Forno ad induzione fai-da-te: diagramma, come assemblare? Caratteristiche di realizzare un forno a induzione con le proprie mani Forno a induzione per la fusione di acciaio e ghisa.

Il riscaldamento e la fusione dei metalli nei forni a induzione avviene a causa del riscaldamento interno e dei cambiamenti nella cristallinità...

Come assemblare un forno a induzione per la fusione del metallo con le proprie mani a casa

La fusione dei metalli per induzione è ampiamente utilizzata in vari settori: metallurgia, ingegneria meccanica, gioielleria. Puoi assemblare un semplice forno a induzione per fondere il metallo a casa con le tue mani.

Principio operativo

Il riscaldamento e la fusione dei metalli nei forni a induzione avviene a causa del riscaldamento interno e dei cambiamenti nel reticolo cristallino del metallo quando le correnti parassite ad alta frequenza li attraversano. Questo processo si basa sul fenomeno della risonanza, in cui le correnti parassite hanno un valore massimo.

Per provocare il flusso di correnti parassite attraverso il metallo fuso, viene posizionato nella zona di azione del campo elettromagnetico dell'induttore: la bobina. Può avere la forma di una spirale, di un otto o di un trifoglio. La forma dell'induttore dipende dalle dimensioni e dalla forma del pezzo riscaldato.

La bobina dell'induttore è collegata a una sorgente di corrente alternata. Nei forni fusori industriali vengono utilizzate correnti di frequenza industriale di 50 Hz; per la fusione di piccoli volumi di metalli in gioielleria vengono utilizzati generatori ad alta frequenza poiché sono più efficienti.

Tipi

Le correnti parassite sono chiuse lungo un circuito limitato dal campo magnetico dell'induttore. Pertanto il riscaldamento degli elementi conduttori è possibile sia all'interno della bobina che all'esterno.

Pertanto, i forni a induzione sono di due tipi:
• canale, in cui il contenitore per la fusione dei metalli è costituito da canali situati attorno all'induttore e al suo interno si trova un nucleo;
• crogiolo, utilizzano un contenitore speciale: un crogiolo realizzato in materiale resistente al calore, solitamente rimovibile.

Forno a canale troppo grande e progettato per volumi industriali di fusione dei metalli. Viene utilizzato nella fusione di ghisa, alluminio e altri metalli non ferrosi.

Forno a crogioloÈ abbastanza compatto, è utilizzato da gioiellieri e radioamatori, una stufa del genere può essere assemblata con le proprie mani e utilizzata a casa.

Dispositivo

Una fornace fatta in casa per la fusione dei metalli è abbastanza design semplice ed è costituito da tre blocchi principali posti in un corpo comune:
• generatore di corrente alternata ad alta frequenza;
• induttore: un avvolgimento a spirale in filo o tubo di rame, realizzato a mano;
• crogiolo.

Il crogiolo è posto in un induttore, le estremità dell'avvolgimento sono collegate ad una sorgente di corrente. Quando la corrente scorre attraverso l'avvolgimento, attorno ad esso appare un campo elettromagnetico con un vettore variabile. In un campo magnetico si formano correnti parassite, dirette perpendicolarmente al suo vettore e che passano lungo un circuito chiuso all'interno dell'avvolgimento. Passano attraverso il metallo posto nel crogiolo, riscaldandolo fino al punto di fusione.

Vantaggi di un forno ad induzione:

• riscaldamento rapido e uniforme del metallo immediatamente dopo l'accensione dell'installazione;
• direzione del riscaldamento: viene riscaldato solo il metallo e non l'intera installazione;
• elevata velocità di fusione e omogeneità della fusione;
• non c'è evaporazione dei componenti delle leghe metalliche;
• L'installazione è ecologica e sicura.

Può essere utilizzato come generatore di forno a induzione per la fusione dei metalli inverter di saldatura. Puoi anche assemblare un generatore utilizzando gli schemi seguenti con le tue mani.

Forno per la fusione del metallo mediante inverter di saldatura

Questo design è semplice e sicuro, poiché tutti gli inverter sono dotati di protezione interna da sovraccarico. L'intero assemblaggio del forno in questo caso si riduce alla realizzazione di un induttore con le proprie mani.

Di solito viene eseguito sotto forma di una spirale da un tubo di rame a pareti sottili con un diametro di 8-10 mm. Si piega secondo una dima del diametro richiesto, ponendo le spire ad una distanza di 5-8 mm. Il numero di giri va da 7 a 12, a seconda del diametro e delle caratteristiche dell'inverter. La resistenza totale dell'induttore deve essere tale da non provocare sovracorrente nell'inverter, altrimenti verrà spento dalla protezione interna.

L'induttore può essere fissato in un alloggiamento in grafite o textolite e al suo interno può essere installato un crogiolo. Puoi semplicemente posizionare l'induttore su una superficie resistente al calore. L'alloggiamento non deve condurre corrente, altrimenti le correnti parassite lo attraversano e la potenza dell'impianto diminuisce. Per lo stesso motivo si sconsiglia di posizionare oggetti estranei nella zona di fusione.

Quando si utilizza un inverter per saldatura, il suo alloggiamento deve essere messo a terra! La presa e il cablaggio devono essere dimensionati per la corrente assorbita dall'inverter.

L'impianto di riscaldamento di un'abitazione privata si basa sul funzionamento di una stufa o di una caldaia, le cui elevate prestazioni e la lunga durata ininterrotta dipendono sia dalla marca e dall'installazione degli stessi apparecchi di riscaldamento, sia da corretta installazione camino.

Forno ad induzione con transistor: schema

Esistono molti modi diversi per assemblare da soli un riscaldatore a induzione. Nella figura è mostrato uno schema abbastanza semplice e collaudato di un forno per la fusione del metallo:

Per assemblare tu stesso l'installazione, avrai bisogno delle seguenti parti e materiali:
• due transistor ad effetto di campo tipo IRFZ44V;
• due diodi UF4007 (è possibile utilizzare anche l'UF4001);
• resistenza 470 Ohm, 1 W (si possono prendere due da 0,5 W collegate in serie);
• condensatori a film per 250 V: 3 pezzi con una capacità di 1 μF; 4 pezzi - 220nF; 1 pezzo - 470 nF; 1 pezzo - 330 nF;
• filo di avvolgimento in rame con isolamento smaltato Ø1,2 mm;
• filo di avvolgimento in rame con isolamento smaltato Ø2 mm;
• due anelli di induttori rimossi dall'alimentatore del computer.

Sequenza di assemblaggio fai-da-te:

• I transistor ad effetto di campo sono installati sui radiatori. Poiché durante il funzionamento il circuito diventa molto caldo, il radiatore deve essere sufficientemente grande. Puoi installarli su un radiatore, ma poi devi isolare i transistor dal metallo utilizzando guarnizioni e rondelle in gomma e plastica. La piedinatura dei transistor ad effetto di campo è mostrata in figura.

• È necessario realizzare due strozzatori. Per realizzarli, un filo di rame con un diametro di 1,2 mm viene avvolto attorno ad anelli rimossi dall'alimentazione di qualsiasi computer. Questi anelli sono realizzati in polvere di ferro ferromagnetico. Su di essi è necessario avvolgere dalle 7 alle 15 spire di filo, cercando di mantenere la distanza tra le spire.

• I condensatori sopra elencati sono assemblati in una batteria con una capacità totale di 4,7 μF. Il collegamento dei condensatori è parallelo.

• L'avvolgimento dell'induttore è realizzato in filo di rame con un diametro di 2 mm. Avvolgere 7-8 giri di avvolgimento attorno ad un oggetto cilindrico adatto al diametro del crogiolo, lasciando le estremità abbastanza lunghe per collegarsi al circuito.
• Collega gli elementi sulla scheda secondo lo schema. Come fonte di alimentazione viene utilizzata una batteria da 12 V, 7,2 A/h. Il consumo di corrente in modalità operativa è di circa 10 A, la capacità della batteria in questo caso durerà circa 40 minuti. Se necessario, il corpo del forno è realizzato in materiale resistente al calore, ad esempio textolite. La potenza del dispositivo può essere modificati modificando il numero di spire dell'avvolgimento dell'induttore e il loro diametro.

Durante il funzionamento prolungato gli elementi riscaldanti potrebbero surriscaldarsi! Puoi usare un ventilatore per raffreddarli.

Riscaldatore a induzione per la fusione dei metalli: video

Forno ad induzione con lampade

Puoi assemblare un forno a induzione più potente per fondere i metalli con le tue mani utilizzando tubi elettronici. Lo schema del dispositivo è mostrato in figura.

Per generare corrente ad alta frequenza vengono utilizzate 4 lampade a fascio collegate in parallelo. Come induttore viene utilizzato un tubo di rame con un diametro di 10 mm. L'impianto è dotato di un condensatore di sintonia per regolare la potenza. La frequenza di uscita è 27,12 MHz.

Per assemblare il circuito è necessario:

• 4 tubi elettronici - tetrodi, puoi usare 6L6, 6P3 o G807;
• 4 induttanze a 100...1000 µH;
• 4 condensatori da 0,01 µF;
• spia al neon;
• condensatore trimmer.

Assemblare il dispositivo da soli:

1. Un induttore è costituito da un tubo di rame piegandolo a forma di spirale. Il diametro delle spire è di 8-15 cm, la distanza tra le spire è di almeno 5 mm. Le estremità sono stagnate per essere saldate al circuito. Il diametro dell'induttore deve essere 10 mm maggiore del diametro del crogiolo posto all'interno.
2. L'induttore è posizionato nell'alloggiamento. Può essere realizzato in materiale resistente al calore e non conduttivo o in metallo, fornendo isolamento termico ed elettrico dagli elementi del circuito.
3. Le cascate di lampade sono assemblate secondo un circuito con condensatori e induttanze. Le cascate sono collegate in parallelo.
4. Collega una spia al neon: segnalerà che il circuito è pronto per il funzionamento. La lampada viene portata verso il corpo dell'installazione.
5. Nel circuito è incluso un condensatore di sintonizzazione a capacità variabile; anche la sua maniglia è collegata all'alloggiamento.

Per tutti gli amanti delle prelibatezze preparate con il metodo dell'affumicatura a freddo, ti suggeriamo di imparare qui come realizzare un affumicatoio in modo semplice e veloce con le tue mani, e qui puoi conoscere foto e istruzioni video per realizzare un generatore di fumo per l'affumicatura a freddo.

Raffreddamento del circuito

Gli impianti di fusione industriale sono dotati di un sistema di raffreddamento forzato che utilizza acqua o antigelo. L'esecuzione del raffreddamento ad acqua a casa richiederà costi aggiuntivi paragonabili nel prezzo al costo dell'impianto di fusione dei metalli stesso.

Il raffreddamento ad aria tramite ventola è possibile se la ventola è posizionata sufficientemente lontano. Altrimenti, l'avvolgimento metallico e altri elementi della ventola fungeranno da circuito aggiuntivo per la chiusura delle correnti parassite, che ridurranno l'efficienza dell'installazione.

Anche gli elementi dei circuiti elettronici e delle lampade possono riscaldarsi attivamente. Per raffreddarli vengono forniti dissipatori di calore.

Precauzioni di sicurezza durante il lavoro

• Il pericolo principale quando si lavora con un'installazione fatta in casa è il rischio di ustioni dovute agli elementi riscaldati dell'installazione e al metallo fuso.
• Il circuito della lampada include elementi ad alta tensione, quindi deve essere collocato in un alloggiamento chiuso per evitare contatti accidentali con gli elementi.
• Il campo elettromagnetico può influenzare oggetti situati all'esterno del corpo del dispositivo. Pertanto, prima del lavoro, è meglio indossare abiti senza elementi metallici e rimuovere dispositivi complessi dall'area operativa: telefoni, fotocamere digitali.

Un forno per la fusione dei metalli in casa può essere utilizzato anche per riscaldare rapidamente elementi metallici, ad esempio durante la stagnatura o la formatura. Le caratteristiche operative degli impianti presentati possono essere adattate a un compito specifico modificando i parametri dell'induttore e il segnale di uscita dei gruppi elettrogeni: in questo modo è possibile ottenere la massima efficienza.

I forni ad induzione vengono utilizzati per la fusione dei metalli e si distinguono per il fatto che il riscaldamento al loro interno avviene tramite corrente elettrica. La corrente è eccitata nell'induttore, o più precisamente in un campo costante.

In tali strutture, l'energia viene convertita più volte (in questa sequenza):

• in elettromagnetico;
• elettrico;
• termico

Tali stufe consentono di utilizzare il calore con la massima efficienza, il che non sorprende, perché sono i più avanzati tra tutti i modelli esistenti che funzionano con l'elettricità.

Nota! I modelli a induzione sono di due tipi: con o senza nucleo. Nel primo caso, il metallo viene posto in una vasca tubolare, che si trova attorno all'induttore. Il nucleo si trova nell'induttore stesso. La seconda opzione si chiama crogiolo, perché in essa il metallo e il crogiolo sono già all'interno dell'indicatore. Naturalmente, in questo caso non si può parlare di alcun nucleo.

Nell'articolo di oggi parleremo di come realizzarloForno a induzione fai da te.

Pro e contro dei progetti a induzione

Tra i tanti vantaggi vale la pena evidenziare:

• pulizia e sicurezza ambientale;
• maggiore omogeneità della fusione dovuta al movimento attivo del metallo;
• velocità – il forno può essere utilizzato quasi immediatamente dopo l'accensione;
• orientamento energetico zonale e focalizzato;
• elevata velocità di fusione;
• assenza di fumi derivanti da sostanze leganti;
• possibilità di regolazione della temperatura;
• numerose possibilità tecniche.

Ma ci sono anche degli svantaggi.

1. Le scorie vengono riscaldate dal metallo, per cui hanno una bassa temperatura.
2. Se le scorie sono fredde, è molto difficile rimuovere fosforo e zolfo dal metallo.
3. Il campo magnetico viene dissipato tra la bobina e il metallo fuso, quindi sarà necessaria una riduzione dello spessore del rivestimento. Ciò porterà presto al cedimento del rivestimento stesso.

Video – Forno a induzione

Applicazione industriale

Entrambi i modelli vengono utilizzati nella fusione di ghisa, alluminio, acciaio, magnesio, rame e metalli preziosi. Il volume utile di tali strutture può variare da diversi chilogrammi a diverse centinaia di tonnellate.

I forni industriali sono suddivisi in diversi tipi.

1. I progetti a media frequenza sono comunemente usati nell'ingegneria meccanica e nella metallurgia. Con il loro aiuto, l'acciaio viene fuso e, quando si utilizzano crogioli di grafite, vengono fusi i metalli non ferrosi.
2. I progetti di frequenza industriale vengono utilizzati nella fusione del ferro.
3. Le strutture di resistenza sono destinate alla fusione di alluminio, leghe di alluminio e zinco.

Nota! È stata la tecnologia a induzione a costituire la base dei dispositivi più popolari: i forni a microonde.

Uso domestico

Per ovvi motivi, un forno di fusione a induzione non viene spesso utilizzato nella vita di tutti i giorni. Ma la tecnologia descritta nell'articolo si trova quasi in tutti case moderne e appartamenti. Questi includono i forni a microonde, le cucine a induzione e i forni elettrici sopra menzionati.

Consideriamo, ad esempio, le lastre. Riscaldano i piatti grazie alle correnti parassite di induzione, per cui il riscaldamento avviene quasi istantaneamente. È tipico che sia impossibile accendere un fornello senza pentole.

L'efficienza delle cucine a induzione raggiunge il 90%. Per fare un confronto: per le stufe elettriche è di circa il 55-65% e per le stufe a gas non è superiore al 30-50%. Ma in tutta onestà, vale la pena notare che per far funzionare le stufe descritte sono necessari utensili speciali.

Forno ad induzione fatto in casa

Non molto tempo fa, i radioamatori domestici hanno chiaramente dimostrato che è possibile realizzare da soli un forno a induzione. Oggi esistono molti schemi e tecnologie di produzione diversi, ma abbiamo presentato solo i più popolari, il che significa i più efficaci e facili da implementare.

Forno ad induzione costituito da generatore ad alta frequenza

Di seguito è riportato il circuito elettrico per la realizzazione dispositivo fatto in casa da un generatore ad alta frequenza (27,22 megahertz).

Oltre al generatore, per l'assemblaggio saranno necessarie quattro lampadine ad alta potenza e una lampada pesante per l'indicatore di disponibilità.

Nota! La differenza principale tra una stufa realizzata secondo questo schema è la maniglia del condensatore, in questo caso si trova all'esterno.

Inoltre, il metallo situato nella bobina (induttore) si scioglierà nel dispositivo di minima potenza.

Durante la produzione è necessario ricordare alcuni punti importanti che influenzano la velocità di taglio del metallo. Questo:

• energia;
• frequenza;
• perdite vorticose;
• intensità del trasferimento di calore;
• perdite per isteresi.

Il dispositivo sarà alimentato da una rete standard a 220 V, ma con un raddrizzatore preinstallato. Se il forno è destinato al riscaldamento di una stanza, si consiglia di utilizzare una spirale di nicromo e, se per la fusione, spazzole di grafite. Diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno dei disegni.

Video - Costruzione di un inverter per saldatura

L'essenza del design è la seguente: viene installata una coppia di spazzole di grafite e tra di esse viene versata polvere di granito, dopo di che viene effettuata la connessione al trasformatore step-down. È caratteristico che durante la fusione non sia necessario temere scosse elettriche, poiché non è necessario utilizzare 220 V.

Tecnologia di assemblaggio

Passaggio 1. Viene assemblata la base: una scatola di mattoni refrattari di 10x10x18 cm, posata su piastrelle resistenti al fuoco.

Passaggio 2. La scatola è rifinita con cartone di amianto. Dopo aver bagnato con acqua, il materiale si ammorbidisce, il che consente di dargli qualsiasi forma. Se lo si desidera, la struttura può essere avvolta con filo di acciaio.

Nota! Le dimensioni della scatola possono variare a seconda della potenza del trasformatore.

Passaggio 3. L'opzione migliore per un forno a grafite: un trasformatore di una saldatrice con una potenza di 0,63 kW. Se il trasformatore è progettato per 380 V, può essere riavvolto, anche se molti elettricisti esperti sostengono che puoi lasciare tutto così com'è

Passaggio 4. Il trasformatore è avvolto in alluminio sottile, in questo modo la struttura non si surriscalda durante il funzionamento.

Passaggio 5. Vengono installate le spazzole di grafite, sul fondo della scatola viene installato un substrato di argilla, in questo modo il metallo fuso non si diffonderà.

Il vantaggio principale di un tale forno è la sua alta temperatura, adatta anche per la fusione del platino o del palladio. Ma tra gli svantaggi ci sono il rapido riscaldamento del trasformatore, un volume ridotto (non è possibile fondere più di 10 g alla volta). Per questo motivo, sarà necessaria una progettazione diversa per volumi fusi di maggiori dimensioni.

Quindi, per fondere grandi volumi di metallo avrai bisogno di una fornace filo di nicromo. Il principio di funzionamento del progetto è abbastanza semplice: la corrente elettrica viene fornita a una spirale di nicromo, che riscalda e fonde il metallo. Esistono molte formule diverse su Internet per calcolare la lunghezza di un filo, ma in linea di principio sono tutte uguali.

Passaggio 1. Per la spirale viene utilizzato nicromo ø0,3 mm con una lunghezza di circa 11 m.

Passaggio 2. Il filo deve essere avvolto. Per fare ciò, avrai bisogno di un tubo di rame dritto ø5 mm: su di esso è avvolta la spirale.

Passaggio 3. Utilizzare un piccolo crogiolo come crogiolo. tubo in ceramicaø1,6 cm e lungo 15 cm.Un'estremità del tubo è collegata con un filo di amianto: in questo modo il metallo fuso non fuoriesce.

Passaggio 4. Dopo aver verificato la funzionalità, la spirale viene posizionata attorno al tubo. In questo caso, tra le spire viene posizionato lo stesso filo di amianto: impedirà i cortocircuiti e limiterà l'accesso all'ossigeno.

Passaggio 5. La bobina finita viene inserita in un portalampada ad alta potenza. Tali cartucce sono generalmente in ceramica e hanno la dimensione richiesta.

Vantaggi di questo disegno:

• elevata produttività (fino a 30 g per passaggio);
• riscaldamento rapido (circa cinque minuti) e raffreddamento lungo;
• facilità d'uso: è conveniente versare il metallo negli stampi;
• tempestiva sostituzione della spirale in caso di burnout.

Ma ci sono, ovviamente, degli svantaggi:

• il nicromo si brucia, soprattutto se la spirale è scarsamente isolata;
• insicurezza: il dispositivo è collegato a un alimentatore da 220 V.

Nota! Non è possibile aggiungere metallo al fornello se la porzione precedente è già stata fusa lì. Altrimenti, tutto il materiale si disperderà nella stanza e potrebbe ferire gli occhi.

Come conclusione

Come puoi vedere, puoi ancora realizzare tu stesso un forno a induzione. Ma a dire il vero, la struttura descritta (come tutte quelle disponibili su Internet) non è esattamente una stufa, ma un inverter da laboratorio Kukhtetsky. È semplicemente impossibile assemblare una struttura a induzione a tutti gli effetti a casa.

Caporedattore

Come realizzare un riscaldatore a induzione con le tue mani?

Riscaldatori elettrici

I riscaldatori a induzione funzionano secondo il principio della “corrente derivata dal magnetismo”. In una bobina speciale viene generato un campo magnetico alternato ad alta potenza, che genera correnti elettriche parassite in un conduttore chiuso.

Il conduttore chiuso nelle cucine a induzione è una pentola metallica, che viene riscaldata da correnti elettriche parassite. In generale, il principio di funzionamento di tali dispositivi non è complicato e, se hai una piccola conoscenza di fisica e ingegneria elettrica, assemblare un riscaldatore a induzione con le tue mani non sarà difficile.

I seguenti dispositivi possono essere realizzati in modo indipendente:

1. Dispositivi per riscaldare il liquido di raffreddamento in una caldaia di riscaldamento.
2. Miniforni per la fusione dei metalli.
3. Piatti per cucinare il cibo.

Un fornello a induzione fai-da-te deve essere prodotto nel rispetto di tutti gli standard e le normative per il funzionamento di questi dispositivi. Se le radiazioni elettromagnetiche pericolose per l'uomo vengono emesse all'esterno dell'alloggiamento in direzioni laterali, l'uso di tale dispositivo è severamente vietato.

Inoltre, la grande difficoltà nella progettazione di una stufa risiede nella scelta del materiale per il fondo del piano cottura, che deve soddisfare i seguenti requisiti:

1. Condurre idealmente la radiazione elettromagnetica.
2. Non è un materiale conduttivo.
3. Resistere al carico ad alta temperatura.

I piani cottura a induzione domestici utilizzano ceramiche costose; quando si realizza un piano cottura a induzione a casa, è abbastanza difficile trovare un'alternativa degna a tale materiale. Pertanto, per prima cosa dovresti progettare qualcosa di più semplice, ad esempio un forno a induzione per la tempra dei metalli.

Istruzioni per la produzione

Per realizzare una stufa avrai bisogno dei seguenti materiali e strumenti:

• saldatore;
• saldare;
• tavola di textolite.
• mini trapano.
• radioelementi.
• pasta termica.
• reagenti chimici per l'incisione della tavola.

Materiali aggiuntivi e loro caratteristiche:

1. Per realizzare una bobina, che emetterà il campo magnetico alternato necessario al riscaldamento, è necessario preparare un pezzo di tubo di rame del diametro di 8 mm e della lunghezza di 800 mm.
2. Transistor di potenza potenti sono la parte più costosa di un impianto a induzione fatto in casa. Per installare il circuito del generatore di frequenza, è necessario preparare 2 di questi elementi. A questo scopo sono adatti i transistor delle seguenti marche: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Durante la produzione del circuito vengono utilizzati 2 transistor ad effetto di campo identici tra quelli elencati.
3. Per la fabbricazione di un circuito oscillatorio avrai bisogno di condensatori ceramici con una capacità di 0,1 mF e una tensione operativa di 1600 V. Affinché si formi corrente alternata ad alta potenza nella bobina, saranno necessari 7 condensatori di questo tipo.
4. Quando si utilizza un tale dispositivo a induzione, i transistor ad effetto di campo diventeranno molto caldi e se i radiatori in lega di alluminio non sono collegati ad essi, dopo solo pochi secondi di funzionamento alla massima potenza, questi elementi si guastano. I transistor dovrebbero essere posizionati sui dissipatori di calore attraverso un sottile strato di pasta termica, altrimenti l'efficacia di tale raffreddamento sarà minima.
5. Diodi, utilizzati in un riscaldatore a induzione, devono avere un'azione ultrarapida. I diodi più adatti per questo circuito sono: MUR-460; uf-4007; LEI – 307.
6. Resistori utilizzati nel circuito 3: 10 kOhm potenza 0,25 W – 2 pz. e potenza 440 Ohm - 2 W. Diodi Zener: 2 pz. con una tensione operativa di 15 V. La potenza dei diodi zener deve essere di almeno 2 W. Con l'induzione viene utilizzata un'induttanza per il collegamento ai terminali di potenza della bobina.
7. Per alimentare l'intero dispositivo avrai bisogno di un alimentatore con una potenza fino a 500 W. e tensione 12 - 40 V. Puoi alimentare questo dispositivo dalla batteria di un'auto, ma non sarai in grado di ottenere letture di potenza massime a questa tensione.

Il processo di produzione del generatore elettronico e della bobina stessa richiede un po' di tempo e viene eseguito nella seguente sequenza:

1. Da tubo di rame si realizza una spirale del diametro di 4 cm. Per realizzare una spirale è necessario avvitare un tubo di rame su un'asta a superficie piana del diametro di 4 cm. La spirale deve avere 7 spire, che non devono toccarsi. Alle 2 estremità del tubo sono saldati anelli di fissaggio per il collegamento ai radiatori a transistor.
2. Il circuito stampato è realizzato secondo lo schema. Se è possibile installare condensatori in polipropilene, poiché tali elementi presentano perdite minime e funzionamento stabile con grandi ampiezze di fluttuazioni di tensione, il dispositivo funzionerà in modo molto più stabile. I condensatori nel circuito sono installati in parallelo per formare un circuito oscillante con una bobina di rame.
3. Riscaldamento del metallo avviene all'interno della bobina dopo aver collegato il circuito all'alimentazione o alla batteria. Quando si riscalda il metallo, è necessario fare attenzione a non farlo corto circuito avvolgimenti a molla. Se tocchi 2 giri della bobina contemporaneamente con il metallo riscaldato, i transistor si guastano immediatamente.

1. Quando si conducono esperimenti sul riscaldamento e l'indurimento dei metalli, all'interno della bobina di induzione la temperatura può essere notevole e raggiungere i 100 gradi Celsius. Questo effetto di riscaldamento termico può essere utilizzato per riscaldare l'acqua per uso domestico o per riscaldare una casa.
2. Schema del riscaldatore discusso sopra (Figura 3), al massimo carico è in grado di fornire una radiazione di energia magnetica all'interno della bobina pari a 500 W. Questa potenza non è sufficiente per riscaldare un grande volume d'acqua e la costruzione di una bobina di induzione ad alta potenza richiederà la realizzazione di un circuito in cui sarà necessario utilizzare elementi radio molto costosi.
3. Soluzione economica per organizzare il riscaldamento a induzione di liquidi, è l'utilizzo di più dispositivi sopra descritti, posti in serie. In questo caso le spirali devono trovarsi sulla stessa linea e non avere un conduttore metallico comune.
4. Come scambiatore di caloreViene utilizzato un tubo in acciaio inossidabile con un diametro di 20 mm. Sul tubo sono “infilate” più spirali di induzione, in modo che lo scambiatore di calore si trovi al centro della spirale e non venga in contatto con le sue spire. Quando 4 di questi dispositivi vengono accesi contemporaneamente, la potenza di riscaldamento sarà di circa 2 kW, che è già sufficiente per il riscaldamento a flusso continuo di liquidi con una piccola circolazione d'acqua, a valori che consentono l'utilizzo di questo progetto in fornire acqua calda a una piccola casa.
5. Se colleghi un tale elemento riscaldante a un serbatoio ben isolato, che sarà posizionato sopra il riscaldatore, il risultato sarà un sistema a caldaia in cui il liquido verrà riscaldato all'interno di un tubo inossidabile, l'acqua riscaldata salirà verso l'alto e al suo posto prenderà un liquido più freddo.
6. Se l'area della casa è significativa, il numero di bobine di induzione può essere aumentato a 10 pezzi.
7. La potenza di tale caldaia può essere facilmente regolata spegnendo o accendendo le spirali. Più sezioni vengono accese contemporaneamente, maggiore è la potenza del dispositivo di riscaldamento che funziona in questo modo.
8. Per alimentare un modulo del genere avrai bisogno di un potente alimentatore. Se disponi di una saldatrice inverter DC, puoi utilizzarla per realizzare un convertitore di tensione della potenza richiesta.
9. A causa del fatto che il sistema funziona con corrente elettrica costante, che non supera i 40 V, il funzionamento di un tale dispositivo è relativamente sicuro, l'importante è fornire un blocco fusibili nel circuito di alimentazione del generatore, che in caso di cortocircuito disecciterà il sistema, eliminando così la possibilità di un incendio.
10. È possibile organizzare il riscaldamento domestico "gratuito" in questo modo., previa installazione di batterie ricaricabili per alimentare i dispositivi ad induzione, la cui ricarica sarà effettuata sfruttando l'energia solare ed eolica.
11. Le batterie devono essere combinate in sezioni da 2, collegate in serie. Di conseguenza, la tensione di alimentazione con tale connessione sarà di almeno 24 V, il che garantirà il funzionamento della caldaia ad alta potenza. Inoltre, un collegamento in serie ridurrà la corrente nel circuito e aumenterà la durata delle batterie.

1. Funzionamento di dispositivi di riscaldamento a induzione fatti in casa, non sempre elimina la diffusione delle radiazioni elettromagnetiche dannose per l'uomo, pertanto la caldaia ad induzione deve essere installata in zona non residenziale e schermata con acciaio zincato.
2. Obbligatorio quando si lavora con l'elettricità devono essere seguite le norme di sicurezza e, soprattutto, questo vale per le reti CA con una tensione di 220 V.
3. Come esperimento puoi realizzare un piano cottura per cucinare secondo lo schema specificato nell'articolo, ma è sconsigliato l'uso costante di questo dispositivo a causa delle imperfezioni Fai da te protezione di questo dispositivo, per questo motivo il corpo umano potrebbe essere esposto a radiazioni elettromagnetiche dannose che possono avere effetti negativi sulla salute.

Un forno a induzione viene utilizzato per la fusione di metalli non ferrosi e ferrosi. Le unità di questo principio di funzionamento vengono utilizzate nei seguenti settori: dalla più raffinata gioielleria alla fusione industriale di metalli su larga scala. Questo articolo discuterà le caratteristiche di vari forni a induzione.

Forni ad induzione per la fusione dei metalli

Principio di funzionamento

Il riscaldamento a induzione è la base per il funzionamento del forno. In altre parole, corrente elettrica crea un campo elettromagnetico e si ottiene il calore, che viene utilizzato in scala industriale. Questa legge della fisica viene studiata nelle ultime classi della scuola secondaria. Ma il concetto di unità elettrica e caldaie a induzione elettromagnetica non deve essere confuso. Sebbene la base del lavoro qua e là sia l'elettricità.

Come può succedere?

Il generatore è collegato ad una sorgente di corrente alternata, che vi entra attraverso un induttore situato all'interno. Il condensatore viene utilizzato per creare un circuito di oscillazione, basato su una frequenza operativa costante su cui è sintonizzato il sistema. Quando la tensione nel generatore aumenta fino al limite di 200 V, l'induttore crea un campo magnetico alternato.

Il circuito è chiuso, molto spesso, attraverso un nucleo in lega ferromagnetica. Il campo magnetico alternato inizia a interagire con il materiale del pezzo e crea un potente flusso di elettroni. Dopo che l'elemento elettricamente conduttivo entra in azione induttiva, il sistema sperimenta comparsa di tensioni residue, che nel condensatore contribuisce alla comparsa di correnti parassite. L'energia della corrente parassita viene convertita in energia termica dell'induttore e si verifica il riscaldamento alte temperature fondendo il metallo desiderato.

Il calore prodotto dall'induttore viene utilizzato:

• per fondere metalli teneri e duri;
• per indurire la superficie di parti metalliche (ad esempio utensili);
• per il trattamento termico di parti già prodotte;
• esigenze domestiche (riscaldamento e cucina).

Brevi caratteristiche dei vari forni

Tipi di dispositivi

Forni a crogiolo a induzione

È il tipo più comune di forno di riscaldamento a induzione. Una caratteristica distintiva che differisce dagli altri tipi è che in esso appare un campo magnetico alternato in assenza di un nucleo standard. Crogiolo a forma di cilindro situato all'interno della cavità dell'induttore. Il forno, o crogiolo, è costituito da un materiale perfettamente resistente al fuoco ed è collegato a corrente elettrica alternata.

Aspetti positivi

Le unità crogiolo includono a fonti di calore rispettose dell’ambiente, l'ambiente non è inquinato dalla fusione dei metalli.

Ci sono degli svantaggi nel funzionamento dei forni a crogiolo:

• durante la lavorazione tecnologica vengono utilizzate scorie a bassa temperatura;
• Il rivestimento prodotto dei forni a crogiolo ha una bassa resistenza alla distruzione, ciò è particolarmente evidente durante gli sbalzi di temperatura.

Gli svantaggi esistenti non pongono particolari difficoltà, i vantaggi di un'unità di induzione del crogiolo per la fusione del metallo sono evidenti e hanno reso questo tipo di dispositivo popolare e richiesto da una vasta gamma di consumatori.

Forni fusori ad induzione a canale

Questo tipo è ampiamente utilizzato nella fusione di metalli non ferrosi. Utilizzato efficacemente per rame e leghe di rame a base di ottone, cupronichel, bronzo. L'alluminio, lo zinco e le leghe contenenti questi metalli vengono fusi attivamente nelle unità canale. L'uso diffuso di forni di questo tipo è limitato dall'impossibilità di prevedere un rivestimento resistente alla frattura sulle pareti interne della camera.

Il metallo fuso nei forni a induzione a canale è sottoposto a movimento termico ed elettrodinamico, che garantisce una costante omogeneità di miscelazione dei componenti della lega nel bagno del forno. L'uso di forni a canale del principio di induzione è giustificato nei casi in cui sono imposti requisiti speciali al metallo fuso e ai lingotti fabbricati. Le leghe sono di alta qualità in termini di coefficiente di saturazione dei gas e presenza di impurità organiche e sintetiche nel metallo.

I forni a induzione a canale funzionano come un miscelatore e sono progettati per livellare la composizione, mantenere una temperatura di processo costante e selezionare la velocità di colata in cristallizzatori o stampi. Per ogni lega e composizione di fusione esistono parametri per una carica speciale.

Vantaggi

• la lega viene riscaldata nella parte inferiore, alla quale non vi è accesso all'aria, il che riduce l'evaporazione dalla superficie superiore, riscaldata ad una temperatura minima;
• i forni a canale sono classificati come forni ad induzione economici, poiché la fusione che avviene è assicurata da un basso consumo di energia elettrica;
• il forno ha un coefficiente elevato azione utile grazie all'utilizzo di un filo magnetico ad anello chiuso;
• La circolazione costante del metallo fuso nel forno accelera il processo di fusione e favorisce la miscelazione uniforme dei componenti della lega.

Screpolatura

• la durabilità del rivestimento interno in pietra diminuisce quando si utilizzano temperature elevate;
• il rivestimento viene distrutto quando si fondono leghe chimicamente aggressive di bronzo, stagno e piombo.
• quando si scioglie la carica contaminata di bassa qualità, i canali si intasano;
• le scorie superficiali nel bagno non si riscaldano fino a temperature elevate, il che non consente di effettuare operazioni nell'intercapedine tra il metallo e il riparo e di fondere trucioli e rottami;
• le unità a canale non tollerano interruzioni di funzionamento, il che le costringe a immagazzinare costantemente una notevole quantità di lega liquida nella bocca del forno.

La completa rimozione del metallo fuso dal forno porta alla sua rapida rottura. Per lo stesso motivo è impossibile eseguire una rapida conversione da una lega all'altra, bisogna fare diverse fusioni intermedie, chiamate zavorra.

Forni ad induzione sotto vuoto

Questo tipo è ampiamente utilizzato per la fusione di acciai di alta qualità e leghe di nichel, cobalto e ferro resistenti al calore. L'unità affronta con successo la fusione di metalli non ferrosi. Il vetro viene bollito in unità sottovuoto, le parti vengono trattate ad alta temperatura, produrre cristalli singoli.

Il forno è classificato come un generatore ad alta frequenza situato in un induttore isolato dall'ambiente esterno, nel quale passa una corrente ad alta frequenza. Per creare un vuoto, le masse d'aria vengono pompate fuori da esso. Tutte le operazioni di introduzione degli additivi, caricamento della carica ed erogazione del metallo vengono eseguite da meccanismi automatici con comando elettrico o idraulico. Le leghe con piccole miscele di ossigeno, idrogeno, azoto e sostanze organiche vengono ottenute da forni a vuoto. Il risultato è di gran lunga superiore ai forni a induzione aperti.

Acciaio resistente al calore proveniente da forni a vuoto utilizzato nella produzione di utensili e armi. Alcune leghe di nichel contenenti nichel e titanio sono chimicamente attive ed è problematico ottenerle in altri tipi di forni. I forni sotto vuoto eseguono la colata del metallo ruotando il crogiolo nello spazio interno dell'involucro oppure ruotando la camera con un forno fisso. Alcuni modelli hanno un foro di apertura sul fondo per drenare il metallo in un contenitore installato.

Forni a crogiolo con convertitore a transistor

Utilizzato per metalli non ferrosi di peso limitato. Sono mobili, leggeri e possono essere facilmente spostati da un posto all'altro. Il pacchetto del forno include un transistor ad alta tensione convertitore universale. Consente di selezionare la potenza consigliata per la connessione alla rete e, di conseguenza, il tipo di convertitore necessario in questo caso modificando i parametri di peso della lega.

Forno ad induzione a transistor Ampiamente usato per la lavorazione metallurgica. Con il suo aiuto, le parti vengono riscaldate nel fabbro e gli oggetti metallici vengono induriti. I crogioli nei forni a transistor sono realizzati in ceramica o grafite; i primi sono progettati per fondere metalli ferromagnetici come ghisa o acciaio. La grafite viene installata per fondere ottone, rame, argento, bronzo e oro. Fondono vetro e silicio. L'alluminio fonde bene utilizzando crogioli in ghisa o acciaio.

Qual è il rivestimento dei forni ad induzione

Il suo scopo è proteggere l'involucro del forno dagli effetti distruttivi delle alte temperature. Effetti collateraliè quindi la conservazione del calore l’efficienza del processo aumenta.

Il crogiolo nella progettazione di un forno a induzione è realizzato in uno dei seguenti modi:

• con il metodo dello scavo in forni di piccolo volume;
• con il metodo stampato da materiale refrattario sotto forma di muratura;
• combinato, combinando ceramica e uno strato tampone tra la muratura e l'indicatore.

Il rivestimento è in quarzite, corindone, grafite, grafite fireclay, magnesite. A tutti questi materiali vengono aggiunti additivi per migliorare le caratteristiche del rivestimento, ridurre le variazioni di volume, migliorare la sinterizzazione e aumentare la resistenza dello strato ai materiali aggressivi.

Per selezionare un materiale particolare per il rivestimento tenere conto di una serie di condizioni accessorie, vale a dire il tipo di metallo, il prezzo e le proprietà refrattarie del crogiolo, la durata della composizione. Dovrebbe fornire una composizione di rivestimento adeguatamente selezionata requisiti tecnici per eseguire il processo:

• ottenere lingotti di alta qualità;
• la maggior quantità di fusione completa senza lavori di riparazione;
• lavoro sicuro degli specialisti;
• stabilità e continuità del processo di fusione;
• ottenere materiale di alta qualità utilizzando una quantità economica di risorse;
• utilizzo di materiali comuni per il rivestimento a basso prezzo;
• impatto minimo sullo spazio circostante.

L'utilizzo di forni ad induzione consente di ottenere leghe e metalli di ottima qualità con un contenuto minimo di varie impurità e ossigeno, che ne aumenta l'utilizzo in aree di produzione complesse.

IL FORNO FUSORE è un dispositivo progettato per fondere una carica di metallo ferroso o non ferroso. I vantaggi sono che se per la fusione del metallo si utilizza un forno fusorio ad induzione, la massa fondente viene perfettamente miscelata, grazie all'azione delle correnti elettriche parassite. Hai bisogno di un forno fusorio con buone caratteristiche? ZAVODRR- forni a transistor, tiristori per rame, ghisa, alluminio, acciaio per 5 - 5000 kg.

Come sono costruiti i forni fusori?

Come funzionano i forni fusori? I FORNI FUSORI sono buon modo sciogliere metalli sia ferrosi che non ferrosi, come alluminio, acciaio, ghisa, acciaio inossidabile, rame. I forni fusori a induzione hanno un design semplice, funzionano sotto la forza di un campo elettromagnetico e sono in grado di mescolare uniformemente il metallo durante la fusione. I forni a induzione sono dotati di un coperchio e di un dispositivo per scaricare il metallo in una siviera di colata. L'azienda ROSINDUKTOR offre forni fusori a transistor o tiristori con riduttori e idraulica.

Il vantaggio dei forni a ingranaggi è la possibilità di drenaggio manuale (di emergenza) del metallo; l'idraulica è l'inclinazione regolare dell'unità di fusione. I forni fusori vengono forniti con una o due unità di fusione e all'interno di ciascuna unità di fusione si trova un induttore. L'induttore è realizzato sotto forma di una bobina di rame composta da molte spire; il tubo può avere una sezione trasversale rotonda o rettangolare.

L'unità di fusione viene raffreddata utilizzando un refrigeratore o una torre di raffreddamento. Durante la fusione del metallo è necessario raffreddare due circuiti: il reattore (situato all'interno del convertitore a tiristori) e l'induttore dell'unità di fusione stessa. L'unità di fusione ha due versioni del crogiolo: in grafite e rigato (realizzato manualmente da una miscela rigata). I crogioli di grafite vengono utilizzati per la fusione dei metalli non ferrosi; per i metalli ferrosi viene utilizzato un rivestimento.

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Forni fusori - transistorizzati

Il forno fusorio a induzione a transistor è progettato per la carica di metalli ferrosi e non ferrosi ed è prodotto sulla base di un riscaldatore a induzione a media frequenza, assemblato utilizzando transistor MOSFET e moduli IGBT, che consente di risparmiare energia elettrica fino a 35 %, avendo un'elevata efficienza del 95%.

I forni fusori ad induzione basati su transistor sono adatti per piccole fonderie industriali che necessitano di fondere piccole quantità di metallo. I vantaggi dei forni fusori sono la mobilità e la facilità di manutenzione, poiché utilizzano un crogiolo in grafite, che consente di risparmiare tempo nella realizzazione del rivestimento e nell'asciugatura.

La società Rosinductor offre l'acquisto di forni fusori ad induzione LEGNUM (Taiwan), questi forni sono i più apprezzati dagli acquirenti russi. I forni fusori ad induzione a tiristori Legnum sono forniti in due versioni: idraulica e riduttore, i principali acquirenti sono impianti fusori di medie e grandi dimensioni con una capacità di 2000 tonnellate/anno.

Il forno fusorio ad induzione viene fornito con due unità di fusione, installate su una fondazione già predisposta. I principali vantaggi sono l'efficienza, in media il 20-30% più economica rispetto a qualsiasi altro analogo presentato sul mercato russo, l'affidabilità, design moderno E prezzo abbordabile. Rosinductor fornisce forni fusori ad induzione non solo a tutte le regioni della RUSSIA, ma anche ai paesi dell'ex CSI. Contattando la nostra azienda avrai la certezza che il forno fusorio ad induzione che acquisti è garantito miglior prezzo, qualità, affidabilità e condizioni di consegna.

Il vantaggio di fondere il metallo nei forni fusori è l’economicità. Ciò è dovuto al rilascio di una grande quantità di calore durante il riscaldamento del metallo, quindi i forni consumano relativamente poca energia. Se confrontiamo i forni a transistor e a tiristori, i primi sono più economici del 25%, ma il loro costo per la stessa potenza è notevolmente più alto. I forni più comuni hanno una temperatura di fusione di 1650 °C; a questa temperatura può essere fusa qualsiasi carica non refrattaria.

Durante la fusione del metallo, il forno viene controllato meccanicamente o a distanza. In entrambi i casi, il processo deve essere gestito da personale formato e dotato di adeguati permessi e approvazioni. La società Rosinductor esegue lavori di installazione di convertitori, risoluzione dei problemi e mantenimento in condizioni operative delle apparecchiature di fusione.

Quando si sceglie un forno fusorio, è necessario pensare alla scelta del crogiolo. Ciò determina quale metallo si scioglierà e quante fusioni potrà sopportare. In media il crogiolo può sopportare dalle 20 alle 60 colate. Per una lunga durata del crogiolo, è necessario utilizzare materiali affidabili e di alta qualità. Il tempo di fusione del metallo non richiede più di 50 minuti in un forno fusorio riscaldato, quindi un forno di volume e potenza ridotti può avere un'elevata produttività.

Il set di fornitura dei forni fusori comprende gli elementi principali: convertitore di frequenza a tiristori o transistor, unità di fusione, banchi di condensatori, dime, cavi raffreddati ad acqua, pannelli di controllo, sistemi di raffreddamento.

Forno fusorio ad induzione da 5 - 5000 kg

Forno di fusione a crogiolo a induzione acceso 5 - 5000 chilogrammi costume da bagno, in un corpo in lega leggera di alluminio, con TFC e meccanismo di inclinazione. Un forno a crogiolo a induzione con convertitore a tiristori è progettato per la fusione di metalli ferrosi e non ferrosi nelle fonderie. Il forno viene utilizzato per riscaldare rame fuso, acciaio e ghisa. Se necessario, è possibile il funzionamento 24 ore su 24 del forno.

Forni fusori per alluminio

I forni fusori per l'alluminio hanno caratteristiche proprie, poiché il punto di fusione dell'alluminio è 660 °C (390 kJ/kg). Quando si sceglie un forno per l'alluminio, è necessario sapere che il convertitore a tiristori non dovrebbe essere potente e l'unità di fusione stessa differisce nelle dimensioni dall'unità per acciaio o rame di 2-3 volte. Di conseguenza, non è consigliabile sciogliere altri metalli al suo interno.

Le leghe di alluminio possono essere fuse in forni con riscaldamento a olio, gas ed elettrico, in forni a riverbero di fiamma, ma la massima qualità del metallo e l'alta velocità si ottengono quando si fondono in forni fusori a induzione, grazie alla composizione omogenea della carica, che è perfettamente miscelata nel campo dell'induzione.

Forni fusori per acciaio

I forni fusori vengono riscaldati alla loro temperatura massima durante la fusione dell'acciaio, 1500 - 1600 ° C e sono accompagnati da complessi processi fisici e chimici. Quando si rifonde l'acciaio, è necessario ridurre il contenuto di ossigeno, zolfo e fosforo, che formano elementi di ossido e solfuro, che riducono la qualità dell'acciaio.

Una caratteristica della fusione dell'acciaio nei forni fusori è l'uso di miscele di rivestimento, a differenza della fusione del rame, dove viene utilizzato un crogiolo di grafite. I forni fusori mescolano bene il metallo grazie al campo di induzione, che uniforma la composizione chimica dell'acciaio.

I vantaggi di cui sopra sono eccellenti per la fusione di acciai legati, con perdite minime di elementi leganti: tungsteno - circa 2%, manganese, cromo e vanadio - 5 - 10%, silicio - 10 - 15%, tenendo conto della scarsità e dell'alto costo di elementi di lega.

La fusione dell'acciaio presenta le seguenti caratteristiche e vantaggi:

• Le fusioni più importanti vengono fuse utilizzando il metodo dell'ossidazione, poiché durante l'ebollizione del metallo vengono rimosse tutte le inclusioni non metalliche e viene ridotto il contenuto di fosforo. La composizione della carica viene prelevata da rottami di acciaio al carbonio o ghisa per ottenere un contenuto medio di carbonio pari allo 0,5%;
• Se hai intenzione di fondere l'acciaio con alto contenuto manganese, alluminio, cromo, è necessario scegliere un rivestimento acido, perché la durata del crogiolo sarà doppia;
• Prima di iniziare la fusione, il crogiolo viene riempito di metallo, ma la parte superiore non deve essere riempita ermeticamente, questo può portare alla formazione di archi e, di conseguenza, allo spreco di metallo, poiché la carica si depositerà durante la fusione dei pezzi inferiori;
• Il tempo di fusione dell'acciaio varia dai 50 ai 70 minuti, a seconda del riscaldamento dell'unità fusoria;
• I forni fusori per acciaio hanno un'elevata produttività nella produzione di getti di piccola massa e dimensione.

Rame, leghe di rame, bronzo, ottone possono essere fusi in tutti i forni fusori dove la temperatura è mantenuta a 1000 - 1300 °C. Tuttavia, è preferibile utilizzare forni fusori a induzione, poiché la fusione non supererà i 40 minuti. Il rame utilizzato oggi in Russia non è particolarmente puro. Tipicamente contiene le seguenti impurità: ferro, nichel, antimonio, arsenico. Il rame con un contenuto di impurità dell'1% è considerato metallo puro.

La principale qualità importante del metallo è la sua elevata conduttività elettrica e termica. Ciò determina la bassa temperatura per la fusione. La temperatura di fusione del rame è 1084°C. Il rame è un metallo abbastanza flessibile che trova largo impiego in vari settori tecnici, ecco alcune delle sue caratteristiche:

• Il rame può essere fuso in ambiente aperto, sotto vuoto e in ambiente con gas protettivo;
• Il rame viene fuso sotto vuoto per ottenere rame privo di ossigeno, con la capacità di ridurre l'ossigeno O (Oxygenium) quasi a zero allo 0,001%;
• La carica principale quando si produce rame privo di ossigeno è costituita da fogli catodici al 99,95%; prima di caricare i fogli nel forno, devono essere tagliati, lavati e asciugati dall'elettrolita;
• Il rivestimento del forno fusorio sopra il livello del metallo è in magnesite;
• Per evitare l'ossidazione, la fusione viene effettuata utilizzando carbone, flussi, vetro e altri componenti.

Forno ad induzione per la fusione dei metalli

Un forno a induzione per la fusione dei metalli riscalda la carica metallica con correnti ad alta frequenza (HFC) in un campo elettromagnetico indotto sotto l'influenza di correnti elettriche parassite. I forni fusori consumano una grande quantità di elettricità, quindi offriamo forni non solo con convertitore a tiristori, ma anche con un economico convertitore a transistor. Il forno utilizza un rivestimento o un crogiolo di grafite, in entrambi i casi sono sufficienti solo per 20-40 fusioni. L'alto punto di fusione consente di eseguire una fusione del metallo in 50 minuti.

ZAVODRR- forni per la fusione dei metalli di produttori russi, asiatici ed europei con una capacità del crogiolo da 1 a 10.000 kg. Fornitura, installazione, messa in servizio e manutenzione economica di forni.

Vediamo le caratteristiche dei forni per la fusione di metalli ferrosi, non ferrosi e preziosi:

• Forno fusorio dell'alluminio (la fusione dell'alluminio nei forni viene effettuata ad una temperatura di 660 °C, punto di ebollizione 2400 °C, densità 2698 kg/cm³);
• Forno per fusione della ghisa (fusione ghisa 1450 - 1520 °C, densità 7900 kg/m³);
• Forno per la fusione del rame (fusione del rame 1083°C, punto di ebollizione 2580°C, densità 8920 kg/cm³);
• Forno per la fusione dell'oro (fusione oro 1063°C, punto di ebollizione 2660°C, densità 19320 kg/cm³);
• Forni per la fusione dell'argento (fusione dell'argento 960°C, punto di ebollizione 2180°C, densità 10500 kg/cm³);
• Forno per fusione acciaio (fusione acciaio in forni 1450 - 1520 °C, densità 7900 kg/m³);
• Forno per la fusione del ferro (fusione del ferro 1539°C, punto di ebollizione 2900°C, densità 7850 kg/m3);
• Forni per la fusione delle leghe di titanio (fusione titanio 1680°C, punto di ebollizione 3300°C, densità 4505 kg/m³);
• Forno per la fusione del piombo (fusione del piombo in forni 327°C, punto di ebollizione 1750°C, densità 1134 kg/cm³);
• Forno fusorio dell'ottone (fusione dell'ottone in forni 880–950 °C. densità 8500 kg/m³);
• Forni per la fusione del bronzo (fusione del bronzo in forni, 930–1140 °C 8700 kg/m³).

Per la fusione è possibile utilizzare un forno a induzione piccola quantità metallo, separazione e purificazione di metalli preziosi, per riscaldamento prodotti in metallo allo scopo di indurire o rinvenire.

Inoltre, si propone che tali stufe vengano utilizzate per il riscaldamento della casa. I forni a induzione sono disponibili in commercio, ma è più interessante ed economico realizzare da soli un forno del genere.

Il principio di funzionamento di un forno a induzione si basa sul riscaldamento del materiale mediante correnti parassite.

Per ottenere tali correnti viene utilizzato un cosiddetto induttore, che è una bobina induttrice contenente solo poche spire di filo spesso.

L'induttore è alimentato da una rete di corrente alternata a 50 Hz (a volte tramite un trasformatore step-down) o da un generatore ad alta frequenza.

La corrente alternata che scorre attraverso l'induttore genera un campo magnetico alternato che permea lo spazio. Se c'è del materiale in questo spazio, verranno indotte delle correnti che inizieranno a riscaldare questo materiale. Se questo materiale è acqua, la sua temperatura aumenterà e se è metallo, dopo un po 'inizierà a sciogliersi.

Esistono due tipologie di forni ad induzione:

• forni a nucleo magnetico;
• forni senza nucleo magnetico.

La differenza fondamentale tra questi due tipi di forni è che nel primo caso l'induttore si trova all'interno del metallo fuso e nel secondo all'esterno. La presenza di un circuito magnetico aumenta la densità del campo magnetico che penetra nel metallo posto nel crogiolo, facilitandone il riscaldamento.

Un esempio di forno a induzione con nucleo magnetico è un forno a induzione a canale. Il circuito di un tale forno comprende un circuito magnetico chiuso in acciaio per trasformatori, sul quale si trova l'avvolgimento primario: un induttore e un crogiolo ad anello in cui si trova il materiale da fondere. Il crogiolo è realizzato in dielettrico resistente al calore. Tale installazione è alimentata da una rete di corrente alternata con una frequenza di 50 Hz o da un generatore con una frequenza maggiore di 400 Hz.

Tali forni vengono utilizzati per la fusione di duralluminio, metalli non ferrosi o per la produzione di ghisa di alta qualità.

I forni a crogiolo che non hanno un nucleo magnetico sono più comuni. L'assenza di un circuito magnetico nel forno porta al fatto che il campo magnetico creato dalle correnti di frequenza industriale viene fortemente dissipato nello spazio circostante. E per aumentare la densità del campo magnetico in un crogiolo dielettrico con materiale da fondere, è necessario utilizzare frequenze più elevate. Si ritiene che se il circuito dell'induttore è sintonizzato sulla risonanza con la frequenza della tensione di alimentazione e il diametro del crogiolo è commisurato alla lunghezza d'onda di risonanza, fino al 75% dell'energia del campo elettromagnetico può essere concentrato nel zona del crogiolo.

Schema di produzione del forno a induzione

La ricerca ha dimostrato che per garantire una fusione efficiente dei metalli forno a crogioloÈ auspicabile che la frequenza della tensione che fornisce l'induttore superi la frequenza di risonanza di 2-3 volte. Cioè, un tale forno funziona alla seconda o terza armonica di frequenza. Inoltre, quando si opera a frequenze così elevate, la lega viene miscelata meglio, il che ne migliora la qualità. Una modalità che utilizza frequenze ancora più elevate (quinta o sesta armonica) può essere utilizzata per la carburazione superficiale o l'indurimento del metallo, che è associato alla comparsa di un effetto pelle, cioè lo spostamento di un campo elettromagnetico ad alta frequenza sulla superficie del metallo. il pezzo.

Conclusioni sulla sezione:

1. Esistono due opzioni per un forno a induzione: con nucleo magnetico e senza nucleo magnetico.
2. Il forno a canale, che appartiene alla prima versione dei forni, ha una struttura più complessa, ma può essere alimentato direttamente da una rete a 50 Hz o da una rete ad alta frequenza a 400 Hz.
3. Il forno a crogiolo, che appartiene ai forni del secondo tipo, ha una struttura più semplice, ma richiede un generatore ad alta frequenza per alimentare l'induttore.

Se una stufa è un dispositivo di riscaldamento per esigenze pratiche, allora un caminetto è necessario per decorazione e comfort. , così come un esempio di ordinazione di un camino con arco.

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Disegni e parametri dei forni ad induzione

Condotto

Una delle opzioni per realizzare un forno a induzione con le tue mani è quella del canale.

Per la sua fabbricazione è possibile utilizzare un normale trasformatore di saldatura funzionante a una frequenza di 50 Hz.

In questo caso l'avvolgimento secondario del trasformatore deve essere sostituito con un crogiolo ad anello.

In un forno del genere puoi fondere fino a 300-400 g di metalli non ferrosi e consumerà 2-3 kW di potenza. Tale forno avrà un'elevata efficienza e consentirà la fusione di metallo di alta qualità.

La principale difficoltà nel realizzare un forno a induzione a canale con le proprie mani è l'acquisto di un crogiolo adatto.

Per realizzare il crogiolo è necessario utilizzare un materiale con elevate proprietà dielettriche ed elevata resistenza. Come l'elettroporcellana. Ma tale materiale non è facile da trovare ed è ancora più difficile da elaborare a casa.

Crogiolo

Gli elementi più importanti di un forno a crogiolo a induzione sono:

• induttore;
• generatore di alimentazione.

Come induttore per forni a crogiolo con una potenza fino a 3 kW, è possibile utilizzare un tubo o filo di rame con un diametro di 10 mm o una sbarra di rame con una sezione trasversale di 10 mm². Il diametro dell'induttore può essere di circa 100 mm. Il numero di giri va da 8 a 10.

In questo caso, ci sono molte modifiche all'induttore. Ad esempio, può essere realizzato sotto forma di un otto, un trifoglio o un'altra forma.

Durante il funzionamento, l'induttore solitamente diventa molto caldo. Nei progetti industriali, l'induttore utilizza il raffreddamento ad acqua delle spire.

A casa, utilizzare questo metodo è difficile, ma l'induttore può funzionare normalmente per 20-30 minuti, il che è abbastanza per il lavoro domestico.

Tuttavia, questa modalità di funzionamento dell'induttore provoca la comparsa di incrostazioni sulla sua superficie, che riducono drasticamente l'efficienza del forno. Pertanto, di tanto in tanto l'induttore deve essere sostituito con uno nuovo. Per proteggersi dal surriscaldamento, alcuni esperti suggeriscono di coprire l'induttore con un materiale resistente al calore.

Il generatore di corrente alternata ad alta frequenza è un altro elemento importante di un forno a crogiolo a induzione. Si possono considerare diversi tipi di tali generatori:

• generatore di transistor;
• generatore di tiristori;
• generatore che utilizza transistor MOS.

Il generatore di corrente alternata più semplice per alimentare un induttore è un generatore autoeccitato, il cui circuito ha un transistor di tipo KT825, due resistori e una bobina feedback. Un tale generatore può generare potenza fino a 300 W e la potenza del generatore viene regolata modificando la tensione CC della fonte di alimentazione. La fonte di alimentazione deve fornire una corrente fino a 25 A.

Il generatore di tiristori proposto per il forno a crogiolo comprende nel circuito un tiristore di tipo T122-10-12, un dinistore KN102E, una serie di diodi e un trasformatore di impulsi. Il tiristore funziona in modalità a impulsi.

Forno ad induzione fai da te

Tali radiazioni a microonde possono avere effetti negativi sulla salute umana. In conformità con gli standard di sicurezza russi, è consentito lavorare con vibrazioni ad alta frequenza con una densità di flusso di energia elettromagnetica non superiore a 1-30 mW/m². Per questo generatore, come hanno dimostrato i calcoli, questa radiazione ad una distanza di 2,5 m dalla sorgente raggiunge 1,5 W/m². Questo valore è inaccettabile.

Il circuito dell'oscillatore MOSFET comprende quattro MOSFET dei tipi IRF520 e IRFP450 ed è un oscillatore push-pull con eccitazione indipendente e un induttore collegato a un circuito a ponte. Un microcircuito di tipo IR2153 viene utilizzato come oscillatore principale. Per raffreddare i transistor sono necessari un radiatore di almeno 400 cm² e un flusso d'aria.
Questo generatore può fornire una potenza fino a 1 kW e variare la frequenza di oscillazione da 10 kHz a 10 MHz. Grazie a ciò, un forno che utilizza un generatore di questo tipo può funzionare sia in modalità fusione che in modalità riscaldamento superficiale.

Cottura al forno combustione lunga può lavorare su un segnalibro da 10 a 20 ore. Durante la produzione, è necessario tenere conto delle caratteristiche del design in modo che produca il massimo calore costi minimi energia. Leggi come assemblare correttamente il forno sul nostro sito web.

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Utilizzare per il riscaldamento

Per riscaldare una casa, stufe di questo tipo vengono solitamente utilizzate insieme ad una caldaia per il riscaldamento dell'acqua.

Una delle opzioni per una caldaia per il riscaldamento dell'acqua a induzione fatta in casa è un design che riscalda un tubo con acqua corrente utilizzando un induttore, alimentato dalla rete utilizzando un inverter per saldatura HF.

Tuttavia, come mostra l'analisi di tali sistemi, a causa delle grandi perdite di energia del campo elettromagnetico nel tubo dielettrico, l'efficienza di tali sistemi è estremamente bassa. Inoltre, il riscaldamento di una casa richiede una quantità molto elevata di elettricità, il che rende tale riscaldamento economicamente non redditizio.

Da questa sezione possiamo trarre conclusioni:

1. L'opzione più accettabile per un forno a induzione autocostruito è la versione a crogiolo con un generatore di potenza che utilizza transistor MOS.
2. Utilizzare un forno a induzione fatto in casa per riscaldare una casa non è economicamente vantaggioso. In questo caso è meglio acquistare un sistema di fabbrica.

Caratteristiche di funzionamento

Come accennato in precedenza, i forni a crogiolo utilizzano fonti di energia ad alta frequenza.

Pertanto, quando si utilizza un forno ad induzione, l'induttore deve essere posizionato verticalmente; prima di accendere il forno, è necessario mettere uno schermo messo a terra sull'induttore. Quando il forno è acceso, è necessario osservare da lontano i processi che si verificano nel crogiolo e, dopo aver completato il lavoro, spegnerlo immediatamente.

Quando si utilizza un forno a induzione fatto in casa, è necessario:

1. Adottare misure per proteggere l'utente del forno da possibili radiazioni ad alta frequenza.
2. Prendere in considerazione la possibilità di ustioni dovute all'induttore.

Quando si lavora con una stufa è necessario tenere conto anche dei rischi termici. Toccare la pelle con un induttore caldo può causare gravi ustioni.

Il riscaldamento a induzione è impossibile senza l'uso di tre elementi principali:

• induttore;
• Generatore;
• termosifone.

Un induttore è una bobina, solitamente costituita da filo di rame, che genera un campo magnetico. Un alternatore viene utilizzato per produrre una corrente ad alta frequenza dalla corrente elettrica domestica standard a 50 Hz. Come elemento riscaldante viene utilizzato un oggetto metallico in grado di assorbire energia termica sotto l'influenza di un campo magnetico.

Se combini correttamente questi elementi, puoi ottenere un dispositivo ad alte prestazioni, perfetto per riscaldare il liquido di raffreddamento e riscaldare una casa. Utilizzando un generatore, all'induttore viene fornita una corrente elettrica con le caratteristiche necessarie, ad es. su una bobina di rame. Quando lo attraversa, un flusso di particelle cariche forma un campo magnetico.

Il principio di funzionamento dei riscaldatori a induzione si basa sulla presenza di correnti elettriche all'interno dei conduttori che appaiono sotto l'influenza dei campi magnetici

La particolarità del campo è che ha la capacità di cambiare la direzione delle onde elettromagnetiche ad alte frequenze. Se un oggetto metallico viene posizionato in questo campo, inizierà a riscaldarsi senza contatto diretto con l'induttore sotto l'influenza delle correnti parassite create.

La corrente elettrica ad alta frequenza fornita dall'inverter alla bobina di induzione crea un campo magnetico con un vettore di onde magnetiche in costante cambiamento. Il metallo posizionato in questo campo si riscalda rapidamente

L'assenza di contatto consente di rendere trascurabili le perdite di energia durante il passaggio da un tipo all'altro, il che spiega la maggiore efficienza delle caldaie a induzione.

Per riscaldare l'acqua per il circuito di riscaldamento, è sufficiente assicurarne il contatto con un riscaldatore metallico. Spesso come elemento riscaldante viene utilizzato un tubo metallico, attraverso il quale viene semplicemente fatto passare un flusso d'acqua. L'acqua raffredda contemporaneamente il riscaldatore, aumentandone notevolmente la durata.

L'elettromagnete di un dispositivo ad induzione è ottenuto avvolgendo un filo attorno ad un nucleo di ferromagnete. La bobina di induzione risultante si riscalda e trasferisce il calore al corpo riscaldato o al liquido refrigerante che scorre nelle vicinanze attraverso lo scambiatore di calore

Letteratura

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Principio operativo

Quest'ultima opzione, utilizzata più spesso nelle caldaie per il riscaldamento, è diventata richiesta grazie alla facilità della sua implementazione. Il principio di funzionamento di un impianto di riscaldamento a induzione si basa sul trasferimento dell'energia del campo magnetico al liquido di raffreddamento (acqua). Nell'induttore si forma un campo magnetico. La corrente alternata che passa attraverso la bobina crea correnti parassite che trasformano l'energia in calore.

Principio di funzionamento dell'impianto di riscaldamento a induzione

L'acqua fornita attraverso il tubo inferiore alla caldaia viene riscaldata mediante trasferimento di energia ed esce attraverso il tubo superiore, entrando nell'impianto di riscaldamento. Una pompa integrata viene utilizzata per creare pressione. La circolazione costante dell'acqua nella caldaia impedisce il surriscaldamento degli elementi. Inoltre, durante il funzionamento, il liquido di raffreddamento vibra (a basso livello di rumore), per cui sono impossibili depositi di calcare sulle pareti interne della caldaia.

Possono essere realizzati riscaldatori ad induzione diversi modi.

Calcolo della potenza

Poiché il metodo ad induzione per la fusione dell'acciaio è meno costoso rispetto a metodi simili basati sull'uso di olio combustibile, carbone e altre fonti di energia, il calcolo di un forno a induzione inizia con il calcolo della potenza dell'unità.

La potenza di un forno a induzione è divisa in attiva e utile, ognuna di esse ha la propria formula.

Come dati iniziali è necessario sapere:

• la capacità del forno, nel caso considerato ad esempio, è di 8 tonnellate;
• potenza unitaria (viene preso il suo valore massimo) – 1300 kW;
• frequenza attuale – 50 Hz;
• La produttività dell'impianto del forno è di 6 tonnellate all'ora.

È necessario tenere conto anche del metallo o della lega da fondere: a seconda delle condizioni si tratta di zinco. Questo è un punto importante, il bilancio termico della fusione della ghisa in un forno a induzione, così come di altre leghe, è diverso.

Potenza utile trasferita al metallo liquido:

• Рpol = Wtheor×t×P,
• Tuttavia – consumo energetico specifico, è teorico e mostra il surriscaldamento del metallo di 10°C;
• P – produttività dell'impianto del forno, t/h;
• t - temperatura di surriscaldamento della lega o della billetta metallica nel bagno del forno, 0C
• Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Potenza attiva:

• P = Ppol/Yuterm,
• Rpol – tratto dalla formula precedente, kW;
• Yuterm è l'efficienza di un forno da fonderia, i suoi limiti vanno da 0,7 a 0,85, con una media di 0,76.
• P = 1311,2/0,76 = 1892,1 kW, il valore viene arrotondato a 1900 kW.

Nella fase finale, viene calcolata la potenza dell'induttore:

• Crosta = P/N,
• P – potenza attiva dell'installazione del forno, kW;
• N è il numero di induttori forniti sul forno.
• Crosta =1900/2= 950 kW.

Il consumo energetico di un forno a induzione durante la fusione dell'acciaio dipende dalle sue prestazioni e dal tipo di induttore.

Componenti del forno

Quindi, se sei interessato a realizzare un mini forno a induzione con le tue mani, è importante sapere che il suo elemento principale è la serpentina di riscaldamento. Quando versione fatta in casaè sufficiente utilizzare un induttore costituito da un tubo di rame nudo, il cui diametro è di 10 mm

Per l'induttore viene utilizzato un diametro interno di 80-150 mm e il numero di spire è 8-10. È importante che le curve non si tocchino e che la distanza tra loro sia di 5-7 mm. Parti dell'induttore non devono entrare in contatto con il suo schermo; lo spazio minimo deve essere di 50 mm.

Se hai intenzione di realizzare un forno a induzione con le tue mani, dovresti sapere che su scala industriale, per raffreddare gli induttori viene utilizzata acqua o antigelo. In caso di bassa potenza e funzionamento a breve termine del dispositivo creato, è possibile fare a meno del raffreddamento. Ma durante il funzionamento, l'induttore diventa molto caldo e le incrostazioni sul rame non solo possono ridurre drasticamente l'efficienza del dispositivo, ma anche portare a una perdita completa delle sue prestazioni. È impossibile realizzare da soli un induttore raffreddato, quindi dovrà essere sostituito regolarmente. Non è possibile utilizzare il raffreddamento ad aria forzata, poiché l'alloggiamento della ventola posizionato vicino alla bobina "attirerà" i campi elettromagnetici, il che porterà al surriscaldamento e alla diminuzione dell'efficienza del forno.

Il problema del riscaldamento a induzione di pezzi realizzati con materiali magnetici

Se l'inverter per il riscaldamento a induzione non è un auto-oscillatore, non dispone di un circuito di controllo automatico della frequenza (PLL) e funziona da un oscillatore principale esterno (a una frequenza vicina alla frequenza di risonanza del circuito oscillatorio “induttore - banco di condensatori di compensazione "). Nel momento in cui un pezzo di materiale magnetico viene introdotto nell'induttore (se le dimensioni del pezzo sono sufficientemente grandi e commisurate alle dimensioni dell'induttore), l'induttanza dell'induttore aumenta bruscamente, il che porta ad un'improvvisa diminuzione della frequenza di risonanza naturale del circuito oscillatorio e sua deviazione dalla frequenza dell'oscillatore principale. Il circuito va fuori risonanza con l'oscillatore principale, il che porta ad un aumento della sua resistenza e ad una improvvisa diminuzione della potenza trasmessa al pezzo. Se la potenza dell'impianto è regolata da una fonte di alimentazione esterna, la reazione naturale dell'operatore sarà quella di aumentare la tensione di alimentazione dell'impianto. Quando il pezzo viene riscaldato al punto Curie, le sue proprietà magnetiche scompaiono e la frequenza naturale del circuito oscillatorio ritorna alla frequenza dell'oscillatore principale. La resistenza del circuito diminuisce drasticamente e il consumo di corrente aumenta notevolmente. Se l'operatore non ha il tempo di rimuovere la tensione di alimentazione aumentata, l'installazione si surriscalderà e si guasterà.
Se l'impianto è attrezzato sistema automatico controllo, allora il sistema di controllo deve monitorare la transizione attraverso il punto Curie e ridurre automaticamente la frequenza dell'oscillatore principale, regolandolo in risonanza con il circuito oscillatorio (o ridurre la potenza fornita se la variazione di frequenza è inaccettabile).

Se i materiali non magnetici vengono riscaldati, quanto sopra non ha importanza. L'introduzione di un pezzo in materiale non magnetico nell'induttore praticamente non modifica l'induttanza dell'induttore e non sposta la frequenza di risonanza del circuito oscillatorio funzionante e non è necessario un sistema di controllo.

Se le dimensioni del pezzo sono molto più piccole delle dimensioni dell'induttore, anche la risonanza del circuito di lavoro non viene spostata notevolmente.

Fornelli a induzione

Articolo principale: Fornello a induzione

Fornello a induzione- fornello elettrico, riscaldamento utensili in metallo correnti parassite indotte create da un campo magnetico ad alta frequenza con una frequenza di 20-100 kHz.

Tale stufa ha un'efficienza maggiore rispetto agli elementi riscaldanti elettrici, poiché viene speso meno calore per riscaldare il corpo e inoltre non vi è alcun periodo di accelerazione e raffreddamento (quando l'energia generata, ma non assorbita dalle pentole, viene sprecata).

Forni fusori ad induzione

Articolo principale: Forno a crogiolo ad induzione

I forni fusori ad induzione (senza contatto) sono forni elettrici per la fusione e il surriscaldamento dei metalli, in cui il riscaldamento avviene a causa di correnti parassite che si formano nel crogiolo metallico (e metallo), o solo nel metallo (se il crogiolo non è di metallo); questo metodo di riscaldamento è più efficace se il crogiolo è scarsamente isolato).

Viene utilizzato nelle fonderie di fabbriche, nonché nelle officine di fusione di precisione e nelle officine di riparazione di impianti di costruzione di macchine per produrre getti di acciaio di alta qualità. È possibile fondere metalli non ferrosi (bronzo, ottone, alluminio) e loro leghe in un crogiolo di grafite. Un forno ad induzione funziona secondo il principio di un trasformatore, in cui l'avvolgimento primario è un induttore raffreddato ad acqua, e il carico secondario e allo stesso tempo è il metallo situato nel crogiolo. Il riscaldamento e la fusione del metallo avvengono a causa delle correnti che fluiscono al suo interno, che si verificano sotto l'influenza del campo elettromagnetico creato dall'induttore.

Storia del riscaldamento a induzione

La scoperta dell'induzione elettromagnetica nel 1831 appartiene a Michael Faraday. Quando un conduttore si muove nel campo di un magnete, in esso viene indotto un campo elettromagnetico, proprio come quando si muove un magnete, le cui linee di campo intersecano il circuito conduttore. La corrente nel circuito si chiama induzione. La legge dell'induzione elettromagnetica è la base per l'invenzione di molti dispositivi, compresi quelli definitivi: generatori e trasformatori che generano e distribuiscono energia elettrica, che è la base fondamentale dell'intera industria elettrica.

Nel 1841, James Joule (e indipendentemente Emil Lenz) formulò una valutazione quantitativa dell'effetto termico della corrente elettrica: “La potenza del calore rilasciata per unità di volume di un mezzo durante il flusso di corrente elettrica è proporzionale al prodotto della corrente elettrica densità e l'entità dell'intensità del campo elettrico” (legge di Joule - Lenz). L'effetto termico della corrente indotta ha dato origine alla ricerca di dispositivi per il riscaldamento senza contatto dei metalli. I primi esperimenti sul riscaldamento dell'acciaio mediante corrente di induzione furono condotti da E. Colby negli Stati Uniti.

Il primo che opera con successo il cosiddetto. Il forno a induzione a canale per la fusione dell'acciaio è stato costruito nel 1900 dalla Benedicks Bultfabrik a Gysing, in Svezia. Nella rispettabile rivista dell'epoca "THE ENGINEER" dell'8 luglio 1904 ne apparve una famosa, in cui l'ingegnere inventore svedese F. A. Kjellin parla del suo sviluppo. Il forno era alimentato da un trasformatore monofase. La fusione veniva effettuata in un crogiolo a forma di anello; il metallo in esso contenuto rappresentava l'avvolgimento secondario di un trasformatore, alimentato da una corrente di 50-60 Hz.

Il primo forno con una capacità di 78 kW fu messo in funzione il 18 marzo 1900 e si rivelò molto antieconomico, poiché la capacità di fusione era di soli 270 kg di acciaio al giorno. Nel novembre dello stesso anno venne costruito il forno successivo con una potenza di 58 kW e una capacità di acciaio di 100 kg. Il forno ha mostrato un'elevata efficienza; la capacità di fusione era compresa tra 600 e 700 kg di acciaio al giorno. Tuttavia, l'usura dovuta alle fluttuazioni termiche si è rivelata a un livello inaccettabile e le frequenti sostituzioni del rivestimento hanno ridotto l'efficienza finale.

L'inventore è giunto alla conclusione che per ottenere le massime prestazioni di fusione è necessario lasciare una parte significativa della massa fusa durante lo scarico, il che evita molti problemi, inclusa l'usura del rivestimento. Questo metodo di fusione dell'acciaio con un residuo, che venne chiamato "palude", è ancora conservato in alcune industrie che utilizzano forni di grande capacità.

Nel maggio 1902 fu messo in funzione un forno notevolmente migliorato con una capacità di 1800 kg, lo scarico era di 1000-1100 kg, il resto 700-800 kg, potenza 165 kW, la capacità di fusione dell'acciaio poteva raggiungere 4100 kg al giorno! Questo risultato, con un consumo energetico di 970 kWh/t, impressiona per la sua efficienza, che non è molto inferiore alla produttività moderna di circa 650 kWh/t. Secondo i calcoli dell'inventore, su un consumo energetico di 165 kW, sono andati persi 87,5 kW, la potenza termica utile è stata di 77,5 kW e si è ottenuta un'efficienza totale molto elevata del 47%. L'economicità è spiegata dal design anulare del crogiolo, che ha permesso di realizzare un induttore multigiro con bassa corrente e alta tensione - 3000 V. I forni moderni con crogiolo cilindrico sono molto più compatti, richiedono meno investimenti di capitale , sono più facili da usare, sono dotati di molti miglioramenti in cento anni di sviluppo, ma l'efficienza è aumentata in modo irrilevante. È vero, l'inventore nella sua pubblicazione ha ignorato il fatto che l'elettricità non viene pagata per la potenza attiva, ma per la potenza totale, che a una frequenza di 50-60 Hz è circa il doppio della potenza attiva. E dentro forni moderni la potenza reattiva è compensata da una batteria di condensatori.

Con la sua invenzione, l'ingegnere F. A. Kjellin gettò le basi per lo sviluppo di forni a canale industriali per la fusione di metalli non ferrosi e acciaio nei paesi industriali dell'Europa e dell'America. Il passaggio dai forni a canale da 50-60 Hz ai moderni forni a crogiolo ad alta frequenza durò dal 1900 al 1940.

Sistema di riscaldamento

Per realizzare un riscaldatore a induzione, gli artigiani esperti utilizzano un semplice inverter di saldatura, che converte la tensione continua in tensione alternata. In questi casi, utilizzare un cavo con sezione trasversale 6-8 mm, ma non standard per saldatrici a 2,5 mm.

Tali sistemi di riscaldamento devono essere di tipo chiuso e controllati automaticamente. Per ulteriore sicurezza, è necessaria una pompa che fornisca la circolazione attraverso il sistema, nonché una valvola di sfiato dell'aria. Un tale riscaldatore deve essere protetto da mobili di legno, così come dal pavimento e dal soffitto almeno 1 metro.

Attuazione in condizioni domestiche

Il riscaldamento a induzione non ha ancora conquistato sufficientemente il mercato a causa dell'elevato costo del sistema di riscaldamento stesso. Quindi, ad esempio, per le imprese industriali un tale sistema costerà 100.000 rubli, per uso domestico– da 25.000 rubli. e più in alto. Pertanto, l'interesse per i circuiti che consentono di creare un riscaldatore a induzione fatto in casa con le proprie mani è abbastanza comprensibile.

caldaia per riscaldamento a induzione

Basato su trasformatore

L'elemento principale del sistema riscaldamento a induzione con un trasformatore sarà il dispositivo stesso, che ha un avvolgimento primario e secondario. Nell'avvolgimento primario si formeranno flussi di vortici che creeranno un campo di induzione elettromagnetica. Questo campo influenzerà il secondario, che è, in effetti, un riscaldatore a induzione, implementato fisicamente sotto forma di un corpo caldaia per il riscaldamento. È l'avvolgimento secondario in cortocircuito che trasferisce l'energia al liquido di raffreddamento.

Avvolgimento secondario in cortocircuito del trasformatore

Gli elementi principali di un impianto di riscaldamento a induzione sono:

• nucleo;
• avvolgimento;
• due tipi di isolamento: isolamento termico ed elettrico.

Il nucleo è costituito da due tubi ferrimagnetici di diverso diametro con uno spessore di parete di almeno 10 mm, saldati l'uno nell'altro. Avvolgimento toroidale in filo di rame viene effettuato attraverso il tubo esterno. È necessario applicare da 85 a 100 giri con uguale distanza tra i giri. La corrente alternata, cambiando nel tempo, crea flussi di vortici in un circuito chiuso, che riscaldano il nucleo, e quindi il liquido di raffreddamento, effettuando il riscaldamento ad induzione.

Utilizzando inverter di saldatura ad alta frequenza

Un riscaldatore a induzione può essere creato utilizzando un inverter di saldatura, dove i componenti principali del circuito sono un alternatore, un induttore e un elemento riscaldante.

Il generatore viene utilizzato per convertire la frequenza di alimentazione standard di 50 Hz in una corrente con frequenza superiore. Questa corrente modulata viene fornita a una bobina dell'induttore cilindrico, dove il filo di rame viene utilizzato come avvolgimento.

Filo di rame per avvolgimento

La bobina crea un campo magnetico alternato, il cui vettore cambia con una frequenza specificata dal generatore. Le correnti parassite create indotte dal campo magnetico producono il riscaldamento dell'elemento metallico, che trasferisce energia al liquido di raffreddamento. In questo modo viene implementato un altro schema di riscaldamento a induzione fai-da-te.

L'elemento riscaldante può anche essere creato con le proprie mani da filo metallico tagliato lungo circa 5 mm e un pezzo di tubo polimerico in cui è inserito il metallo. Quando si installano le valvole nella parte superiore e inferiore del tubo, controllare la densità di riempimento: non dovrebbe esserci spazio libero. Secondo lo schema, circa 100 spire di cablaggio in rame sono posizionate sopra il tubo, che è l'induttore collegato ai terminali del generatore. Il riscaldamento per induzione del filo di rame avviene a causa di correnti parassite generate da un campo magnetico alternato.

Nota: i riscaldatori a induzione fai-da-te possono essere realizzati secondo qualsiasi schema, la cosa principale da ricordare è che è importante fornire un isolamento termico affidabile, altrimenti l'efficienza del sistema di riscaldamento diminuirà in modo significativo. .

Vantaggi e svantaggi del dispositivo

Ci sono molti “vantaggi” di un riscaldatore a induzione a vortice. Questo è un circuito semplice per l'autoproduzione, maggiore affidabilità, alta efficienza, costi energetici relativamente bassi, lunga durata, bassa probabilità di guasti, ecc.

La produttività del dispositivo può essere significativa; unità di questo tipo vengono utilizzate con successo nell'industria metallurgica. In termini di velocità di riscaldamento del liquido di raffreddamento, dispositivi di questo tipo competono con sicurezza con quelli tradizionali. caldaie elettriche, la temperatura dell'acqua nel sistema raggiunge rapidamente il livello richiesto.

Durante il funzionamento della caldaia a induzione, il riscaldatore vibra leggermente. Questa vibrazione scuote il calcare e altri possibili contaminanti dalle pareti del tubo metallico, quindi raramente è necessario pulire un dispositivo del genere. Naturalmente il sistema di riscaldamento dovrebbe essere protetto da questi contaminanti mediante un filtro meccanico.

Una bobina di induzione riscalda il metallo (tubo o pezzi di filo) posto al suo interno utilizzando correnti parassite ad alta frequenza, senza bisogno di contatto

Il contatto costante con l'acqua riduce al minimo la probabilità che il riscaldatore si bruci, problema abbastanza comune per le caldaie tradizionali con elementi riscaldanti. Nonostante le vibrazioni, la caldaia funziona in modo estremamente silenzioso e non è necessario un ulteriore isolamento acustico nel luogo di installazione.

Un altro vantaggio delle caldaie a induzione è che non perdono quasi mai, a meno che il sistema non sia installato correttamente. L'assenza di perdite è dovuta al metodo senza contatto di trasferimento dell'energia termica al riscaldatore. Utilizzando la tecnologia sopra descritta, il liquido di raffreddamento può essere riscaldato quasi allo stato di vapore.

Ciò fornisce una convezione termica sufficiente per favorire un movimento efficiente del liquido refrigerante attraverso i tubi. Nella maggior parte dei casi l'impianto di riscaldamento non dovrà essere dotato di pompa di circolazione, anche se tutto dipende dalle caratteristiche e dalla progettazione dello specifico impianto di riscaldamento.

A volte è necessaria una pompa di circolazione. L'installazione del dispositivo è relativamente semplice. Anche se ciò richiederà alcune competenze nell'installazione di apparecchi elettrici e tubi di riscaldamento.

Ma questo dispositivo comodo e affidabile presenta una serie di svantaggi che dovrebbero essere presi in considerazione. Ad esempio, una caldaia riscalda non solo il liquido di raffreddamento, ma anche l'intero spazio di lavoro che lo circonda. È necessario stanziare per tale unità stanza separata e rimuovere tutti gli oggetti estranei da esso. Per una persona, anche rimanere a lungo nelle immediate vicinanze di una caldaia funzionante può essere pericoloso.

I riscaldatori a induzione richiedono corrente elettrica per funzionare. Sia le apparecchiature fatte in casa che quelle prodotte in fabbrica sono collegate alla rete CA domestica

Il dispositivo richiede energia elettrica per funzionare. Nelle aree in cui non vi è libero accesso a questo beneficio della civiltà, una caldaia a induzione sarà inutile. E anche dove ci sono frequenti interruzioni di corrente, dimostrerà una bassa efficienza

Se l'apparecchio viene maneggiato con noncuranza può verificarsi un'esplosione.

Se surriscaldi il liquido refrigerante, si trasformerà in vapore. Di conseguenza, la pressione nel sistema aumenterà bruscamente, cosa che i tubi semplicemente non possono sopportare e scoppieranno. Pertanto, per il normale funzionamento del sistema, il dispositivo deve essere dotato almeno di un manometro e, ancora meglio, di un dispositivo di arresto di emergenza, di un termostato, ecc.

Tutto ciò può aumentare significativamente il costo di una caldaia a induzione fatta in casa. Sebbene il dispositivo sia considerato praticamente silenzioso, non è sempre così. Alcuni modelli potrebbero comunque produrre rumore per vari motivi. Per un dispositivo realizzato in modo indipendente, aumenta la probabilità di un tale risultato.

Non ci sono praticamente componenti soggetti ad usura nella progettazione dei riscaldatori a induzione sia fabbricati in fabbrica che fatti in casa. Durano tantissimo e funzionano perfettamente

Caldaie a induzione fatte in casa

Più circuito semplice il dispositivo, che è assemblato, è costituito da un pezzo Tubo di plastica, nella cui cavità sono inseriti vari elementi metallici in modo da creare un nucleo. Può essere un sottile acciaio inossidabile arrotolato in sfere, un filo tagliato in piccoli pezzi - una vergella con un diametro di 6-8 mm o anche un trapano con un diametro corrispondente alla dimensione interna del tubo. Dall'esterno, vengono incollati bastoncini in fibra di vetro e su di essi viene avvolto un filo isolante in vetro di 1,5-1,7 mm di spessore. La lunghezza del filo è di circa 11 m La tecnologia di produzione può essere studiata guardando il video:

• L'autore ha fatto un buon lavoro e il suo prodotto funziona senza dubbio.
• Non sono stati effettuati calcoli sullo spessore del filo, sul numero e sul diametro delle spire della bobina. I parametri di avvolgimento sono stati adottati per analogia con piano cottura Di conseguenza, uno scaldabagno a induzione avrà una potenza non superiore a 2 kW.
• IN scenario migliore un'unità fatta in casa sarà in grado di riscaldare l'acqua per due radiatori di riscaldamento da 1 kW ciascuno, questo è sufficiente per riscaldare una stanza. Nel peggiore dei casi, il riscaldamento sarà debole o scomparirà del tutto, poiché i test sono stati eseguiti senza flusso di refrigerante.

È difficile trarre conclusioni più precise a causa della mancanza di informazioni su ulteriori test del dispositivo. Un altro modo per organizzare autonomamente il riscaldamento a induzione dell'acqua per il riscaldamento è mostrato nel seguente video:

Il radiatore, saldato da più tubi metallici, funge da nucleo esterno per le correnti parassite create dalla bobina dello stesso piano a induzione. Le conclusioni sono le seguenti:

• La potenza termica del riscaldatore risultante non supera la potenza elettrica del pannello.
• Il numero e la dimensione dei tubi sono stati scelti in modo casuale ma hanno fornito una superficie sufficiente per trasferire il calore generato dalle correnti parassite.
• Questo circuito di riscaldamento a induzione si è rivelato efficace in un caso specifico in cui l'appartamento è circondato da locali di altri appartamenti riscaldati. Inoltre l'autore non ha mostrato il funzionamento dell'impianto nella stagione fredda con registrazione della temperatura dell'aria negli ambienti.

Per confermare le conclusioni tratte, si propone di guardare un video in cui l'autore ha provato a utilizzare un riscaldatore simile in un edificio isolato e indipendente:

Principio operativo

Il riscaldamento ad induzione è il riscaldamento dei materiali mediante correnti elettriche indotte da un campo magnetico alternato. Di conseguenza, questo è il riscaldamento di prodotti costituiti da materiali conduttivi (conduttori) da parte del campo magnetico degli induttori (sorgenti di campo magnetico alternato).

Il riscaldamento a induzione viene eseguito come segue. Un pezzo elettricamente conduttivo (metallo, grafite) viene inserito in un cosiddetto induttore, che è uno o più giri di filo (molto spesso rame). Potenti correnti di varie frequenze (da decine di Hz a diversi MHz) vengono indotte nell'induttore utilizzando un generatore speciale, risultando in un campo elettromagnetico attorno all'induttore. Il campo elettromagnetico induce correnti parassite nel pezzo. Le correnti parassite riscaldano il pezzo sotto l'influenza del calore Joule.

Il sistema induttore vuoto è un trasformatore senza nucleo in cui l'induttore è l'avvolgimento primario. Il pezzo è come un avvolgimento secondario, cortocircuitato. Il flusso magnetico tra gli avvolgimenti è chiuso attraverso l'aria.

Alle alte frequenze, le correnti parassite vengono spostate dal campo magnetico da esse stesse generato negli strati superficiali sottili del pezzo Δ ​​(effetto pelle), a seguito del quale la loro densità aumenta notevolmente e il pezzo si riscalda. Gli strati metallici sottostanti vengono riscaldati a causa della conduttività termica. Non è la corrente ad essere importante, ma l’elevata densità di corrente. Nello strato cutaneo Δ la densità di corrente aumenta di e volte rispetto alla densità di corrente nel pezzo, mentre l'86,4% del calore totale rilasciato viene rilasciato nello strato superficiale. La profondità dello strato cutaneo dipende dalla frequenza delle radiazioni: maggiore è la frequenza, più sottile è lo strato cutaneo. Dipende anche dalla permeabilità magnetica relativa μ del materiale del pezzo.

Per ferro, cobalto, nichel e leghe magnetiche a temperature inferiori al punto di Curie, μ ha un valore da diverse centinaia a decine di migliaia. Per altri materiali (fusi, metalli non ferrosi, eutettici liquidi a basso punto di fusione, grafite, ceramiche elettricamente conduttive, ecc.) μ è approssimativamente uguale all'unità.

Formula per calcolare la profondità della pelle in mm:

Dove ρ - resistività elettrica del materiale del pezzo alla temperatura di lavorazione, Ohm m, F- frequenza del campo elettromagnetico generato dall'induttore, Hz.

Ad esempio, alla frequenza di 2 MHz, la profondità della pelle del rame è di circa 0,047 mm, del ferro ≈ 0,0001 mm.

L'induttore diventa molto caldo durante il funzionamento poiché assorbe la propria radiazione. Inoltre, assorbe la radiazione termica dal pezzo caldo. Producono induttori da tubi di rame, raffreddato con acqua. L'acqua viene fornita mediante aspirazione: ciò garantisce la sicurezza in caso di esaurimento o altra depressurizzazione dell'induttore.

Principio operativo

L'unità di fusione di un forno a induzione viene utilizzata per riscaldare un'ampia varietà di metalli e leghe. Il design classico è costituito dai seguenti elementi:

1. Pompa di scarico.
2. Induttore raffreddato ad acqua.
3. Telaio in acciaio inox o alluminio.
4. Zona contatti.
5. Il focolare è realizzato in cemento resistente al calore.
6. Supporto con cilindro oleodinamico e gruppo cuscinetto.

Il principio di funzionamento si basa sulla creazione di correnti parassite di Foucault. Di norma, tali correnti causano malfunzionamenti durante il funzionamento degli elettrodomestici, ma in questo caso vengono utilizzate per riscaldare la carica alla temperatura richiesta. Quasi tutta l'elettronica inizia a riscaldarsi durante il funzionamento. Questo fattore negativo l'energia elettrica viene utilizzata a pieno regime.

Vantaggi del dispositivo

Il forno fusorio ad induzione ha cominciato ad essere utilizzato relativamente di recente. Nei siti di produzione sono installati i famosi forni a focolare aperto, altiforni e altri tipi di apparecchiature. Un tale forno per la fusione del metallo presenta i seguenti vantaggi:

1. L'utilizzo del principio di induzione consente di rendere compatta l'apparecchiatura. Ecco perché non ci sono problemi con il loro posizionamento in spazi piccoli. Un esempio sono gli altiforni, che possono essere installati esclusivamente in locali predisposti.
2. I risultati degli studi indicano che l’efficienza è quasi del 100%.
3. Elevata velocità di fusione. L'elevata efficienza determina che occorre molto meno tempo per riscaldare il metallo rispetto ad altri forni.
4. Alcuni forni possono causare cambiamenti durante la fusione Composizione chimica metallo L'induzione occupa il primo posto in termini di purezza della fusione. Le correnti di Foucault create riscaldano il pezzo dall'interno, eliminando così la possibilità che varie impurità entrino nella composizione.

È proprio quest'ultimo vantaggio che determina la diffusione dei forni ad induzione in gioielleria, poiché anche una piccola concentrazione di impurità estranee può influenzare negativamente il risultato ottenuto.

A causa del fatto che M. Faraday scoprì il fenomeno dell'induzione elettromagnetica nel 1831, il mondo vide un gran numero di dispositivi che riscaldano l'acqua e altri mezzi.

Poiché questa scoperta è stata realizzata, le persone lo usano nella vita di tutti i giorni:

• Bollitore elettrico con piastra riscaldante per il riscaldamento dell'acqua;
• Forno multicottura;
• Piano cottura a induzione;
• Microonde (fornelli);
• Stufa;
• Colonna riscaldante.

L'apertura viene utilizzata anche per un estrusore (non meccanico). In precedenza, era ampiamente utilizzato nella metallurgia e in altri settori legati alla lavorazione dei metalli. Una caldaia induttiva di fabbrica funziona secondo il principio dell'azione delle correnti parassite su un nucleo speciale situato nella parte interna della bobina. Le correnti parassite di Foucault sono superficiali, quindi è meglio prendere un tubo metallico cavo come nucleo attraverso il quale passa l'elemento refrigerante.

La formazione di correnti elettriche avviene a causa dell'alimentazione di tensione elettrica alternata all'avvolgimento, provocando la comparsa di un campo magnetico elettrico alternato, che cambia potenziale 50 volte al secondo. ad una frequenza industriale standard di 50 Hz.

In questo caso la bobina di induzione Ruhmkorff è progettata in modo tale da poter essere collegata direttamente alla rete elettrica. Nella produzione, per tale riscaldamento vengono utilizzate correnti elettriche ad alta frequenza - fino a 1 MHz, quindi è abbastanza difficile ottenere il funzionamento del dispositivo a 50 Hz. Lo spessore del filo e il numero di spire di avvolgimento utilizzate dal dispositivo vengono calcolati separatamente per ciascuna unità utilizzando un metodo speciale per la potenza termica richiesta. Un'unità potente fatta in casa deve funzionare in modo efficiente, riscaldare rapidamente l'acqua che scorre attraverso il tubo e non riscaldarsi.

Pertanto, le organizzazioni investono ingenti fondi nello sviluppo e nell'implementazione di tali prodotti:

• Tutti i problemi vengono risolti con successo;
• L'efficienza del dispositivo di riscaldamento è del 98%;
• Funziona senza interruzioni.

Oltre alla massima efficienza, non si può fare a meno di essere attratti dalla velocità con cui viene riscaldato il mezzo che passa attraverso il nucleo. Nella fig. Viene proposto uno schema del funzionamento di uno scaldacqua a induzione realizzato nello stabilimento. Tale schema ha un'unità del marchio "VIN", prodotta dallo stabilimento di Izhevsk.

La durata del funzionamento dell'unità dipende esclusivamente da quanto è sigillato l'alloggiamento e da come l'isolamento delle spire del filo non viene danneggiato, e questo è un periodo piuttosto significativo, secondo il produttore - fino a 30 anni.

Per tutti questi vantaggi, che il dispositivo ha al 100%, è necessario sborsare un sacco di soldi; uno scaldabagno magnetico a induzione è il più costoso di tutti i tipi di impianti di riscaldamento. Pertanto, molti artigiani preferiscono assemblare da soli un'unità di riscaldamento ultraeconomica.

Regole per realizzare da soli l'attrezzatura

Affinché l'impianto di riscaldamento a induzione funzioni correttamente, la corrente per tale prodotto deve corrispondere alla potenza (deve essere almeno 15 ampere, se necessario, di più).

• Il filo deve essere tagliato in pezzi non più grandi di cinque centimetri. Ciò è necessario per un riscaldamento efficiente in un campo ad alta frequenza.
• Il corpo non deve avere un diametro inferiore al filo preparato e avere pareti spesse.
• Per il collegamento alla rete di riscaldamento, su un lato della struttura è fissato un adattatore speciale.
• È necessario posizionare una rete sul fondo del tubo per evitare che il filo cada.
• Quest'ultimo è necessario in quantità tale da riempire l'intero spazio interno.
• La struttura è chiusa e l'adattatore è installato.
• Quindi viene costruita una bobina da questo tubo. Per fare questo, avvolgilo con il filo già preparato. È necessario rispettare il numero di giri: minimo 80, massimo 90.
• Dopo il collegamento al sistema di riscaldamento, l'acqua viene versata nel dispositivo. La bobina è collegata all'inverter predisposto.
• È installata una pompa di alimentazione dell'acqua.
• È installato un regolatore di temperatura.

Pertanto, il calcolo del riscaldamento a induzione dipenderà dai seguenti parametri: lunghezza, diametro, temperatura e tempo di lavorazione

Prestare attenzione all'induttanza dei bus che portano all'induttore, che può essere molto maggiore dell'induttore stesso.

Riscaldamento a induzione ad alta precisione

Questo riscaldamento ha il principio più semplice, poiché è senza contatto. Il riscaldamento a impulsi ad alta frequenza consente di raggiungere le condizioni di temperatura più elevate alle quali è possibile lavorare i metalli più difficili da fondere. Per eseguire il riscaldamento a induzione, è necessario creare la tensione richiesta di 12 V (volt) e la frequenza di induttanza nei campi elettromagnetici.

Questo può essere fatto in un dispositivo speciale: un induttore. Si alimenta con energia elettrica proveniente da un alimentatore industriale a 50 Hz.

A questo scopo è possibile utilizzare alimentatori singoli – convertitori/generatori. Il dispositivo più semplice per un dispositivo a bassa frequenza è una spirale (conduttore isolato), che può essere posizionata all'interno di un tubo metallico o avvolta attorno ad esso. Le correnti che scorrono riscaldano il tubo, che successivamente fornisce calore all'ambiente abitativo.

L'uso del riscaldamento a induzione a frequenze minime non è comune. La lavorazione più comune dei metalli è a frequenze più alte o medie. Tali dispositivi si distinguono per il fatto che l'onda magnetica viaggia verso la superficie, dove si attenua. L'energia viene convertita in calore. Per ottenere l'effetto migliore, entrambi i componenti devono avere una forma simile. Dove viene applicato il calore?

Oggi l'uso del riscaldamento ad alta frequenza è molto diffuso:

• Per fondere i metalli e saldarli con un metodo senza contatto;
• Industria metalmeccanica;
• Gioielleria;
• Creazione di piccoli elementi (tavole) che possono danneggiarsi utilizzando altre tecniche;
• Indurimento delle superfici di parti di varie configurazioni;
• Trattamento termico di parti;
• Pratica medica (disinfezione di dispositivi/strumenti).

Il riscaldamento può risolvere molti problemi.

Cos'è il riscaldamento a induzione

Il principio su cui funziona uno scaldabagno a induzione.

Un dispositivo a induzione funziona con l'energia generata da un campo elettromagnetico. Viene assorbito dal vettore di calore, cedendolo poi ai locali:

1. Un induttore crea un campo elettromagnetico in uno scaldabagno di questo tipo. Questa è una bobina di filo multigiro di forma cilindrica.
2. Attraversandola, una corrente elettrica alternata attorno alla bobina genera un campo magnetico.
3. Le sue linee sono disposte perpendicolari al vettore del flusso elettromagnetico. Quando vengono spostati ricreano un cerchio chiuso.
4. Le correnti parassite create dalla corrente alternata convertono l'energia elettrica in calore.

L'energia termica durante il riscaldamento a induzione viene spesa con parsimonia e con una bassa velocità di riscaldamento. Grazie a ciò il dispositivo ad induzione porta l'acqua per l'impianto di riscaldamento ad elevata temperatura in un breve periodo di tempo.

Caratteristiche del dispositivo

La corrente elettrica è collegata all'avvolgimento primario.

Il riscaldamento a induzione viene effettuato utilizzando un trasformatore. È costituito da una coppia di avvolgimenti:

• esterno (primario);
• cortocircuitato interno (secondario).

Le correnti parassite si formano nella parte profonda del trasformatore. Reindirizzano il campo elettromagnetico emergente al circuito secondario. Funziona contemporaneamente come alloggiamento e funge da elemento riscaldante per l'acqua.

Con un aumento della densità dei flussi di vortice diretti al nucleo, prima si riscalda esso stesso, quindi l'intero elemento termico.

Per fornire acqua fredda e rimuovere il liquido di raffreddamento preparato nell'impianto di riscaldamento, il riscaldatore a induzione è dotato di una coppia di tubi:

1. Quello inferiore è installato sulla parte di ingresso del sistema di approvvigionamento idrico.
2. Il tubo superiore va alla sezione di alimentazione dell'impianto di riscaldamento.

Da quali elementi è composto il dispositivo e come funziona?

Uno scaldabagno a induzione è costituito dai seguenti elementi strutturali:

Foto	Unità strutturale
	Induttore. Consiste in molti giri di filo di rame. È in essi che viene generato il campo elettromagnetico.
	Un elemento riscaldante. Si tratta di un tubo metallico o di pezzi di filo di acciaio posti all'interno dell'induttore.
	Generatore. Trasforma l'elettricità domestica in corrente elettrica ad alta frequenza. Il ruolo di un generatore può essere svolto da un inverter di una saldatrice.

Schema di funzionamento di un impianto di riscaldamento con scaldabagno a induzione.

Quando tutti i componenti del dispositivo interagiscono, l'energia termica viene generata e trasferita all'acqua. Lo schema di funzionamento dell'unità è il seguente:

1. Il generatore produce corrente elettrica ad alta frequenza. Quindi lo trasmette alla bobina di induzione.
2. Riceve la corrente e la trasforma in un campo magnetico elettrico.
3. Il riscaldatore situato all'interno della bobina si riscalda dall'azione dei flussi di vortice che compaiono a causa di un cambiamento nel vettore del campo magnetico.
4. L'acqua che circola all'interno dell'elemento viene riscaldata da esso. Quindi entra nel sistema di riscaldamento.

Vantaggi e svantaggi del metodo di riscaldamento a induzione

L'unità è compatta e occupa poco spazio.

I riscaldatori a induzione sono dotati di tali vantaggi:

• alto livello di efficienza;
• non necessitano di manutenzione frequente;
• occupano poco spazio libero;
• a causa delle vibrazioni del campo magnetico, le incrostazioni non si depositano al loro interno;
• i dispositivi sono silenziosi;
• sono sicuri;
• a causa della tenuta dell'alloggiamento non ci sono perdite;
• Il funzionamento del riscaldatore è completamente automatizzato;
• l'unità è ecologica, non emette fuliggine o fuliggine monossido di carbonio eccetera.

La foto mostra una caldaia a induzione per il riscaldamento dell'acqua di fabbrica.

Lo svantaggio principale del dispositivo è l'alto costo dei suoi modelli di fabbrica..

Tuttavia questo svantaggio può essere livellato se si monta un riscaldatore a induzione con le proprie mani. L'unità è assemblata da elementi facilmente accessibili, il loro prezzo è basso.

Vantaggi dell'utilizzo di tutti i tipi di riscaldatori a induzione

Un riscaldatore a induzione presenta indubbi vantaggi ed è leader tra tutti i tipi di dispositivi. Questo vantaggio è il seguente:

• Consuma meno elettricità e non inquina lo spazio circostante.
• Facile da usare, fornisce un lavoro di alta qualità e consente di controllare il processo.
• Il riscaldamento attraverso le pareti della camera garantisce una particolare purezza e la possibilità di ottenere leghe ultrapure, mentre la fusione può essere effettuata in diverse atmosfere, compresi gas inerti e vuoto.
• Con il suo aiuto è possibile riscaldare uniformemente parti di qualsiasi forma o riscaldamento selettivo
• Infine, i riscaldatori a induzione sono universali, il che consente loro di essere utilizzati ovunque, sostituendo installazioni obsolete e inefficienti che consumano energia.

Quando realizzi un riscaldatore a induzione con le tue mani, devi preoccuparti della sicurezza del dispositivo. Per fare questo devi seguire le seguenti regole, aumentando il livello di affidabilità del sistema complessivo:

1. Una valvola di sicurezza dovrebbe essere inserita nel T superiore per alleviare la pressione in eccesso. Altrimenti, se la pompa di circolazione si guasta, il nucleo scoppierà semplicemente sotto l'influenza del vapore. Di norma, tali momenti sono previsti dal circuito di un semplice riscaldatore a induzione.
2. L'inverter è collegato alla rete solo tramite un interruttore differenziale. Questo dispositivo funziona in situazioni critiche e aiuta a evitare cortocircuiti.
3. L'inverter di saldatura deve essere messo a terra facendo passare il cavo su un apposito circuito metallico montato nel terreno dietro le pareti della struttura.
4. Il corpo del riscaldatore a induzione deve essere posizionato ad un'altezza di 80 cm sopra il livello del pavimento. Inoltre, la distanza dal soffitto dovrebbe essere di almeno 70 cm e dagli altri mobili di oltre 30 cm.
5. Un riscaldatore a induzione produce un campo elettromagnetico molto forte, quindi tale installazione dovrebbe essere tenuta lontana da alloggi e recinti con animali domestici.

Circuito del riscaldatore a induzione

Grazie alla scoperta del fenomeno dell'induzione elettromagnetica da parte di M. Faraday nel 1831, nella nostra vita moderna sono apparsi molti dispositivi che riscaldano l'acqua e altri mezzi. Ogni giorno utilizziamo un bollitore elettrico con riscaldatore a disco, un multicooker e un piano cottura a induzione, poiché solo ai nostri tempi siamo riusciti a realizzare questa scoperta per l'uso quotidiano. In precedenza veniva utilizzato nell'industria metallurgica e in altre industrie della lavorazione dei metalli.

Una caldaia ad induzione di fabbrica utilizza nel suo funzionamento il principio dell'azione delle correnti parassite su un nucleo metallico posto all'interno della bobina. Le correnti parassite di Foucault sono di natura superficiale, quindi ha senso utilizzare un tubo metallico cavo come nucleo attraverso il quale scorre un liquido di raffreddamento riscaldato.

Principio di funzionamento di un riscaldatore a induzione

La formazione di correnti è dovuta all'alimentazione di tensione elettrica alternata all'avvolgimento, provocando la comparsa di un campo elettromagnetico alternato che cambia potenziale 50 volte al secondo ad una normale frequenza industriale di 50 Hz. In questo caso la bobina di induzione è progettata in modo tale da poter essere collegata direttamente alla rete CA. Nell'industria, per tale riscaldamento vengono utilizzate correnti ad alta frequenza - fino a 1 MHz, quindi è abbastanza difficile ottenere il funzionamento del dispositivo a una frequenza di 50 Hz.

Lo spessore del filo di rame e il numero di spire dell'avvolgimento utilizzato dagli scaldacqua a induzione vengono calcolati separatamente per ciascuna unità utilizzando un metodo speciale per la potenza termica richiesta. Il prodotto deve funzionare in modo efficiente, riscaldare rapidamente l'acqua che scorre attraverso il tubo e non surriscaldarsi. Le aziende investono molto denaro nello sviluppo e nell'implementazione di tali prodotti, quindi tutti i problemi vengono risolti con successo e l'efficienza del riscaldatore è del 98%.

Oltre all'elevata efficienza, ciò che è particolarmente interessante è la velocità con cui viene riscaldato il fluido che scorre attraverso il nucleo. La figura mostra uno schema del funzionamento di un riscaldatore a induzione realizzato in fabbrica. Questo schema viene utilizzato nelle unità del noto marchio VIN, prodotte dallo stabilimento di Izhevsk.

Schema di funzionamento del riscaldatore

La longevità del generatore di calore dipende solo dalla tenuta dell'involucro e dall'integrità dell'isolamento delle spire del filo, e questo risulta essere un periodo abbastanza lungo; i produttori dichiarano fino a 30 anni. Per tutti questi vantaggi che questi dispositivi hanno effettivamente, devi pagare un sacco di soldi; uno scaldabagno a induzione è il più costoso di tutti i tipi di impianti di riscaldamento elettrico. Per questo motivo alcuni artigiani hanno iniziato a realizzare un dispositivo fatto in casa con l'obiettivo di utilizzarlo per riscaldare la casa.

Processo fai da te

I seguenti strumenti saranno utili per il lavoro:

• inverter di saldatura;
• saldatura che genera corrente da 15 ampere.

Avrai anche bisogno di filo di rame, che è avvolto attorno al corpo centrale. Il dispositivo fungerà da induttore. I contatti dei fili sono collegati ai terminali dell'inverter in modo che non si formino torsioni. Il pezzo di materiale necessario per assemblare l'anima deve essere della lunghezza richiesta. In media, il numero di giri è 50, il diametro del filo è di 3 millimetri.

Filo di rame di diversi diametri per l'avvolgimento

Ora passiamo al nocciolo della questione. Il suo ruolo sarà un tubo polimerico in polietilene. Questo tipo di plastica può resistere a temperature piuttosto elevate. Il diametro del nucleo è di 50 millimetri, lo spessore della parete è di almeno 3 mm. Questa parte viene utilizzata come calibro su cui viene avvolto il filo di rame, formando un induttore. Quasi chiunque può assemblare un semplice scaldabagno a induzione.

Nel video vedrai un modo per organizzare autonomamente il riscaldamento a induzione dell'acqua per il riscaldamento:

Prima opzione

Il filo viene tagliato in sezioni da 50 mm e con esso viene riempito un tubo di plastica. Per evitare che fuoriesca dal tubo, sigillare le estremità con una rete metallica. Gli adattatori del tubo sono posizionati alle estremità, nel punto in cui è collegato il riscaldatore.

Sul corpo di quest'ultimo è avvolto un avvolgimento con filo di rame. A questo scopo occorrono circa 17 metri di filo: bisogna fare 90 giri, il diametro del tubo è di 60 millimetri. 3,14×60×90=17 mt.

È importante saperlo! Quando si controlla il funzionamento del dispositivo, è necessario assicurarsi attentamente che vi sia acqua (refrigerante). Altrimenti, il corpo del dispositivo si scioglierà rapidamente.
. Il tubo si schianta contro la pipeline

Il riscaldatore è collegato all'inverter. Non resta che riempire d'acqua il dispositivo e accenderlo. Tutto è pronto!

Il tubo si schianta contro la conduttura. Il riscaldatore è collegato all'inverter. Non resta che riempire d'acqua il dispositivo e accenderlo. Tutto è pronto!

Seconda opzione

Questa opzione è molto più semplice. Sulla parte verticale del tubo viene selezionato un tratto rettilineo della dimensione di un metro. Dovrebbe essere accuratamente pulito dalla vernice usando carta vetrata. Successivamente, questa sezione del tubo viene ricoperta da tre strati di tessuto elettrico. Una bobina di induzione è avvolta con filo di rame. L'intero sistema di connessione è ben isolato. Ora puoi collegare l'inverter di saldatura e il processo di assemblaggio è completamente completato.

Bobina di induzione avvolta con filo di rame

Prima di iniziare a realizzare uno scaldabagno con le proprie mani, è consigliabile familiarizzare con le caratteristiche dei prodotti di fabbrica e studiarne i disegni. Questo ti aiuterà a capire i dati di origine attrezzature fatte in casa ed evitare possibili errori.

Terza opzione

Per realizzare il riscaldatore in questo modo più complesso, è necessario utilizzare la saldatura. Avrai anche bisogno di un trasformatore trifase per il funzionamento. Due tubi devono essere saldati l'uno nell'altro, che fungerà da riscaldatore e nucleo. Un avvolgimento è avvitato sul corpo dell'induttore. Ciò aumenta le prestazioni del dispositivo, che ha dimensioni compatte, molto comode per l'uso domestico.

Avvolgimento sul corpo dell'induttore

Per fornire e scaricare l'acqua, 2 tubi sono saldati nel corpo dell'unità di induzione. Per non disperdere calore ed evitare possibili dispersioni di corrente, è necessario realizzare un isolamento. Eliminerà i problemi sopra descritti ed eliminerà completamente il rumore durante il funzionamento della caldaia.

A seconda delle caratteristiche del design, si distinguono i forni a induzione da pavimento e da tavolo. Indipendentemente dall'opzione scelta, esistono diverse regole di base per l'installazione:

1. Quando l'apparecchiatura è in funzione, il carico sulla rete elettrica è elevato. Per eliminare la possibilità di cortocircuito dovuto all'usura dell'isolamento, durante l'installazione è necessario effettuare una messa a terra di alta qualità.
2. Il design ha un circuito di raffreddamento ad acqua, che elimina la possibilità di surriscaldamento degli elementi principali. Ecco perché è necessario garantire un aumento affidabile dell'acqua.
3. Se stai installando una stufa da tavolo, dovresti prestare attenzione alla stabilità della base utilizzata.
4. Il forno per la fusione del metallo è rappresentato da un complesso apparecchio elettrico, durante l'installazione è necessario seguire tutte le raccomandazioni del produttore. Attenzione speciale viene fornito ai parametri della fonte di alimentazione, che deve corrispondere al modello del dispositivo.
5. Non dimenticare che dovrebbe esserci molto spazio libero attorno alla stufa. Durante il funzionamento, anche una piccola massa fusa in volume e massa può fuoriuscire accidentalmente dallo stampo. A temperature superiori a 1000 gradi Celsius, causerà danni irreparabili vari materiali, e potrebbe anche provocare un incendio.

Il dispositivo potrebbe diventare molto caldo durante il funzionamento. Ecco perché non dovrebbero esserci sostanze infiammabili o esplosive nelle vicinanze. Inoltre, secondo la tecnologia sicurezza antincendio chiudere dovrebbe è necessario installare uno scudo antincendio.

Norme di sicurezza

Per gli impianti di riscaldamento che utilizzano il riscaldamento a induzione è importante seguire alcune regole per evitare perdite, perdite di efficienza, consumi energetici e incidenti. . I sistemi di riscaldamento a induzione richiedono una valvola di sicurezza per rilasciare acqua e vapore in caso di guasto della pompa.


Per evitare interruzioni nel funzionamento della rete elettrica, si consiglia di collegare una caldaia con riscaldamento a induzione, realizzata a mano secondo gli schemi proposti, a una linea di alimentazione separata, la cui sezione del cavo sarà di almeno 5 mm2

Il cablaggio convenzionale potrebbe non essere in grado di gestire il consumo energetico richiesto.

1. I sistemi di riscaldamento a induzione richiedono una valvola di sicurezza per rilasciare acqua e vapore in caso di guasto della pompa.
2. Per il funzionamento sicuro di un sistema di riscaldamento assemblato da soli sono necessari un manometro e un RCD.
3. La messa a terra e l'isolamento elettrico dell'intero sistema di riscaldamento a induzione impediranno scosse elettriche.
4. Per evitare gli effetti dannosi del campo elettromagnetico sul corpo umano, è preferibile spostare tali impianti fuori dall'area residenziale, dove dovranno essere rispettate le regole di installazione, secondo le quali il dispositivo di riscaldamento a induzione deve essere posizionato ad una distanza di 80 cm dall'edificio. orizzontale (pavimento e soffitto) e 30 cm dalle superfici verticali.
5. Prima di accendere il sistema, assicurarsi di controllare la presenza del liquido refrigerante.
6. Per evitare guasti nel funzionamento della rete elettrica, si consiglia di collegare una caldaia con riscaldamento a induzione, realizzata a mano secondo gli schemi proposti, a una linea di alimentazione separata, la cui sezione del cavo sarà di almeno 5 mm2 . Il cablaggio convenzionale potrebbe non essere in grado di gestire il consumo energetico richiesto.

Creazione di dispositivi sofisticati

Realizzare un impianto di riscaldamento HDTV con le proprie mani è più difficile, ma i radioamatori possono farlo, perché per assemblarlo sarà necessario un circuito multivibratore. Il principio di funzionamento è simile: le correnti parassite derivanti dall'interazione del riempitivo metallico al centro della bobina e il suo campo altamente magnetico riscaldano la superficie.

Progettazione di impianti HDTV

Poiché anche le bobine più piccole producono una corrente di circa 100 A, sarà necessario collegare ad esse una capacità di risonanza per bilanciare la corrente di induzione. Esistono 2 tipi di circuiti di lavoro per il riscaldamento dell'HDTV a 12 V:

• collegato all'alimentazione di rete.

• elettrici mirati;
• collegato all'alimentazione di rete.

Nel primo caso, l'installazione di una mini HDTV può essere assemblata in un'ora. Anche in assenza di una rete da 220 V, è possibile utilizzare un generatore di questo tipo ovunque, purché come fonte di alimentazione si dispongano delle batterie dell'auto. Certo, non è abbastanza potente da fondere il metallo, ma può raggiungere le alte temperature necessarie per piccoli lavori, come scaldare coltelli e cacciaviti blu. Per crearlo è necessario acquistare:

• transistor ad effetto di campo BUZ11, IRFP460, IRFP240;
• batteria auto da 70 A/h;
• condensatori ad alta tensione.

La corrente dell'alimentatore da 11 A diminuisce a 6 A durante il riscaldamento a causa della resistenza metallica, ma rimane la necessità di fili spessi in grado di sopportare una corrente di 11-12 A per evitare il surriscaldamento.

Il secondo circuito per un impianto di riscaldamento a induzione in una custodia di plastica è più complesso, basato sul driver IR2153, ma è più conveniente utilizzarlo per costruire una risonanza di 100k attraverso il regolatore. Il circuito deve essere controllato tramite un adattatore di rete con una tensione pari o superiore a 12 V. La sezione di potenza può essere collegata direttamente alla rete principale di 220 V tramite un ponte a diodi. La frequenza di risonanza è di 30 kHz. Saranno richiesti i seguenti elementi:

• Nucleo in ferrite da 10 mm e induttore da 20 spire;
• tubo di rame come bobina HDTV da 25 spire su mandrino da 5-8 cm;
• condensatori 250 V.

Riscaldatori a vortice

Un'installazione più potente in grado di riscaldare i bulloni fino a colore giallo, può essere assemblato secondo uno schema semplice. Ma durante il funzionamento, la generazione di calore sarà piuttosto elevata, quindi si consiglia di installare i radiatori sui transistor. Avrai anche bisogno di uno starter, che puoi prendere in prestito dall'alimentatore di qualsiasi computer, e dei seguenti materiali ausiliari:

• filo ferromagnetico d'acciaio;
• filo di rame 1,5 mm;
• transistor e diodi ad effetto di campo per tensione inversa da 500 V;
• Diodi Zener con una potenza di 2-3 W, nominali a 15 V;
• resistori semplici.

A seconda del risultato desiderato, l'avvolgimento del filo su una base di rame varia da 10 a 30 giri. Segue l'assemblaggio del circuito e la preparazione della bobina di base del riscaldatore composta da circa 7 spire di filo di rame da 1,5 mm. È collegato al circuito e quindi all'elettricità.

Gli artigiani che hanno familiarità con la saldatura e il funzionamento di un trasformatore trifase possono aumentare ulteriormente l'efficienza del dispositivo riducendone peso e dimensioni. Per fare ciò, è necessario saldare le basi di due tubi, che fungeranno sia da nucleo che da riscaldatore, e saldare due tubi nell'alloggiamento dopo l'avvolgimento per fornire e rimuovere il liquido di raffreddamento.

Vantaggi e svantaggi

Avendo compreso il principio di funzionamento di un riscaldatore a induzione, puoi considerarne gli aspetti positivi e negativi. Considerando l'elevata popolarità dei generatori di calore di questo tipo, si può presumere che presenti molti più vantaggi che svantaggi. Tra i vantaggi più significativi ricordiamo:

• Semplicità del design.
• Tasso di efficienza elevato.
• Lunga durata.
• Lieve rischio di danni al dispositivo.
• Notevole risparmio energetico.

Poiché l'indicatore di prestazione di una caldaia a induzione rientra in un ampio intervallo, è possibile selezionare facilmente un'unità per uno specifico sistema di riscaldamento dell'edificio. Questi dispositivi sono in grado di riscaldare rapidamente il liquido di raffreddamento ad una determinata temperatura, il che li rende un degno concorrente delle caldaie tradizionali.

Durante il funzionamento del riscaldatore a induzione, si osserva una leggera vibrazione, a causa della quale il calcare viene scosso dai tubi. Di conseguenza, l'unità può essere pulita meno spesso. Poiché il liquido di raffreddamento è in costante contatto con l'elemento riscaldante, i rischi di guasto sono relativamente piccoli.

Parte 1. CALDAIA A INDUZIONE FAI DA TE: è facile. Dispositivo per piano cottura a induzione.

Se durante l'installazione della caldaia a induzione non sono stati commessi errori, le perdite sono praticamente escluse. Ciò è dovuto al trasferimento senza contatto dell'energia termica al riscaldatore. Utilizzando la tecnologia di riscaldamento dell'acqua a induzione ti permette di portarlo quasi allo stato gassoso. In questo modo si ottiene un efficiente movimento dell'acqua attraverso le tubazioni e in alcune situazioni è addirittura possibile fare a meno dell'utilizzo di gruppi di pompaggio di circolazione.

Sfortunatamente, oggi non esistono dispositivi ideali. Oltre a numerosi vantaggi, i riscaldatori a induzione presentano anche numerosi svantaggi. Poiché l'unità richiede elettricità per funzionare, non sarà in grado di funzionare con la massima efficienza in aree con frequenti interruzioni di corrente. Quando il liquido di raffreddamento si surriscalda, la pressione nel sistema aumenta bruscamente e i tubi possono scoppiare. Per evitare ciò, il riscaldatore a induzione deve essere dotato di un dispositivo di arresto di emergenza.

Riscaldatore a induzione fai-da-te

Principio di funzionamento del riscaldamento a induzione

Un riscaldatore a induzione utilizza l'energia di un campo elettromagnetico, che l'oggetto riscaldato assorbe e converte in calore. Per generare un campo magnetico viene utilizzato un induttore, ovvero una bobina cilindrica multigiro. Passando attraverso questo induttore, una corrente elettrica alternata crea un campo magnetico alternato attorno alla bobina.

Un riscaldatore inverter fatto in casa consente di riscaldare rapidamente e a temperature molto elevate. Con l'aiuto di tali dispositivi non solo puoi riscaldare l'acqua, ma anche fondere vari metalli

Se un oggetto riscaldato viene posizionato all'interno o in prossimità dell'induttore, verrà penetrato dal flusso del vettore di induzione magnetica, che cambia costantemente nel tempo. In questo caso nasce un campo elettrico, le cui linee sono perpendicolari alla direzione del flusso magnetico e si muovono in un cerchio chiuso. Grazie a questi flussi di vortici l'energia elettrica si trasforma in energia termica e l'oggetto si riscalda.

In questo modo l'energia elettrica dell'induttore viene trasferita all'oggetto senza l'utilizzo di contatti, come avviene nei forni a resistenza. Di conseguenza, l’energia termica viene spesa in modo più efficiente e la velocità di riscaldamento aumenta notevolmente. Questo principio è ampiamente utilizzato nel campo della lavorazione dei metalli: fusione, forgiatura, saldatura, rivestimento, ecc. Con non meno successo, è possibile utilizzare un riscaldatore a induzione a vortice per riscaldare l'acqua.

Riscaldatori a induzione ad alta frequenza

La più ampia gamma di applicazioni riguarda i riscaldatori a induzione ad alta frequenza. I riscaldatori sono caratterizzati da un'alta frequenza di 30-100 kHz e un ampio range di potenza di 15-160 kW. Il tipo ad alta frequenza fornisce un riscaldamento superficiale, ma questo è sufficiente per migliorare Proprietà chimiche metallo

I riscaldatori a induzione ad alta frequenza sono facili da usare ed economici e la loro efficienza può raggiungere il 95%. Tutti i tipi funzionano ininterrottamente per un lungo periodo e la versione a due blocchi (quando il trasformatore ad alta frequenza è posizionato in un blocco separato) consente il funzionamento 24 ore su 24. Il riscaldatore dispone di 28 tipi di protezione, ognuno dei quali è responsabile della propria funzione. Esempio: monitoraggio della pressione dell'acqua in un sistema di raffreddamento.

• Riscaldatore a induzione 60 kW Perm
• Riscaldatore a induzione 65 kW Novosibirsk
• Riscaldatore a induzione 60 kW Krasnoyarsk
• Riscaldatore a induzione 60 kW Kaluga
• Riscaldatore a induzione 100 kW Novosibirsk
• Riscaldatore a induzione 120 kW Ekaterinburg
• Stufa a induzione 160 kW Samara

Applicazione:

• indurimento superficiale degli ingranaggi
• indurimento degli alberi
• indurimento delle ruote della gru
• riscaldare le parti prima di piegarle
• saldatura di frese, frese, punte da trapano
• riscaldamento del pezzo durante la stampa a caldo
• bulloni di atterraggio
• saldatura e riporto di metalli
• restauro di parti.