DIY kraftfuld induktionsvarmer: 12 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Induktionsvarmere er bestemt en af de mest effektive måder at opvarme metalgenstande på især jernholdige metaller. Det bedste ved denne induktionsvarmer er, at du ikke behøver at have fysisk kontakt med objektet, der skal opvarmes.

Der er mange induktionsvarmesæt til rådighed online, men hvis du vil lære det grundlæggende ved induktionsopvarmning og vil bygge en, der ser ud og fungerer præcis som en high -end, skal du fortsætte med at følge denne instruktive, da jeg vil vise dig, hvordan en induktion varmelegeme fungerer, og hvor du kan skaffe dit materiale til at bygge et til dig selv, der ligner et professionelt.

Lad os komme igang…

Trin 1: Koncept bag induktionsopvarmning

Der er flere metoder til opvarmning af metaller, hvoraf den ene er induktionsopvarmning. Som navnet på metoden refererer, genereres varmen i materialet ved hjælp af elektrisk induktion.

Elektrisk induktion finder sted inden i materialet, da magnetfeltet omkring det ændrer sig kontinuerligt, hvilket resulterer i induktion af hvirvelstrømme i det materiale, der placeres inde i spolen. Således forårsager øjeblikkelig opvarmning og effekten er mest fremtrædende i jernholdige metaller på grund af dets højere reaktion på magnetiske kræfter.

Du kan få mere dybtgående oversigt på wikipedia:

da.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Trin 2: Printkort og komponenter

Da jeg kommer til at bruge et batteri/ strømforsyning, der giver os en effekt på 12v DC, der ikke er tilstrækkelig nok til at producere induktion, da magnetfeltet, der produceres i induktionsspolen på grund af jævnstrøm, er et konstant magnetfelt. Så opgaven her er at konvertere denne DC -spænding til vekselstrøm, som dermed vil producere induktion.

Så jeg har designet et oscillator kredsløb, der producerer vekselstrøm udgang med firkantbølge på næsten 20 KHz frekvens. Kredsløbet bruger fire IRF540 N-Channel mosfets til ofte at skifte strømmen i skiftevis retning. For sikkert at håndtere større mængder strømme har jeg brugt et par mosfets i hver kanal.

Da vi kommer til at beskæftige os med en større mængde strømme, er et perfboard bestemt ikke en pålidelig og naturligvis ikke en pæn mulighed. Så jeg besluttede at gå med en meget pålidelig mulighed, der er et printkort. Det lyder måske som en dyr løsning, men med den tanke i tankerne stødte jeg på JLCPCB.com

Disse fyre tilbyder print af høj kvalitet til fremragende priser. Jeg har bestilt 10 printkort til induktionsvarmeren, og som den første ordre tilbyder disse fyre alt det på kun 2 $ inklusive forsendelsesomkostninger ved dørtrinnet.

Kvaliteten er førsteklasses, som du kan se på billederne. Så sørg for at tjekke deres hjemmeside.

Trin 3: Bestilling af printkort

Processen med at bestille PCB er stille og enkel. Først skal du besøge jlcpcb.com. For at få et øjeblikkeligt tilbud er alt du skal gøre at uploade din Gerber -fil til PCB'erne, og en de er færdige med at uploade, kan du gå igennem indstillingen nedenfor.

Jeg har også tilføjet dig Gerber -fil til PCB i dette trin, så sørg for at tjekke det ud.

Trin 4: Komplementære dele

Jeg er begyndt at samle PCB med små komplementære dele, som indeholder modstande og et par dioder.

R1, R2 er 10k modstande. R3 og R4 er 220Ohm modstande.

D1 og D2 er UF4007 -dioder (UF står for Ultra Fast), erstat dem ikke med 1N4007 -dioder, da de vil sprænge. D3 og D4 er zenerdioder 1N821.

Sørg for at placere den rigtige komponent på det rigtige sted og også placere dioderne i den rigtige retning som vist på printkortet.

Trin 5: MOSFET'er

For at håndtere store mængder strømafløb besluttede jeg at gå med N-Channel MOSFET'er. Jeg har brugt et par IRF540N MOSFET på hver side. Hver af dem er ratet til 100 Vd og op til 33 A ved kontinuerlig strømafløb. Da vi kommer til at forsyne denne induktionsvarmer med 15VDC, lyder 100 Vds måske en overkillelse, men faktisk er det ikke, da de pigge, der genereres under højhastighedsskift, let kan springe op til disse grænser. Så bedre at gå med endnu højere Vds -ratting.

For at sprede overskydende varme har jeg fastgjort varmekøler i aluminium til hver af dem.

Trin 6: Kondensatorer

Kondensatorerne spiller en vigtig rolle for at opretholde en ønskelig udgangsfrekvens, som i tilfælde af induktionsopvarmning foreslås ved næsten 20KHz. Denne udgangsfrekvens er et resultat af kombinationen af induktion og kapacitans. Så du kan bruge en LC -frekvensberegner til at beregne din ønskede kombination.

Det er godt at have mere kapacitans, men husk altid, at vi skal hente udgangsfrekvensen et sted nær 20KHz.

Så jeg besluttede at gå med WIMA MKS 400VAC 0.33uf ikke-polære kondensatorer. Faktisk var jeg ude af stand til at finde højere spændingsrating for disse kondensatorer, så sidstnævnte hævede de op, og jeg var nødt til at erstatte dem med nogle andre ikke -polære kondensatorer, der rottes ved 800VAC.

Der er to af dem forbundet parallelt.

Trin 7: Induktorer

Da det er svært at finde induktorer med høj strøm, besluttede jeg at bygge det af mig selv. Jeg har fået en gammel ferritkerne fra gammelt computerskrot med følgende dimensioner:

Udvendig diameter: 30 mm

Indvendig diameter: 18 mm

Bredde: 13 mm

Det er ikke nødvendigt at få en nøjagtig størrelse ferritkerne, men målet her er at få et par induktorer, der kan give en induktans på næsten 100 Micro Henry. Til det har jeg brugt 1,2 mm isoleret kobbertråd til at vikle spolerne, så hver af dem har 30 omdrejninger. Denne konfiguration udsættes for at producere den nødvendige induktans. Sørg for at gøre viklingerne så stramme som muligt, da det ikke anbefales at have mere mellemrum mellem kernen og tråden.

Efter at have viklet induktorerne, har jeg fjernet de isolerede belægninger fra begge ender af ledningen, så de er klar til at blive loddet videre til printet.

Trin 8: Køleventilator

For at fjerne varmen fra MOSFET'erne har jeg monteret en 12v pc -blæser lige over aluminiumskølerne ved hjælp af lidt varm lim. Ventilatoren tilsluttes derefter indgangsterminalerne, så hver gang du tænder for induktionsvarmeren, vil ventilatorerne automatisk tænde for at afkøle MOSFET'erne.

Da jeg kommer til at drive denne induktionsvarmer ved hjælp af en 15VDC forsyning, så har jeg tilføjet en 10 OHM 2 watt modstand for at sænke spændingen til den sikre grænse.

Trin 9: Stik til udgangsspole

For at tilslutte udgangsspolen til induktionsvarmekredsløbet har jeg lavet et par luger på printkortet ved hjælp af en vinkelsliber. Senere har jeg nedbrudt et XT60 -stik for at bruge dets ben til udgangsterminalerne. Hver af disse stifter skubber pasform inde i output -kobberspiralen.

Trin 10: Induktionsspole

Induktionsspolen er fremstillet ved hjælp af et kobberrør med en diameter på 5 mm, der almindeligvis bruges i klimaanlæg og køleskabe. For at vinde outputspolen perfekt har jeg brugt en paprulle, der måler næsten en tomme i diameter. Jeg har givet 8 omgange til spolen, som skabte en bredde af spolen, så den passer præcist til output bullet -stik.

Sørg for at spole tålmodigt, da du kan ende med at bøje røret og forårsage en buler i det. Når du er færdig med at vikle spolen, skal du sørge for, at der ikke er kontakt mellem væggene i to på hinanden følgende omdrejninger.

Til denne spole har du brug for 3 fod kobberrør.

Trin 11: Strømforsyning

For at drive denne induktionsvarmer vil jeg bruge en server strømforsyning, der er ratet til 15v og kan levere op til 130 ampere strøm. Men du kan bruge en hvilken som helst 12v kilde, f.eks. Et bilbatteri eller en pc -strømforsyning.

Sørg for at tilslutte indgangen med den rigtige polaritet.

Trin 12: Endelige resultater

Da jeg drev denne induktionsvarmer ved 15v, skal den trække næsten 0,5 Amp -strøm uden at noget er placeret inde i spolen. Til testkørslen har jeg indsat en træskrue, og pludselig begynder det at lugte, som om den bliver opvarmet. Strømtrækningen begynder også at stige, og med skruen helt indsat i spolen ser det ud til at trække næsten 3 ampere strøm. På bare et minut bliver det rødt varmt.

Senere har jeg indsat en skruetrækker inde i spolen, og induktionsvarmeren opvarmede den til rødglødende med næsten 5 ampere strømforbrug ved 15v, hvilket summerer til 75 watt induktionsvarme.

Generelt synes induktionsopvarmning at være en god måde til effektivt at opvarme en jernholdig metalstang, og det er mindre farligt i forhold til andre metoder.

Der er mange nyttige ting, der kan gøres ved hjælp af denne opvarmningsmetode.

Hvis du kan lide dette projekt, så glem ikke at besøge og abonnere på min youtube -kanal for flere kommende projekter.

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

Hilsen.

DIY konge