Домаћи вртложни индукциони грејач из инвертера за заваривање

Купите делове на Алиекпресс-у

Уређаји који се греју на струју уместо на гас су безбедни и практични. Такви грејачи не производе чађ и непријатне мирисе, али троше велику количину електричне енергије. Одличан излаз је да саставите индукциони грејач сопственим рукама. Ово штеди новац и доприноси породичном буџету. Постоји много једноставних шема према којима се индуктор може самостално саставити.

Да бисмо лакше разумели кола и правилно саставили структуру, било би корисно погледати историју електричне енергије. Методе загревања металних конструкција струјом електромагнетног намотаја се широко користе у индустријска производња апарата за домаћинство - бојлери, грејалице и пећи.Испоставило се да можете направити радни и издржљиви индукциони грејач сопственим рукама.

Принцип рада уређаја

Принцип рада уређаја

Чувени британски научник из 19. века Фарадеј провео је 9 година у истраживању претварања магнетних таласа у електричну енергију. Године 1931. коначно је направљено откриће, названо електромагнетна индукција. Жичани намотај завојнице, у чијем центру се налази језгро од магнетног метала, ствара магнетно поље под снагом наизменичне струје. Под дејством вртложних токова, језгро се загрева.

Фарадејево откриће почело је да се користи и у индустрији иу производњи домаћих мотора и електричних грејача. Прва ливница заснована на вортекс индуктору отворена је 1928. године у Шефилду. Касније су, по истом принципу, загрејане и радионице фабрика, а за загревање воде, металних површина, познаваоци су својим рукама саставили индуктор.

Шема уређаја тог времена важи и данас. Класичан пример је индукциони котао, који укључује:

• метално језгро;
• Рам;
• топлотна изолација.

Карактеристике кола за убрзавање фреквенције струје су следеће:

• индустријска фреквенција од 50 Хз није погодна за кућне уређаје;
• директно повезивање индуктора на мрежу ће довести до брујања и ниског загревања;
• ефективно загревање се врши на фреквенцији од 10 кХз.

Монтажа према шемама

Свако ко је упознат са законима физике може саставити индуктивни грејач сопственим рукама. Сложеност уређаја ће варирати од степена припремљености и искуства мајстора.

Постоји много видео туторијала, пратећи које можете креирати ефикасан уређај. Готово увек је неопходно користити следеће основне компоненте:

• челична жица пречника 6-7 мм;
• бакарна жица за индуктор;
• метална мрежа (за држање жице унутар кућишта);
• адаптери;
• цеви за тело (од пластике или челика);
• претварач високе фреквенције.

Ово ће бити довољно да сопственим рукама саставите индукциони калем, а она је у срцу тренутног бојлера. Након припреме потребних елемената можете ићи директно на процес производње уређаја:

• исеците жицу на сегменте од 6-7 цм;
• покријте унутрашњост цеви металном мрежом и напуните жицу до врха;
• на сличан начин затворите отвор цеви споља;
• намотајте бакарну жицу око пластичног кућишта најмање 90 пута за калем;
• уметните структуру у систем грејања;
• користећи инвертер, спојите завојницу на струју.

Према сличном алгоритму, лако можете саставити индукциони котао, за који би требало да:

• изрезати празне делове од челичне цеви 25 до 45 мм са зидом не дебљим од 2 мм;
• заварите их заједно, повезујући их са мањим пречникима;
• заварите гвоздене поклопце до крајева и избушите рупе за цеви са навојем;
• направите носач за индукциону пећ заваривањем два угла на једној страни;
• уметните плочу за кување у носач из углова и прикључите се на електричну мрежу;
• додајте расхладну течност у систем и укључите грејање.

Многи индуктори раде на снази не већој од 2 - 2,5 кВ. Такви грејачи су дизајнирани за просторију од 20 - 25 м²

Ако се генератор користи у ауто сервису, можете га повезати са апаратом за заваривање, али је важно узети у обзир одређене нијансе:

• Потребан вам је АЦ, а не ДЦ као инвертер. Апарат за заваривање ће морати да се испита на присуство тачака где напон нема директан правац.
• Број завоја до жице већег попречног пресека бира се математичким прорачуном.
• Биће потребно хлађење радних елемената.

О принципу индуктивног грејања

Прво, хајде да објаснимо како функционишу електрични индукциони грејачи. Наизменична струја, пролазећи кроз завоје завојнице, формира око ње електромагнетно поље. Ако се унутар намотаја постави магнетно метално језгро, онда ће се загрејати вртложним струјама које настају под утицајем поља. То је цео принцип.

Сам грејни елемент се назива индуктор и главни је део инсталације. У котловима за грејање то је челична цев у којој тече расхладна течност, ау кухињским шпоретима то је равна завојница што је могуће ближе рингли, као што је приказано на слици испод.

Други део индукциони грејач - дијаграм, повећавајући фреквенцију струје. Поента је да напон индустријска фреквенција 50 Хз неприкладан за такве уређаје. Ако спојите индуктор директно на мрежу, онда ће почети да снажно зуји и лагано загрева језгро, а заједно са намотајима. Да би се електрична енергија ефикасно претворила у топлоту и потпуно је пренела на метал, фреквенција се мора повећати на најмање 10 кХз, што електрично коло ради.

Које су стварне предности индукционих котлова у односу на грејне елементе и електродне котлове:

1. Део који загрева воду је једноставан комад цеви који не учествује у електрохемијским процесима (као код електродних генератора топлоте). Стога је радни век индуктора ограничен само перформансама завојнице и може да достигне 10-20 година.
2. Из истог разлога, елемент је подједнако „пријатељ“ са свим врстама расхладних течности - водом, антифризом, па чак и моторним уљем, нема разлике.
3. Унутрашњост индуктора није прекривена каменцем током рада.

Предности и мане индукционих уређаја за загревање воде

Уређај има прилично једноставан дизајн и не захтева посебну документацију која дозвољава употребу и инсталацију. Индукциони бојлер има висок степен ефикасности и оптималну поузданост за корисника. Када га користите као котао за грејање, не морате ни да инсталирате пумпу, јер вода тече кроз цеви због конвекције (када се загрева, течност се практично претвара у пару).

Такође, уређај има низ предности, што га разликује од других врста бојлера. Дакле, индукциони грејач:

У индукционим грејачима вода постаје врућа због цеви кроз коју протиче, а ова друга се загрева услед индукционе струје коју ствара калем.

• много јефтинији од својих колега, такав уређај се лако може саставити независно;
• потпуно нечујан (иако калем вибрира током рада, ова вибрација није приметна за особу);
• вибрира током рада, због чега се прљавштина и каменац не лепе за његове зидове и стога их не треба чистити;
• има генератор топлоте који се лако може заптити због принципа рада: расхладна течност је унутар грејног елемента и енергија се преноси на грејач кроз електромагнетно поље, контакти нису потребни; стога, заптивна гума, заптивке и други елементи који се могу брзо покварити или цурити неће бити потребни;
• једноставно нема шта да се разбије у генератору топлоте, јер се вода загрева обичном цеви, која не може да се поквари или изгори, за разлику од грејног елемента;

Не заборавите да ће одржавање индукционог грејача бити много јефтиније од котла или гасног котла. Уређај има минимум делова који скоро никада не покваре.

Упркос великом броју предности, индукциони бојлер има низ недостатака:

• први и најболнији за власнике је рачун за струју; уређај се не може назвати економичним, тако да морате платити пристојну количину времена за његову употребу;
• друго, уређај се веома загрева и загрева не само себе, већ и околни простор, па је боље да не додирујете тело генератора топлоте током његовог рада;
• треће, уређај има изузетно високу ефикасност и расипање топлоте, стога, када га користите, обавезно инсталирајте температурни сензор, иначе систем може експлодирати.

Предности јединица индукционог типа

Несумњиве предности ове врсте уређаја за грејање куће укључују следеће карактеристике:

• ефикасност - прерада електричне енергије у топлоту се одвија скоро потпуно без значајних губитака;
• једноставност употребе - није потребно стално одржавање јединица овог типа;
• компактне димензије - индукциони бојлери су мале величине, могу се уградити у систем грејања у скоро свакој просторији;
• тихост у раду - ова опрема ради прилично тихо, током рада нема буке;
• дуг радни век - индукционе јединице су издржљиве, могу непрекидно функционисати 30 година или више;
• високе еколошке перформансе - током рада уређаја не долази до штетних емисија, димњак и вентилациони систем нису потребни.

Многи људи мисле да су индукциони котлови много исплативији од других опција за грејање куће. А у поређењу са опремом опремљеном грејним елементима, време грејања ових јединица је скоро двоструко брже. Због сталне циркулације и вибрације течности, каменац се не формира у цевима и унутар уређаја, што у великој мери олакшава одржавање и негу система грејања.

Изглед индукционих котлова

Али ова врста уређаја такође има неке недостатке. А главни недостатак је што је индукциона опрема прилично скупа у смислу трошкова. Али можете покушати сами да направите такав грејач за грејање куће.

Савет. Ако имате одређене вештине и техничко знање, можете саставити индукциони грејач за свој дом сопственим рукама.Али пре него што наставите са процесом склапања уређаја, прво морате реално проценити своје могућности и искуство у стварању таквих јединица, јер их није тако лако направити.

Опције за домаће уређаје

На Интернету постоји довољан број различитих дизајна креираних за различите сврхе. Узмите индукциони грејач мале величине направљен од рачунарског напајања од 250-500 В. Модел приказан на фотографији биће користан мајстору у гаражи или ауто сервису за топљење алуминијумских, бакарних и месинганих шипки.

Али за грејање простора, дизајн није погодан због мале снаге. Постоје две стварне опције на Интернету, чији су тестови и рад снимљени на видео снимку:

• бојлер од полипропиленске цеви напајан инвертором за заваривање или индукционим кухињским панелом;
• челични котао са грејањем са исте плоче за кување.

Хајде сада да детаљније погледамо како се праве индукциони грејачи "уради сам", и што је најважније, како онда функционишу.

Израђујемо грејни елемент из цеви

Ако сте били блиско ангажовани у потрази за информацијама о овој теми, онда сте вероватно наишли на овај дизајн, пошто је мајстор поставио свој склоп на популарни ИоуТубе видео ресурс. Након тога, многи сајтови су објавили текстуалне верзије производње овог индуктора у облику упутстава корак по корак. Укратко, грејач се ради овако:

1. Унутар цеви од полипропилена пречника 40 мм и дужине 50 цм наилазе металне четке за прање судова (можете сецкану жицу - жичану шипку). Мора да их привлачи магнет.
2. Гране са навојима су залемљене на цев за повезивање на мрежу грејања.
3. Напољу је дуж тела залепљено 4-5 тектолитних шипки. На њих је намотана жица попречног пресека од 1,7-2 мм² са стакленом изолацијом, која се користи у трансформаторима за заваривање.
4. Плоча за кување се раставља и раставља се "матични" индуктор равног облика. Уместо тога, прикључен је домаћи грејач из цеви.

Као што можете претпоставити, улогу грејног елемента овде играју металне четке које се налазе у наизменичном магнетном пољу завојнице. Ако плочу за кување покренете до максимума, док истовремено пропуштате текућу воду кроз импровизовани котао, моћи ћете да је загрејете за 15-20 ° Ц, што су показали тестови јединице.

С обзиром да је снага већине индукционих шпорета у распону од 2-2,5 кВ, помоћу генератора топлоте могуће је загревати просторије укупне површине не веће од 25 м². Постоји начин да се топлота повећа повезивањем индуктора са апаратом за заваривање, али овде постоје неке потешкоће:

1. Инвертер производи једносмерну струју, али је потребна наизменична. Да бисте повезали индукциони грејач, уређај ће морати да се растави и нађе на дијаграму тачке где напон још није исправљен.
2. Потребно је узети жицу већег попречног пресека и израчунати број окрета. Као опција, бакарна жица Ø1,5 мм у емајл изолацији.
3. Биће неопходно организовати хлађење елемента.

Аутор демонстрира проверу перформанси индуктивног бојлера у свом видеу испод. Тестови су показали да јединицу треба побољшати, али коначан резултат, нажалост, није познат. Изгледа да је мајстор оставио пројекат недовршен.

Од инвертора за заваривање

Најједноставнија буџетска опција је производња индукционог грејача помоћу претварача за заваривање:

1. Да бисмо то урадили, узимамо полимерну цев, њени зидови морају бити дебели. Са крајева монтирамо 2 вентила и повезујемо ожичење.
2. Напунимо цев комадима (пречника 5 мм) металне жице и монтирамо горњи вентил.
3. Затим направимо 90 окрета око цеви са бакарном жицом, добијамо индуктор. Грејни елемент је цев, користимо апарат за заваривање као генератор.
4. Инструмент мора бити у високофреквентном режиму наизменичне струје.
5. Прикључујемо бакарну жицу на полове апарата за заваривање и проверавамо рад.

Радећи као индуктор, магнетно поље ће се зрачити, док ће вртложне струје загрејати исецкану жицу, што ће довести до кључања воде у полимерној цеви.

Упутство за производњу

Нацрти

Слика 1. Електрична шема индукционог грејача

Слика 2. Уређај.

Слика 3. Шема једноставног индукционог грејача

За производњу пећи биће вам потребни следећи материјали и алати:

• лемилица;
• лемљење;
• текстолитна плоча.
• мини бушилица.
• радиоелементи.
• термална паста.
• хемијски реагенси за јеткање плоча.

Додатни материјала и њихових карактеристика:

1. За израду намотаја који ће емитовати наизменично магнетно поље неопходно за загревање, потребно је припремити комад бакарне цеви пречника 8 мм и дужине 800 мм.
2. Снажни транзистори снаге су најскупљи део домаће индукционе инсталације. Да бисте монтирали коло генератора фреквенције, потребно је припремити 2 таква елемента. За ове сврхе су погодни транзистори брендова: ИРФП-150; ИРФП-260; ИРФП-460. У производњи кола се користе 2 идентична од наведених транзистора са ефектом поља.
3. За израду осцилаторног кола биће потребни керамички кондензатори капацитета 0,1 мФ и радног напона од 1600 В. Да би се у калему формирала наизменична струја велике снаге потребно је 7 таквих кондензатора.
4. Током рада таквог индукционог уређаја, транзистори са ефектом поља ће се јако загрејати и ако на њих нису причвршћени радијатори од алуминијумске легуре, након неколико секунди рада на максималној снази, ови елементи ће отказати. Транзисторе треба поставити на хладњаке кроз танак слој термалне пасте, иначе ће ефикасност таквог хлађења бити минимална.
5. Диоде које се користе у индукционом грејачу морају бити ултра брзог дејства. Најприкладније за ово коло, диоде: МУР-460; УВ-4007; ХЕР-307.
6. Отпорници који се користе у колу 3: 10 кОхм снаге 0,25 В - 2 ком. и снага од 440 ома - 2 вата. Зенер диоде: 2 ком. са радним напоном од 15 В. Снага зенер диода мора бити најмање 2 вата. Са индукцијом се користи пригушница за повезивање на излазне снаге завојнице.
7. За напајање целог уређаја биће вам потребна јединица за напајање капацитета до 500. В. и напон од 12 - 40 В. Овај уређај можете напајати из акумулатора аутомобила, али нећете моћи да добијете највећа очитавања снаге на овом напону.

Сам процес производње електронског генератора и завојнице траје мало времена и одвија се у следећем редоследу:

1. Од бакарне цеви се прави спирала пречника 4 цм.Да би се направила спирала, бакарну цев треба намотати на шипку са равном површином пречника 4 цм.Спирала треба да има 7 завоја који се не смеју додиривати. .Монтажни прстенови су залемљени на 2 краја цеви за повезивање са радијаторима транзистора.
2. Штампана плоча је направљена према шеми. Ако је могуће испоручити полипропиленске кондензаторе, онда ће због чињенице да такви елементи имају минималне губитке и стабилан рад при великим амплитудама флуктуација напона, уређај радити много стабилније. Кондензатори у колу су инсталирани паралелно, формирајући осцилаторно коло са бакарним намотајем.
3. Загревање метала се дешава унутар завојнице, након што је коло прикључено на напајање или батерију. Приликом загревања метала потребно је осигурати да нема кратког споја намотаја опруге. Ако истовремено додирнете загрејани метал са 2 окрета намотаја, транзистори одмах покваре.

Функције рада

Монтажа кућног грејача је само пола битке

Једнако важан је правилан рад резултирајуће структуре. У почетку, сваки такав уређај представља одређену опасност, јер није у стању да самостално контролише ниво загревања расхладне течности. С тим у вези, сваки грејач захтева одређену дораду, односно уградњу и повезивање додатних контролних и аутоматских уређаја.

С тим у вези, сваки грејач захтева одређену дораду, односно уградњу и повезивање додатних контролних и аутоматских уређаја.

Пре свега, излаз цеви је опремљен стандардним сетом сигурносних уређаја - сигурносним вентилом, манометром и уређајем за одзрачивање ваздуха. Треба запамтити да ће индукциони бојлери радити нормално само ако постоји присилна циркулација воде.Круг гравитационог тока ће врло брзо довести до прегревања елемента и уништења пластичне цеви.

Да би се избегле такве ситуације, термостат је уграђен у грејач, повезан са уређајем за искључивање у нужди. Искусни инжењери електротехнике користе за ову сврху термостате са температурним сензорима и релејима који искључују коло када расхладна течност достигне задату температуру.

Домаће дизајне карактерише прилично ниска ефикасност, јер уместо слободног пролаза постоји препрека на путу воде у облику жичаних честица. Скоро у потпуности покривају цев, узрокујући повећан хидраулички отпор. У ванредним ситуацијама могућа су оштећења и пуцање пластике, након чега ће топла вода сигурно довести до кратког споја. Типично, ови грејачи се користе у малим просторијама као додатни систем грејања током хладне сезоне.

Употреба индукционих намотаја уместо традиционалних грејних елемената у опреми за грејање омогућила је значајно повећање ефикасности јединица уз мању потрошњу електричне енергије. Индукциони грејачи су се појавили у продаји релативно недавно, штавише, по прилично високим ценама. Стога, мајстори нису оставили ову тему без пажње и схватили су како направити индукциони грејач од инвертера за заваривање.