Hemmagjord virvelinduktionsvärmare från en svetsväxelriktare

Köp delar på Aliexpress

Apparater som värmer med el istället för gas är säkra och bekväma. Sådana värmare producerar inte sot och obehagliga lukter, men förbrukar en stor mängd el. En utmärkt väg ut är att montera en induktionsvärmare med dina egna händer. Detta sparar pengar och bidrar till familjens budget. Det finns många enkla scheman enligt vilka induktorn kan monteras oberoende.

För att göra det lättare att förstå kretsarna och montera strukturen korrekt, kommer det att vara användbart att titta på elektricitetens historia. Metoder för uppvärmning av metallstrukturer med elektromagnetisk spolström används ofta i industriell produktion av hushållsapparater - pannor, värmare och spisar.Det visar sig att du kan göra en fungerande och hållbar induktionsvärmare med dina egna händer.

Principen för drift av enheter

Principen för drift av enheter

Den berömda brittiska forskaren Faraday från 1800-talet tillbringade nio år med att forska för att omvandla magnetiska vågor till elektricitet. 1931 gjordes äntligen en upptäckt, kallad elektromagnetisk induktion. Trådlindningen av spolen, i mitten av vilken det finns en magnetisk metallkärna, skapar ett magnetfält under kraften av växelström. Under verkan av virvelflöden värms kärnan upp.

Faradays upptäckt började användas både inom industrin och vid tillverkning av hemmagjorda motorer och elektriska värmare. Det första gjuteriet baserat på en vortexinduktor öppnades 1928 i Sheffield. Senare, enligt samma princip, värmdes fabrikernas verkstäder upp, och för att värma vatten, metallytor, monterade finsmakare en induktor med sina egna händer.

Systemet för den tidens enhet är giltigt idag. Ett klassiskt exempel är en induktionspanna, som inkluderar:

• metall kärna;
• ram;
• värmeisolering.

Funktionerna hos kretsen för att accelerera strömfrekvensen är som följer:

• industriell frekvens på 50 Hz är inte lämplig för hemmagjorda enheter;
• direkt anslutning av induktorn till nätverket kommer att leda till brum och låg uppvärmning;
• effektiv uppvärmning utförs vid en frekvens av 10 kHz.

Montering enligt scheman

Alla som är bekanta med fysikens lagar kan montera en induktiv värmare med sina egna händer. Anordningens komplexitet kommer att variera från graden av beredskap och erfarenhet av befälhavaren.

Det finns många videohandledningar, efter vilka du kan skapa en effektiv enhet. Det är nästan alltid nödvändigt att använda följande grundläggande komponenter:

• ståltråd med en diameter på 6-7 mm;
• koppartråd för induktorn;
• metallnät (för att hålla tråden inuti höljet);
• adaptrar;
• rör för kroppen (gjorda av plast eller stål);
• högfrekvensomriktare.

Detta kommer att räcka för att montera en induktionsspole med dina egna händer, och det är hon som är i hjärtat av den momentana vattenvärmaren. Efter att ha förberett de nödvändiga elementen du kan gå direkt till tillverkningsprocessen för enheten:

• skär tråden i segment på 6-7 cm;
• täck insidan av röret med ett metallnät och fyll tråden till toppen;
• stäng på samma sätt röröppningen från utsidan;
• linda koppartråd runt plasthöljet minst 90 gånger för spolen;
• sätt in strukturen i värmesystemet;
• anslut spolen till elektricitet med hjälp av en inverter.

Enligt en liknande algoritm kan du enkelt montera en induktionspanna, för vilken du bör:

• skär ämnen från ett stålrör 25 x 45 mm med en vägg som inte är tjockare än 2 mm;
• svetsa ihop dem, förbind dem med mindre diametrar;
• svetsa järnskydd till ändarna och borra hål för gängade rör;
• gör ett fäste för en induktionskamin genom att svetsa två hörn på ena sidan;
• sätt in hällen i fästet från hörnen och anslut till elnätet;
• lägg till kylvätska i systemet och sätt på värmen.

Många induktorer arbetar med en effekt som inte är högre än 2 - 2,5 kW. Sådana värmare är utformade för ett rum på 20 - 25 m²

Om generatorn används i en biltjänst kan du ansluta den till en svetsmaskin, men det är viktigt att överväga vissa nyanser:

• Du behöver AC, inte DC som en inverter. Svetsmaskinen måste undersökas för närvaron av punkter där spänningen inte har en direkt riktning.
• Antalet varv till en tråd med större tvärsnitt väljs genom en matematisk beräkning.
• Kylning av arbetselement kommer att krävas.

Om principen för induktiv uppvärmning

Låt oss först förklara hur elektriska induktionsvärmare fungerar. Växelström, som passerar genom spolens varv, bildar ett elektromagnetiskt fält runt den. Om en magnetisk metallkärna placeras inuti lindningen, kommer den att värmas upp av virvelströmmar som uppstår under påverkan av fältet. Det är hela principen.

Själva värmeelementet kallas induktor och är huvuddelen av installationen. I värmepannor är det ett stålrör med en kylvätska som strömmar inuti, och i köksspisar är det en platt spole så nära hällen som möjligt, som visas på bilden nedan.

Den andra delen induktionsvärmare - diagram, vilket ökar strömfrekvensen. Poängen är att spänningen industriell frekvens 50 Hz olämpliga för sådana anordningar. Om du ansluter induktorn till nätverket direkt, kommer den att börja brumma starkt och något värma upp kärnan och tillsammans med lindningarna. För att effektivt omvandla el till värme och helt överföra den till metallen måste frekvensen ökas till minst 10 kHz, vilket är vad den elektriska kretsen gör.

Vilka är de verkliga fördelarna med induktionspannor framför värmeelement och elektrodpannor:

1. En del som värmer vatten är en enkel rördel som inte deltar i elektrokemiska processer (som i elektrodvärmegeneratorer). Därför begränsas induktorns livslängd endast av spolens prestanda och kan nå 10-20 år.
2. Av samma anledning är elementet lika "vänner" med alla typer av kylvätskor - vatten, frostskyddsmedel och till och med motorolja, det är ingen skillnad.
3. Induktorns insida är inte täckt med kalk under drift.

För- och nackdelar med induktionsanordningar för uppvärmning av vatten

Enheten har en ganska enkel design och kräver inga speciella dokument som tillåter användning och installation. Induktionsvattenberedaren har en hög effektivitetsgrad och optimal tillförlitlighet för användaren. När du använder den som en panna för uppvärmning behöver du inte ens installera en pump, eftersom vatten rinner genom rören på grund av konvektion (vid uppvärmning förvandlas vätskan praktiskt taget till ånga).

Dessutom har enheten ett antal fördelar, vilket skiljer den från andra typer av varmvattenberedare. Så, induktionsvärmare:

I induktionsvärmare blir vattnet varmt på grund av röret genom vilket det strömmar, och det senare värms upp på grund av induktionsströmmen som skapas av spolen.

• mycket billigare än sina motsvarigheter, en sådan enhet kan enkelt monteras oberoende;
• helt tyst (även om spolen vibrerar under drift, är denna vibration inte märkbar för en person);
• vibrerar under drift, på grund av vilket smuts och skala inte fastnar på dess väggar och därför inte behöver rengöras;
• har en värmegenerator som enkelt kan förseglas på grund av driftprincipen: kylvätskan är inuti värmeelementet och energin överförs till värmaren genom ett elektromagnetiskt fält, inga kontakter behövs; därför behövs inte tätning av gummi, tätningar och andra element som snabbt kan försämras eller läcka;
• det finns helt enkelt inget att bryta i värmegeneratorn, eftersom vattnet värms upp av ett vanligt rör, som inte kan försämras eller brinna ut, till skillnad från ett värmeelement;

Glöm inte att underhållet av en induktionsvärmare kommer att vara mycket billigare än en panna eller gaspanna. Enheten har ett minimum av delar som nästan aldrig misslyckas.

Trots det stora antalet fördelar har induktionsvattenberedaren ett antal nackdelar:

• den första och mest smärtsamma för ägarna är elräkningen; enheten kan inte kallas ekonomisk, så du måste betala en anständig mängd tid för dess användning;
• för det andra blir enheten väldigt varm och värmer inte bara sig själv utan också det omgivande utrymmet, så det är bättre att inte röra värmegeneratorns kropp under dess drift;
• för det tredje har enheten extremt hög effektivitet och värmeavledning, därför, när du använder den, se till att installera en temperatursensor, annars kan systemet explodera.

Fördelar med enheter av induktionstyp

De otvivelaktiga fördelarna med denna typ av hemuppvärmningsanordningar inkluderar följande egenskaper:

• effektivitet - bearbetningen av elektrisk energi till värme sker nästan helt utan betydande förluster;
• användarvänlighet - konstant underhåll av enheter av denna typ krävs inte;
• kompakta dimensioner - induktionsvattenberedare är små i storlek, de kan installeras i värmesystemet i nästan alla rum;
• tystnad i drift - denna utrustning fungerar ganska tyst, inget ljud uppstår under dess drift;
• lång livslängd - induktionsenheter är hållbara, kan fungera oavbrutet i 30 år eller mer;
• hög miljöprestanda - inga skadliga utsläpp sker under driften av enheten, en skorsten och ett ventilationssystem krävs inte.

Många tror att induktionspannor är mycket mer lönsamma än andra uppvärmningsalternativ för hemmet. Och jämfört med utrustning utrustad med värmeelement är uppvärmningstiden för dessa enheter nästan dubbelt så snabb. På grund av vätskans konstanta cirkulation och vibrationer bildas inte kalk i rören och inuti enheten, vilket i hög grad underlättar underhållet och skötseln av värmesystemet.

Utseende på induktionspannor

Men denna typ av anordning har också vissa nackdelar. Och den största nackdelen är att induktionsutrustning är ganska dyr när det gäller kostnad. Men du kan försöka göra en sådan värmare för att värma huset själv.

Råd. Om du har vissa färdigheter och tekniska kunskaper kan du montera en induktionsvärmare för ditt hem med dina egna händer.Men innan du fortsätter med processen att montera enheten måste du först realistiskt bedöma dina möjligheter och erfarenhet av att skapa sådana enheter, eftersom det inte är så lätt att göra dem.

Alternativ för hemgjorda enheter

På Internet finns ett tillräckligt antal olika mönster skapade för olika ändamål. Ta en liten induktionsvärmare gjord av en 250-500 W datorströmkälla. Modellen som visas på bilden är användbar för mästaren i garaget eller bilservicen för att smälta aluminium-, koppar- och mässingsstänger.

Men för uppvärmning av rum är designen inte lämplig på grund av låg effekt. Det finns två riktiga alternativ på Internet, vars tester och arbete filmas på video:

• en varmvattenberedare gjord av ett polypropenrör som drivs av en svetsväxelriktare eller en induktionskökspanel;
• stålpanna med värme från samma häll.

Låt oss nu titta närmare på hur gör-det-själv-induktionsvärmare tillverkas, och viktigast av allt, hur de sedan fungerar.

Vi gör ett värmeelement från ett rör

Om du har varit nära engagerad i sökandet efter information om detta ämne, har du förmodligen stött på den här designen, eftersom mästaren publicerade sin montering på den populära YouTube-videoresursen. Efter det publicerade många webbplatser textversioner av tillverkningen av denna induktor i form av steg-för-steg-instruktioner. Kortfattat görs värmaren så här:

1. Inuti ett rör av polypropen med en diameter på 40 mm och en längd på 50 cm, stöter metallborstar för diskning (du kan hackad tråd - valstråd). De måste attraheras av en magnet.
2. Grenar med gängor löds fast i röret för anslutning till värmenätet.
3. Utanför limmas 4-5 textolitstavar längs kroppen. På dem lindas en tråd med ett tvärsnitt på 1,7-2 mm² med glasisolering, som används i svetstransformatorer.
4. Hällen demonteras och den "native" plattformade induktorn demonteras. Istället ansluts en hemmagjord värmare från röret.

Som du kanske gissar spelas värmeelementets roll här av metallborstar placerade i spolens alternerande magnetfält. Om du kör hällen maximalt och samtidigt passerar rinnande vatten genom en improviserad panna, kommer det att vara möjligt att värma den med 15-20 ° C, vilket visades av enhetens tester.

Eftersom effekten hos de flesta induktionsspisar ligger i intervallet 2–2,5 kW, är det möjligt att med en värmegenerator värma rum med en total yta på högst 25 m². Det finns ett sätt att öka värmen genom att ansluta induktorn till svetsmaskinen, men det finns några svårigheter här:

1. Växelriktaren producerar en likström, men en växelström behövs. För att ansluta induktionsvärmaren måste enheten demonteras och punkterna på diagrammet hittas där spänningen ännu inte har korrigerats.
2. Det är nödvändigt att ta en tråd med ett större tvärsnitt och välja antalet varv genom beräkning. Som tillval koppartråd Ø1,5 mm i emaljisolering.
3. Det kommer att vara nödvändigt att organisera kylningen av elementet.

Författaren demonstrerar prestandakontrollen av en induktiv varmvattenberedare i sin video nedan. Tester har visat att enheten behöver förbättras, men det slutliga resultatet är tyvärr okänt. Det ser ut som att hantverkaren lämnade projektet oavslutat.

Från en svetsväxelriktare

Det enklaste budgetalternativet är att tillverka en induktionsvärmare med en svetsomriktare:

1. För att göra detta tar vi ett polymerrör, dess väggar måste vara tjocka. Från ändarna monterar vi 2 ventiler och ansluter ledningarna.
2. Vi fyller röret med bitar (diameter 5 mm) av metalltråd och monterar toppventilen.
3. Därefter gör vi 90 varv runt röret med koppartråd, vi får en induktor. Värmeelementet är ett rör, vi använder en svetsmaskin som generator.
4. Instrumentet måste vara i högfrekvent AC-läge.
5. Vi ansluter koppartråden till svetsmaskinens poler och kontrollerar arbetet.

Som en induktor kommer ett magnetfält att strålas ut, medan virvelströmmar kommer att värma upp den hackade tråden, vilket kommer att leda till kokande vatten i ett polymerrör.

Tillverkningsinstruktioner

Ritningar

Figur 1. Elschema över induktionsvärmaren

Figur 2. Enhet.

Figur 3. Schema för en enkel induktionsvärmare

För tillverkning av ugnen behöver du följande material och verktyg:

• lödkolv;
• löda;
• textolitbräda.
• mini borr.
• radioelement.
• kylpasta.
• kemiska reagenser för kartongetsning.

Ytterligare material och deras egenskaper:

1. För att göra en spole som kommer att avge ett alternerande magnetfält som är nödvändigt för uppvärmning, är det nödvändigt att förbereda en bit kopparrör med en diameter på 8 mm och en längd på 800 mm.
2. Kraftfulla krafttransistorer är den dyraste delen av en hemmagjord induktionsuppställning. För att montera frekvensgeneratorkretsen är det nödvändigt att förbereda 2 sådana element. För dessa ändamål är transistorer av märken lämpliga: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Vid tillverkningen av kretsen används 2 identiska av de listade fälteffekttransistorerna.
3. För tillverkning av en oscillerande krets kommer det att behövas keramiska kondensatorer med en kapacitet på 0,1 mF och en driftspänning på 1600 V. För att en högeffekts växelström ska bildas i spolen krävs 7 sådana kondensatorer.
4. Under driften av en sådan induktionsanordning kommer fälteffekttransistorerna att bli mycket varma och om radiatorer av aluminiumlegering inte är fästa på dem, kommer dessa element att misslyckas efter några sekunders drift med maximal effekt. Att sätta transistorer på kylflänsar bör vara genom ett tunt lager av termisk pasta, annars blir effektiviteten för sådan kylning minimal.
5. Dioderna som används i induktionsvärmaren måste vara extremt snabba. Den mest lämpliga för denna krets, dioder: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Motstånd som används i krets 3: 10 kOhm med en effekt på 0,25 W - 2 st. och 440 ohm effekt - 2 watt. Zenerdioder: 2 st. med en driftspänning på 15 V. Zenerdiodernas effekt måste vara minst 2 watt. En choke för anslutning till spolens effektutgångar används med induktion.
7. För att driva hela enheten behöver du en strömförsörjningsenhet med en kapacitet på upp till 500. W. och en spänning på 12 - 40 V. Du kan driva den här enheten från ett bilbatteri, men du kommer inte att kunna få de högsta effektavläsningarna vid denna spänning.

Själva processen att tillverka en elektronisk generator och spole tar lite tid och utförs i följande sekvens:

1. En spiral med en diameter på 4 cm är gjord av ett kopparrör. För att göra en spiral ska ett kopparrör lindas på en stång med en plan yta med en diameter på 4 cm. Spiralen ska ha 7 varv som inte ska röra vid .Monteringsringar löds fast i de två ändarna av röret för anslutning till transistorradiatorerna.
2. Det tryckta kretskortet är tillverkat enligt schemat. Om det är möjligt att leverera polypropenkondensatorer, kommer enheten att fungera mycket mer stabilt på grund av det faktum att sådana element har minimala förluster och stabil drift vid stora amplituder av spänningsfluktuationer. Kondensatorerna i kretsen är installerade parallellt och bildar en oscillerande krets med en kopparspole.
3. Uppvärmningen av metallen sker inuti spolen, efter att kretsen är ansluten till en strömkälla eller batteri. Vid uppvärmning av metallen är det nödvändigt att se till att det inte finns någon kortslutning av fjäderlindningarna. Om du rör den uppvärmda metallen 2 varv på spolen samtidigt, misslyckas transistorerna omedelbart.

Funktionsfunktioner

Hemlagad värmare montering är bara halva striden

Lika viktigt är den korrekta driften av den resulterande strukturen. Inledningsvis utgör varje sådan anordning en viss fara, eftersom den inte självständigt kan kontrollera kylvätskans uppvärmningsnivå. I detta avseende kräver varje värmare en viss förfining, det vill säga installation och anslutning av ytterligare kontroll och automatiska enheter.

I detta avseende kräver varje värmare en viss förfining, det vill säga installation och anslutning av ytterligare kontroll och automatiska enheter.

Först och främst är rörutloppet utrustat med en standarduppsättning säkerhetsanordningar - en säkerhetsventil, en tryckmätare och en ventilationsanordning. Man bör komma ihåg att induktionsvattenberedare fungerar normalt endast om det finns forcerad vattencirkulation.En gravitationskrets kommer mycket snabbt att leda till överhettning av elementet och förstörelse av plaströret.

För att undvika sådana situationer är en termostat installerad i värmaren, ansluten till en nödavstängningsanordning. Erfarna elektriker använder för detta ändamål termostater med temperatursensorer och reläer som stänger av kretsen när kylvätskan når den inställda temperaturen.

Hemmagjorda mönster kännetecknas av ganska låg effektivitet, eftersom det istället för fri passage finns ett hinder i vägen för vatten i form av trådpartiklar. De täcker nästan helt röret, vilket orsakar ökat hydrauliskt motstånd. I nödsituationer är skador och brott på plast möjliga, varefter varmvatten säkerligen kommer att leda till en kortslutning. Vanligtvis används dessa värmare i små rum som ett extra värmesystem under den kalla årstiden.

Användningen av induktionsspolar istället för traditionella värmeelement i värmeutrustning har gjort det möjligt att avsevärt öka effektiviteten hos enheterna med mindre elförbrukning. Induktionsvärmare har dykt upp till försäljning relativt nyligen, dessutom till ganska höga priser. Därför lämnade hantverkare inte detta ämne utan uppmärksamhet och kom på hur man gör en induktionsvärmare från en svetsomriktare.