Cuptor cu inducție de casă. Cum să faci un cuptor cu inducție cu propriile mâini. Structura cuptorului cu inducție

Atașați cilindrul exterior pe fundul metalic. Acest lucru se poate face prin sudură sau înșurubare. Dacă dimensiunea fundului este semnificativ mai mare decât diametrul cilindrului, acest lucru va face structura mai stabilă și mai sigură.

Așezați partea inferioară a cilindrului exterior pe cărămizi de foc, asigurându-vă că este cât mai stabil posibil. Aceste cărămizi rezistente la căldură vă vor susține cuptorul în timpul topirii și vor izola fundul fierbinte.

Introduceți cilindrul interior în cel exterior, asigurându-vă că se potrivește exact în mijloc. Spațiul dintre pereții cilindrului poate fi umplut cu ignifugă mortar de var sau nisip uscat, care va da structura a O stabilitate mai mare; puteți fixa pur și simplu cilindrii unul față de celălalt cu pene metalice.

Găuriți sau tăiați o gaură cu diametrul de aproximativ 6 cm (2 1/4 inci) în cilindrii exteriori și interiori lângă partea de jos, înclinată spre interior și în sus, astfel încât aerul să poată curge liber în creuzet, furnizând oxigen combustibilului care arde.

Tăiați un tub metalic cu un diametru de 6 cm și o lungime de o jumătate de metru sau mai mult (un tub metalic cu pereți subțiri pentru fire va face) - va servi pentru a furniza aer în camera de topire; sudați-l la orificiul din cilindrul exterior sau atașați-l cu șuruburi.

Tăiați cercul tablă, suficient de mare pentru a acoperi complet partea superioară a camerei. Tăiați o gaură de 15X15 cm (6X6 inci) în acest cerc pentru a permite aerului să circule liber și pentru a adăuga metal în creuzet; bucata tăiată va servi drept capac. Pentru comoditate, puteți atașa capacul cu un lanț pe peretele exterior al cuptorului și, de asemenea, puteți atașa un mâner la capac.

Faceți un creuzet (oala de topire). Puteți folosi un cilindru metalic potrivit dintr-un termos vechi sau un cazan făcut din din oțel inoxidabil. Pentru a putea turna metal topit din creuzet, atașați la acesta un mâner de oțel, care ar ieși din partea superioară a camerei de topire.

Conectați suflanta la tubul metalic instalat mai devreme lângă partea inferioară a carcasei. Puteți folosi un uscător de păr vechi sau o suflantă de frunze de putere redusă, atașându-le de tub cu bandă adezivă. Dacă nu aveți un uscător de păr sau o mașină, orice dispozitiv care va asigura fluxul de aer necesar prin tub va fi bine. Totuși, rețineți că prea mult flux de aer poate duce la arderea intensă și rapidă a cărbunelui, iar un flux insuficient de aer va suprima arderea și nu vă va asigura temperatura necesară.

Principiul încălzirii prin inducție este de a converti energia câmpului electromagnetic absorbită de un obiect încălzit conducător de electricitate în energie termică.

În instalațiile de încălzire prin inducție, câmpul electromagnetic este creat de un inductor, care este o bobină cilindrică cu mai multe spire (solenoid). O variabilă este trecută prin inductor electricitate, rezultând un câmp magnetic alternativ care variază în timp în jurul inductorului. Aceasta este prima transformare a energiei câmpului electromagnetic, descrisă de prima ecuație a lui Maxwell.

Obiectul încălzit este plasat în interiorul sau lângă inductor. Fluxul în schimbare (în timp) al vectorului de inducție magnetică creat de inductor pătrunde în obiectul încălzit și induce câmp electric. Liniile electrice ale acestui câmp sunt situate într-un plan perpendicular pe direcția fluxului magnetic și sunt închise, adică câmpul electric din obiectul încălzit este de natură vortex. Sub influenta câmp electric, conform legii lui Ohm, apar curenți de conducere (curenți turbionari). Aceasta este a doua transformare a energiei câmpului electromagnetic, descrisă de a doua ecuație a lui Maxwell.

Într-un obiect încălzit, energia câmpului electric alternant indus se transformă ireversibil în energie termică. O astfel de disipare termică a energiei, care are ca rezultat încălzirea obiectului, este determinată de existența curenților de conducere (curenți turbionari). Aceasta este a treia transformare a energiei câmpului electromagnetic, iar relația energetică a acestei transformări este descrisă de legea Lenz-Joule.

Transformările descrise ale energiei câmpului electromagnetic fac posibile:
1) transferați energia electrică a inductorului către obiectul încălzit fără a recurge la contacte (spre deosebire de cuptoarele cu rezistență)
2) eliberează căldură direct în obiectul încălzit (așa-numitul „cuptor cu o sursă de încălzire internă”, conform terminologiei Prof. N.V. Okorokov), drept urmare utilizarea energiei termice este cea mai perfectă și încălzirea rata crește semnificativ (comparativ cu așa-numitele „cuptoare cu sursă externă Incalzi").

Mărimea intensității câmpului electric într-un obiect încălzit este influențată de doi factori: mărimea fluxului magnetic, adică numărul de linii magnetice de forță care străpunge obiectul (sau cuplate cu obiectul încălzit) și frecvența curent de alimentare, adică frecvența modificărilor (în timp) fluxul magnetic cuplat la obiectul încălzit.

Acest lucru face posibilă crearea a două tipuri de instalații de încălzire prin inducție, care diferă atât prin design, cât și prin proprietăți operaționale: instalații cu inducție cu și fără miez.

În funcție de scopul tehnologic, instalațiile de încălzire prin inducție se împart în cuptoare de topire pentru topirea metalelor și instalații de încălzire pentru tratament termic (călire, revenire), pentru încălzirea prin intermediul pieselor de prelucrat înainte de deformarea plastică (forjare, ștanțare), pentru sudare, lipire și suprafață, pentru produse de tratament chimico-termic etc.

În funcție de frecvența modificărilor curentului care alimentează instalația de încălzire prin inducție, acestea se disting:
1) instalatii industriale de frecventa (50 Hz), alimentate din retea direct sau prin transformatoare descendente;
2) instalații de înaltă frecvență (500-10000 Hz), alimentate de mașini electrice sau convertoare de frecvență cu semiconductor;
3) instalații de înaltă frecvență (66.000-440.000 Hz și peste), alimentate de generatoare electronice cu tuburi.

Unități de încălzire prin inducție

Într-un cuptor de topire (Fig. 1), pe un miez închis din tablă de oțel electric este montat un inductor cilindric multi-turn format dintr-un tub de cupru profilat (grosimea tablei 0,5 mm). În jurul inductorului este plasată o căptușeală ceramică refractară cu un canal inelar îngust (orizontal sau vertical) unde se află metalul lichid. O condiție necesară lucru este un inel electric conductor închis. Prin urmare, este imposibil să topești bucăți individuale de metal solid într-un astfel de cuptor. Pentru a porni cuptorul, trebuie să turnați o porțiune de metal lichid dintr-un alt cuptor în canal sau să lăsați o parte din metalul lichid din topitura anterioară (capacitatea reziduală a cuptorului).

Fig.1. Schema cuptorului cu canal de inducție: 1 - indicator; 2 - metal; 3 - canal; 4 - circuit magnetic; F - flux magnetic principal; Ф 1р și Ф 2р - fluxuri de scurgere magnetice; U 1 și I 1 - tensiune și curent în circuitul inductor; I 2 - curent de conducere în metal

Un flux magnetic mare de lucru este închis în miezul magnetic din oțel al unui cuptor cu canal de inducție și doar o mică parte din fluxul magnetic total creat de inductor este închis prin aer sub formă de flux de scurgere. Prin urmare, astfel de cuptoare funcționează cu succes la frecvența industrială (50 Hz).

În prezent există număr mare tipuri și modele de astfel de cuptoare dezvoltate la VNIIETO (monofazate și multifazate cu unul și mai multe canale, cu canal închis vertical și orizontal forme diferite). Aceste cuptoare sunt utilizate pentru topirea metalelor și aliajelor neferoase cu un punct de topire relativ scăzut, precum și pentru producerea fontei de înaltă calitate. La topirea fontei, cuptorul este folosit fie ca boiler (mixer), fie ca unitate de topire. Proiecte și specificații cuptoarele moderne cu canal de inducție sunt date în literatura de specialitate.

Unități de încălzire prin inducție fără miez

Într-un cuptor de topire (Fig. 2), metalul topit se află într-un creuzet ceramic plasat în interiorul unui inductor cilindric cu mai multe spire. realizat dintr-un tub profilat de cupru prin care trece apa de racire. Puteți afla mai multe despre designul inductorului.

Absența unui miez de oțel duce la o creștere bruscă a fluxului de scurgere magnetică; numărul liniilor magnetice de forță care se interconectează cu metalul din creuzet va fi extrem de mic. Această împrejurare necesită o creștere corespunzătoare a frecvenței modificării (în timp) a câmpului electromagnetic. Prin urmare pentru munca eficienta Cuptoarele cu creuzet cu inducție trebuie alimentate cu curenți de frecvență crescută și, în unele cazuri, de înaltă frecvență de la convertoarele de curent corespunzătoare. Astfel de cuptoare au un factor de putere natural foarte scăzut (cos φ=0,03-0,10). Prin urmare, este necesar să folosiți condensatori pentru a compensa puterea reactivă (inductivă).

În prezent, există mai multe tipuri de cuptoare cu creuzet cu inducție dezvoltate la VNIIETO sub forma unor game de dimensiuni corespunzătoare (după capacitate) de înaltă, înaltă și de frecvență industrială pentru topirea oțelului (tip IST).

Orez. 2. Diagrama structurii unui cuptor cu creuzet cu inducție: 1 - inductor; 2 - metal; 3 - creuzet (săgețile arată traiectoria de circulație a metalului lichid ca urmare a fenomenelor electrodinamice)

Avantajele cuptoarelor cu creuzet sunt următoarele: căldură eliberată direct în metal, uniformitate ridicată a metalului compoziție chimicăși temperatură, absența surselor de contaminare cu metale (altele decât căptușeala creuzetului), ușurința de control și reglare a procesului de topire, condiții igienice de lucru. În plus, cuptoarele cu creuzet cu inducție se caracterizează prin: mai mult performanta ridicata datorită puterilor de încălzire specifice mari (pe unitate de capacitate); capacitatea de a topi o sarcină solidă fără a lăsa metal din topirea anterioară (spre deosebire de cuptoarele cu canal); masa redusa căptușeală în comparație cu masa metalului, care reduce acumularea de energie termică în căptușeala creuzetului, reduce inerția termică a cuptorului și face ca cuptoarele de topire de acest tip să fie extrem de convenabile pentru lucrul periodic cu pauze între topituri, în special pentru turnătorii modelate de fabrici de constructii de masini; compactitatea cuptorului, ceea ce îl face destul de ușor de izolat spatiu de lucru din mediu inconjuratorși se efectuează topirea în vid sau într-un mediu gazos al unei compoziții date. Prin urmare, cuptoarele cu creuzet cu inducție în vid (tip ISV) sunt utilizate pe scară largă în metalurgie.

Alături de avantaje, cuptoarele cu creuzet cu inducție prezintă următoarele dezavantaje: prezența zgurii relativ reci (temperatura zgurii este mai mică decât temperatura metalului), ceea ce face dificilă efectuarea proceselor de rafinare la topirea oțelurilor de înaltă calitate. ; echipamente electrice complexe și costisitoare; durabilitate scăzută a căptușelii la fluctuații ascuțite temperatură datorită inerției termice mici a căptușelii creuzetului și efectului de curățare al metalului lichid în timpul fenomenelor electrodinamice. Prin urmare, astfel de cuptoare sunt folosite pentru retopirea deșeurilor aliate pentru a reduce risipa de elemente.

Referinte:
1. Egorov A.V., Morjin A.F. Cuptoare electrice (pentru producția de oțel). M.: „Metalurgie”, 1975, 352 p.

Principiul de funcționare în sine cuptor cu inducție este că căldura pentru topire se obține din electricitate, care este generată de un câmp magnetic alternant. În astfel de cuptoare, energia este convertită din electromagnetică, apoi în electrică și în cele din urmă în căldură. Cum să faci un cuptor cu inducție cu propriile mâini?

Astfel de cuptoare sunt împărțite în două tipuri:

1. Creuzet. În astfel de cuptoare, inductorul și miezul sunt situate în interiorul metalului. Acest tip de cuptor este folosit în topitorii industriale pentru topirea cuprului, aluminiului, fontei, oțelului, precum și în fabricile de bijuterii pentru topirea metalelor prețioase.
2. Conductă. În acest tip de cuptor, inductorul și miezul sunt situate în jurul metalului.

În comparație cu boilere sau alte sobe, sobele cu inducție au o serie de avantaje:

• se încălzește instantaneu;
• concentrarea energiei într-un interval dat;
• dispozitiv ecologic și siguranță relativă;
• nu există deșeuri;
• posibilități uriașe de reglare a temperaturii și capacității;
• omogenitatea metalului care se topește.

Cuptoarele cu inducție sunt folosite și pentru încălzire. Aceasta este o metodă de încălzire convenabilă și, în același timp, silentioasă.

Nu necesită încăpere specială pentru cazan. Calcarul nu se acumulează pe elementul de încălzire și pentru circulație sistem de incalzire Puteți folosi orice lichid, fie el ulei, apă sau altele. Soba este, de asemenea, durabilă, deoarece se uzează minim. După cum am menționat mai devreme, este foarte prietenos cu mediul, deoarece nu există emisii nocive în aer și, de asemenea, îndeplinește toate cerințele de siguranță la incendiu.

Colectarea de informații

O persoană care înțelege cum să citească și să înțeleagă o diagramă electrică nu va fi dificil să-și dea seama cum să facă un cuptor cu inducție ca acesta. Pe Internet veți vedea zeci sau chiar sute de opțiuni pentru a face diferite cuptoare cu inducție folosind gunoiul menajer, de exemplu, dintr-un cuptor cu microunde vechi sau invertor de sudare.

Asigurați-vă că rețineți că curentul electric este un lucru periculos. Și pentru a face un cuptor cu inducție, trebuie să aveți o idee despre ce este încălzirea prin inducție. Este recomandabil să aveți alături pe cineva care înțelege cel puțin elementele de bază ale ingineriei electrice sau care are experiență în lucrul cu echipamente electrice.

Principiul de funcționare

Baza funcționării unei astfel de sobe este extragerea căldurii dintr-un curent electric, care produce un câmp magnetic alternativ folosind un inductor. Se pare că primim căldură mai întâi din energia electromagnetică, iar apoi din energia electrică. Închiderea curenților care curg prin spirele inductorului (inductorului) generează căldură și încălzește metalul din interior.

Un astfel de cuptor poate avea o versiune simplificată și poate funcționa din rețeaua de acasă 220V. Dar asta necesită un redresor, adică un adaptor.

Structura cuptorului

Designul unui dispozitiv de inducție este similar cu un transformator. În el, înfășurarea primară este alimentată curent alternativ, iar secundarul servește ca un corp încălzit.

Cel mai simplu inductor este considerat a fi un conductor izolat (în formă de spirală sau miez), care este situat la suprafață teava metalica sau în interiorul ei.

Iată câteva noduri care funcționează prin inducție:

• inductor;
• compartimentul cuptorului de topire;
• un element de încălzire pentru un cuptor de încălzire;
• generator;
• cadru.

Cuptorul cu inducție este adesea folosit în domeniul metalurgiei, deci acest concept bine cunoscut persoanelor care sunt, într-o măsură sau alta, implicate în procesul de topire diverse metale. Dispozitivul vă permite să convertiți energia electrică generată de un câmp magnetic în căldură.

Dispozitive similare sunt vândute în magazine la un preț destul de mare, dar dacă aveți abilități minime în folosirea unui fier de lipit și știți să citiți circuite electronice, atunci puteți încerca să faceți un cuptor cu inducție cu propriile mâini.

Este puțin probabil ca un dispozitiv de casă să fie potrivit pentru implementare sarcini complexe, dar va face față destul de bine cu funcțiile de bază. Dispozitivul poate fi asamblat pe baza unui invertor de sudură funcțional din tranzistori sau folosind lămpi. Cel mai productiv aparat este cel bazat pe lampi datorita randamentului ridicat.

Principiul de funcționare al cuptorului cu inducție

Încălzirea metalului plasat în interiorul dispozitivului are loc prin transformarea impulsurilor electromagnetice în energie termică. Impulsurile electromagnetice sunt generate de o bobină de sârmă sau țeavă de cupru.

Schema unui cuptor cu inducție și circuite de încălzire

Când dispozitivul este conectat, un curent electric începe să circule prin bobină, iar în jurul lui apare un câmp electric, schimbându-și direcția în timp. Funcționalitatea unei astfel de instalații a fost descrisă pentru prima dată de James Maxwell.

Obiectul de încălzit trebuie plasat în interiorul sau aproape de bobină. Obiectul țintă va fi pătruns de un flux de inducție magnetică, iar în interior va apărea un câmp magnetic de tip vortex. Astfel, energia inductivă se va transforma în energie termică.

Soiuri

Sobele cu bobină de inducție sunt de obicei împărțite în două tipuri, în funcție de tipul de construcție:

• Conductă;
• Creuzet.

În primele dispozitive, metalul de topit se află în fața bobinei de inducție, iar în al doilea tip de cuptor este plasat în interiorul acesteia.

Puteți asambla cuptorul urmând acești pași:

1. Îndoim țeava de cupru sub formă de spirală. În total, trebuie să faceți aproximativ 15 ture, distanța dintre care ar trebui să fie de cel puțin 5 mm. Crezetul trebuie să fie amplasat liber în interiorul spiralei, unde va avea loc procesul de topire;
2. Producem o carcasă fiabilă pentru dispozitiv, care nu trebuie să conducă curentul electric și trebuie să reziste la temperaturi ridicate ale aerului;
3. Choke-urile și condensatoarele sunt asamblate conform diagramei de mai sus;
4. La circuit este conectată o lampă de neon, care va semnala că dispozitivul este gata de funcționare;
5. Un condensator este de asemenea lipit pentru a regla capacitatea.

Utilizați pentru încălzire

Cuptoarele cu inducție de acest tip pot fi folosite și pentru încălzirea unei încăperi. Cel mai adesea ele sunt utilizate împreună cu un cazan, care produce suplimentar încălzire apă rece. De fapt, modelele sunt utilizate extrem de rar datorită faptului că, ca urmare a pierderilor de energie electromagnetică, eficiența dispozitivului este minimă.

Un alt dezavantaj se bazează pe consumul dispozitivului de cantități mari de energie electrică în timpul funcționării, motiv pentru care dispozitivul se încadrează în categoria neprofitabil din punct de vedere economic.

Răcirea sistemului

Un dispozitiv asamblat independent trebuie să fie echipat cu un sistem de răcire, deoarece în timpul funcționării toate componentele vor fi expuse temperaturi mari, structura se poate supraîncălzi și se poate rupe. În cuptoarele cumpărate din magazin, răcirea se face cu apă sau antigel.

Atunci când alegeți o răcitoare pentru casa dvs., se preferă opțiunile care sunt cele mai profitabile pentru implementare din punct de vedere economic.

Pentru cuptoarele de casă, puteți încerca să utilizați un ventilator cu palete obișnuit. Vă rugăm să rețineți că dispozitivul nu trebuie așezat prea aproape de cuptor, deoarece Părți metalice Ventilatoarele afectează negativ performanța dispozitivului și sunt, de asemenea, capabile să întrerupă fluxurile de vortex și să reducă performanța întregului sistem.

Precauții la utilizarea dispozitivului

Când lucrați cu dispozitivul, trebuie să respectați următoarele reguli:

• Unele elemente ale instalației, precum și metalul care se topește, sunt supuse unei călduri intense, rezultând riscul de arsuri;
• Când utilizați un cuptor cu lampă, asigurați-vă că îl așezați într-o carcasă închisă, altfel există un risc mare de electrocutare;
• Înainte de a lucra cu dispozitivul, îndepărtați toate materialele din zona de operare a dispozitivului. elemente metaliceși dispozitive electronice complexe. Dispozitivul nu trebuie utilizat de persoane care au un stimulator cardiac.

Un cuptor de topire a metalelor de tip inducție poate fi utilizat pentru cositorit și formarea pieselor metalice.

O instalație de casă poate fi ajustată cu ușurință pentru a se potrivi condițiilor specifice prin modificarea unor setări. Dacă respectați diagramele indicate la asamblarea structurii și, de asemenea, respectați regulile de siguranță de bază, dispozitiv de casă practic nu va fi inferioară aparatelor electrocasnice cumpărate din magazin.