваліфікації господаря будинку на практиці. Можна почати з невеликих приладів за простими схемами, а оскільки принцип дії в більш складних пристроях той самий, тільки додаються додаткові елементи та перетворювачі частоти, то й освоїти його поетапно буде легко та цілком бюджетно.

Вконтакте