Ev yapımı indüksiyon ocağı. Kendi ellerinizle indüksiyon fırını nasıl yapılır? İndüksiyon ocağı yapısı

Dış silindiri metal tabana takın. Bu kaynak veya vidalama ile yapılabilir. Tabanın boyutu silindirin çapından önemli ölçüde daha büyükse, bu yapıyı daha sağlam ve güvenli hale getirecektir.

Dış silindirin altını ateş tuğlalarının üzerine yerleştirin ve mümkün olduğunca sağlam olduğundan emin olun. Bu ısıya dayanıklı tuğlalar, eritme sırasında fırınınızı destekleyecek ve sıcak tabanını yalıtacaktır.

İç silindiri dış silindire yerleştirin ve tam ortasına oturduğundan emin olun. Silindir duvarları arasındaki boşluk yanmaz malzemeyle doldurulabilir kireç harcı veya yapıya bir görünüm kazandıracak kuru kum Ö daha fazla stabilite; silindirleri metal takozlarla birbirine göre kolayca sabitleyebilirsiniz.

Tabana yakın dış ve iç silindirlerde yaklaşık 6 cm (2 1/4 inç) çapında, içeriye ve yukarıya doğru eğimli bir delik açın veya kesin, böylece hava serbestçe potanın içine akabilir ve yanan yakıta oksijen sağlanabilir.

6 cm çapında ve yarım metre veya daha uzun bir metal tüp kesin (teller için ince duvarlı bir metal tüp yapacaktır) - eritme odasına hava sağlamaya hizmet edecektir; dış silindirdeki deliğe kaynak yapın veya vidalarla sabitleyin.

Çemberi kesin metal levha, kameranın üstünü tamamen kaplayacak kadar büyüktür. Havanın serbestçe dolaşmasını sağlamak ve potaya metal eklemek için bu daireye 15X15 cm (6X6 inç) boyutunda bir delik açın; kesilen parça kapak görevi görecektir. Kolaylık sağlamak için, kapağı bir zincirle fırının dış duvarına takabilir ve ayrıca kapağa bir tutamak takabilirsiniz.

Bir pota yapın (eritme potası). Eski bir termostan uygun bir metal silindir veya bir kazan kullanabilirsiniz. paslanmaz çelikten. Erimiş metali potadan dökebilmek için, ona eritme odasının üst kısmından dışarı çıkacak çelik bir sap takın.

Üfleyiciyi daha önce muhafazanın alt kısmına yakın bir yere monte edilen metal boruya bağlayın. Eski bir saç kurutma makinesini veya düşük güçlü bir yaprak üfleyiciyi bantla tüpe bağlayarak kullanabilirsiniz. Eğer saç kurutma makineniz ya da makineniz yoksa tüp içerisinden gerekli hava akışını sağlayacak herhangi bir cihaz işinizi görecektir. Ancak çok fazla hava akışının kömürün yoğun ve hızlı yanmasına yol açabileceğini, yetersiz hava akışının ise yanmayı bastıracağını ve size gerekli sıcaklığı sağlayamayacağını unutmayın.

İndüksiyonla ısıtmanın prensibi, elektriksel olarak iletken ısıtılan bir nesne tarafından emilen elektromanyetik alan enerjisini termal enerjiye dönüştürmektir.

İndüksiyonla ısıtma tesisatlarında elektromanyetik alan, çok turlu silindirik bir bobin (solenoid) olan bir indüktör tarafından oluşturulur. İndüktörden bir değişken geçirilir elektrik indüktörün etrafında zamanla değişen alternatif bir manyetik alan oluşur. Bu, Maxwell'in ilk denklemiyle tanımlanan elektromanyetik alan enerjisinin ilk dönüşümüdür.

Isıtılan nesne indüktörün içine veya yanına yerleştirilir. İndüktör tarafından oluşturulan manyetik indüksiyon vektörünün değişen (zaman içinde) akışı, ısıtılmış nesneye nüfuz eder ve indükler. Elektrik alanı. Bu alanın elektrik hatları manyetik akı yönüne dik bir düzlemde bulunur ve kapalıdır, yani ısıtılan nesnedeki elektrik alanı girdap niteliğindedir. Etkisi altında Elektrik alanı Ohm yasasına göre iletim akımları (girdap akımları) ortaya çıkar. Bu, Maxwell'in ikinci denklemiyle tanımlanan elektromanyetik alan enerjisinin ikinci dönüşümüdür.

Isıtılan bir nesnede, indüklenen alternatif elektrik alanının enerjisi geri döndürülemez bir şekilde termal enerjiye dönüşür. Nesnenin ısınmasıyla sonuçlanan bu tür ısıl enerji dağılımı, iletim akımlarının (girdap akımları) varlığıyla belirlenir. Bu, elektromanyetik alan enerjisinin üçüncü dönüşümüdür ve bu dönüşümün enerji ilişkisi Lenz-Joule yasasıyla açıklanmaktadır.

Elektromanyetik alan enerjisinin açıklanan dönüşümleri şunları mümkün kılar:
1) indüktörün elektrik enerjisini temaslara başvurmadan ısıtılmış nesneye aktarın (direnç fırınlarının aksine)
2) ısıyı doğrudan ısıtılan nesneye (Prof. N.V. Okorokov'un terminolojisine göre "dahili ısıtma kaynağına sahip fırın" olarak adlandırılır) serbest bırakır, bunun sonucunda termal enerji kullanımı en mükemmel olur ve ısıtma oranı önemli ölçüde artar ("fırınlar" olarak adlandırılanlarla karşılaştırıldığında) dış kaynakısıtma").

Isıtılmış bir nesnedeki elektrik alan kuvvetinin büyüklüğü iki faktörden etkilenir: manyetik akının büyüklüğü, yani nesneyi delen (veya ısıtılan nesneyle birleştirilmiş) manyetik kuvvet çizgilerinin sayısı ve frekansı. besleme akımı, yani ısıtılan nesneye bağlanan manyetik akı değişimlerinin sıklığı (zaman içinde).

Bu, hem tasarım hem de operasyonel özellikler açısından farklılık gösteren iki tip indüksiyonlu ısıtma tesisatı oluşturmayı mümkün kılar: çekirdekli ve çekirdeksiz indüksiyon tesisatları.

Teknolojik amaca göre, indüksiyonlu ısıtma tesisleri, metalleri eritmek için eritme fırınlarına ve ısıl işlem (sertleştirme, temperleme), iş parçalarının plastik deformasyondan önce ısıtılması (dövme, damgalama), kaynak, lehimleme ve yüzey kaplama için ısıtma tesislerine ayrılır. kimyasal-ısıl işlem ürünleri vb. için

İndüksiyonlu ısıtma tesisatını besleyen akımdaki değişiklik sıklığına göre bunlar ayırt edilir:
1) doğrudan ağdan veya düşürücü transformatörler yoluyla beslenen endüstriyel frekans kurulumları (50 Hz);
2) elektrikli makine veya yarı iletken frekans dönüştürücülerle çalışan yüksek frekanslı kurulumlar (500-10000 Hz);
3) tüplü elektronik jeneratörlerle çalışan yüksek frekanslı kurulumlar (66.000-440.000 Hz ve üzeri).

Çekirdek indüksiyonlu ısıtma üniteleri

Bir eritme fırınında (Şekil 1), profilli bakır borudan yapılmış silindirik çok turlu bir indüktör, elektrikli çelik sacdan (sac kalınlığı 0,5 mm) yapılmış kapalı bir çekirdek üzerine monte edilir. İndüktörün etrafına sıvı metalin bulunduğu dar halka şeklinde kanala (yatay veya dikey) sahip refrakter seramik kaplama yerleştirilir. Gerekli bir koşul iş, elektriksel olarak iletken kapalı bir halkadır. Bu nedenle, böyle bir fırında tek tek katı metal parçalarını eritmek imkansızdır. Fırını başlatmak için, başka bir fırından gelen sıvı metalin bir kısmını kanala dökmeniz veya önceki eriyikten gelen sıvı metalin bir kısmını (fırının kalan kapasitesi) bırakmanız gerekir.

Şekil 1. İndüksiyon kanalı fırınının şeması: 1 - gösterge; 2 - metal; 3 - kanal; 4 - manyetik devre; F - ana manyetik akı; Ф 1р ve Ф 2р - manyetik sızıntı akıları; U 1 ve I 1 - indüktör devresindeki voltaj ve akım; I 2 - metalde iletim akımı

Bir indüksiyon kanallı fırının çelik manyetik çekirdeğinde büyük bir çalışma manyetik akısı kapatılır ve indüktör tarafından oluşturulan toplam manyetik akının yalnızca küçük bir kısmı, sızıntı akısı şeklinde hava yoluyla kapatılır. Dolayısıyla bu tür fırınlar endüstriyel frekansta (50 Hz) başarıyla çalışmaktadır.

Şu anda mevcut Büyük sayı VNIIETO'da geliştirilen bu tür fırınların tipleri ve tasarımları (bir ve birkaç kanallı tek fazlı ve çok fazlı, dikey ve yatay kapalı kanallı) farklı şekiller). Bu fırınlar, nispeten düşük erime noktasına sahip demir dışı metallerin ve alaşımların eritilmesinin yanı sıra yüksek kaliteli dökme demir üretmek için kullanılır. Dökme demir eritilirken fırın ya kazan (karıştırıcı) ya da eritme ünitesi olarak kullanılır. Tasarımlar ve özellikler modern indüksiyon kanallı fırınlar özel literatürde verilmektedir.

Çekirdeksiz indüksiyonlu ısıtma üniteleri

Bir eritme fırınında (Şekil 2), erimiş metal, silindirik çok turlu bir indüktörün içine yerleştirilmiş seramik bir potanın içindedir. içinden soğutma suyunun geçtiği bakır profilli bir borudan yapılmıştır. İndüktörün tasarımı hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Çelik bir çekirdeğin yokluğu, manyetik sızıntı akısında keskin bir artışa yol açar; Potadaki metale kenetlenen manyetik kuvvet çizgilerinin sayısı son derece küçük olacaktır. Bu durum, elektromanyetik alanın değişim frekansında (zaman içinde) buna karşılık gelen bir artış gerektirir. Bu nedenle verimli çalışma indüksiyon pota fırınlarının, karşılık gelen akım dönüştürücülerden artan ve bazı durumlarda yüksek frekanslı akımlarla beslenmesi gerekir. Bu tür fırınların doğal güç faktörü çok düşüktür (cos φ=0,03-0,10). Bu nedenle reaktif (endüktif) gücü telafi etmek için kapasitörlerin kullanılması gerekir.

Şu anda, VNIIETO'da çelik eritme için (IST tipi) yüksek, yüksek ve endüstriyel frekansa karşılık gelen boyut aralıkları (kapasiteye göre) şeklinde geliştirilmiş çeşitli indüksiyon pota fırınları bulunmaktadır.

Pirinç. 2. İndüksiyon pota fırınının yapısının şeması: 1 - indüktör; 2 - metal; 3 - pota (oklar, elektrodinamik olayların bir sonucu olarak sıvı metalin dolaşım yörüngesini gösterir)

Pota fırınlarının avantajları şunlardır: ısının doğrudan metal içinde yayılması, metalin tüm yüzeylerde yüksek homojenliği. kimyasal bileşim ve sıcaklık, metal kirliliği kaynaklarının bulunmaması (pota astarı dışında), eritme prosesinin kontrol ve düzenleme kolaylığı, hijyenik çalışma koşulları. Ek olarak, indüksiyon pota fırınları aşağıdakilerle karakterize edilir: daha fazla yüksek performans yüksek spesifik (birim kapasite başına) ısıtma güçleri nedeniyle; önceki eritmeden metali bırakmadan katı bir yükü eritme yeteneği (kanal fırınlarının aksine); düşük kütle metal kütlesine kıyasla astar, pota astarındaki termal enerji birikimini azaltır, fırının termal ataletini azaltır ve bu tip eritme fırınlarını, özellikle şekillendirilmiş dökümhaneler için, eriyikler arasındaki molalarla periyodik çalışma için son derece uygun hale getirir. makine yapım tesisleri; yalıtmayı oldukça kolaylaştıran fırının kompaktlığı çalışma alanı itibaren çevre ve belirli bir bileşimin vakumda veya gaz ortamında eritilmesi. Bu nedenle vakum indüksiyon pota fırınları (ISV tipi) metalurjide yaygın olarak kullanılmaktadır.

Avantajların yanı sıra, indüksiyon pota fırınları aşağıdaki dezavantajlara sahiptir: nispeten soğuk cürufların varlığı (cürufun sıcaklığı metalin sıcaklığından daha düşüktür), bu da yüksek kaliteli çeliklerin eritilmesi sırasında rafinasyon işlemlerinin gerçekleştirilmesini zorlaştırır. ; karmaşık ve pahalı elektrikli ekipmanlar; astarın dayanıklılığının düşük olması keskin dalgalanmalar Pota astarının küçük termal ataletinden ve elektrodinamik olaylar sırasında sıvı metalin ovalama etkisinden dolayı sıcaklık. Bu nedenle bu tür fırınlar, element israfını azaltmak amacıyla alaşımlı atıkların yeniden eritilmesinde kullanılır.

Referanslar:
1. Egorov A.V., Morzhin A.F. Elektrikli fırınlar (çelik üretimi için). M.: “Metalurji”, 1975, 352 s.

Çalışma prensibinin kendisi indüksiyon fırını eritme için gereken ısının, alternatif bir manyetik alan tarafından üretilen elektrikten elde edilmesidir. Bu tür fırınlarda enerji elektromanyetikten, daha sonra elektriğe ve en sonunda da ısıya dönüştürülür. Kendi elinizle bir indüksiyon ocağı nasıl yapılır?

Bu tür fırınlar iki tipe ayrılır:

1. Pota. Bu tür fırınlarda indüktör ve çekirdek metalin içinde bulunur. Bu tip fırın, bakır, alüminyum, dökme demir, çeliğin eritilmesi için endüstriyel izabe tesislerinde ve ayrıca değerli metallerin eritilmesi için mücevher fabrikalarında kullanılır.
2. Kanal. Bu tip fırınlarda indüktör ve çekirdek metalin etrafında bulunur.

Kazanlar veya diğer sobalarla karşılaştırıldığında indüksiyon sobalarının bir takım avantajları vardır:

• anında ısınmak;
• enerjiyi belirli bir aralıkta odaklamak;
• çevre dostu cihaz ve göreceli güvenlik;
• israf yok;
• sıcaklığı ve kapasiteyi ayarlamak için büyük olanaklar;
• eriyen metalin homojenliği.

İndüksiyon fırınları ısıtma amaçlı da kullanılmaktadır. Bu kullanışlı ve aynı zamanda sessiz bir ısıtma yöntemidir.

Kazan için özel bir oda gerektirmez. Isıtma elemanı üzerinde kireç birikmez ve dolaşım için Isıtma sistemi Yağ, su veya başka herhangi bir sıvıyı kullanabilirsiniz. Soba aynı zamanda minimum düzeyde yıprandığı için dayanıklıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, havaya zararlı emisyon olmadığı için çok çevre dostudur ve aynı zamanda tüm yangın güvenliği gereksinimlerini de karşılar.

Bilgi toplanması

Bir elektrik şemasını nasıl okuyup anlayacağını bilen bir kişi, bunun gibi bir endüksiyon ocağının nasıl yapılacağını anlamakta zorlanmayacaktır. İnternette, örneğin eski bir mikrodalga fırın veya evdeki çöpleri kullanarak çeşitli indüksiyon fırınları yapmak için düzinelerce, hatta yüzlerce seçenek göreceksiniz. kaynak invertörü.

Elektrik akımının tehlikeli bir şey olduğunu unutmayın. Ve bir indüksiyon ocağı yapmak için indüksiyonla ısıtmanın ne olduğu hakkında bir fikre sahip olmanız gerekir. Yanınızda en azından elektrik mühendisliğinin temellerini anlayan veya elektrikli ekipmanlarla çalışma deneyimi olan birinin bulunması tavsiye edilir.

Çalışma prensibi

Böyle bir sobanın çalışmasının temeli, bir indüktör kullanılarak alternatif bir manyetik alan üreten bir elektrik akımından ısının çıkarılmasıdır. Önce elektromanyetik enerjiden, sonra elektrik enerjisinden ısı aldığımız ortaya çıktı. İndüktörün (indüktör) dönüşlerinden geçen akımların kapalılığı ısı üretir ve metali içeriden ısıtır.

Böyle bir fırın basitleştirilmiş bir versiyona sahip olabilir ve ev ağı 220V. Ancak bu bir redresör yani adaptör gerektirir.

Fırın yapısı

Bir endüksiyon cihazının tasarımı bir transformatöre benzer. İçinde birincil sargıya güç verilir alternatif akım ve ikincil, ısıtılmış bir gövde görevi görür.

En basit indüktör, yüzeyde bulunan yalıtımlı bir iletken (spiral veya çekirdek şeklinde) olarak kabul edilir. Metal boru veya onun içinde.

İşte tümevarımla çalışan bazı düğümler:

• bobin;
• eritme fırını bölmesi;
• bir ısıtma fırını için bir ısıtma elemanı;
• jeneratör;
• çerçeve.

İndüksiyon ocağı genellikle metalurji alanında kullanılır, bu nedenle bu kavram eritme sürecine bir dereceye kadar dahil olan kişiler tarafından iyi bilinir çeşitli metaller. Cihaz, manyetik alan tarafından üretilen elektriği ısıya dönüştürmenizi sağlar.

Benzer cihazlar mağazalarda oldukça yüksek bir fiyata satılıyor, ancak havya kullanma konusunda minimum beceriniz varsa ve nasıl okunacağını biliyorsanız elektronik devreler, o zaman kendi ellerinizle bir indüksiyon ocağı yapmayı deneyebilirsiniz.

Ev yapımı bir cihazın uygulamaya uygun olması pek mümkün değildir karmaşık görevler, ancak temel işlevlerle oldukça iyi başa çıkacaktır. Cihaz, transistörlerden yapılmış çalışan bir kaynak invertörü temelinde veya lambalar kullanılarak monte edilebilir. En verimli cihaz, yüksek verimliliği nedeniyle lambalara dayalı olanıdır.

İndüksiyon ocağının çalışma prensibi

Cihaz içerisine yerleştirilen metalin ısıtılması, elektromanyetik darbelerin ısı enerjisine dönüştürülmesiyle gerçekleşir. Elektromanyetik darbeler bakır tel veya borudan oluşan bir bobin tarafından üretilir.

İndüksiyon ocağı ve ısıtma devrelerinin şeması

Cihaz bağlandığında bobinden bir elektrik akımı akmaya başlar ve çevresinde zamanla yönünü değiştiren bir elektrik alanı belirir. Böyle bir kurulumun işlevselliği ilk olarak James Maxwell tarafından tanımlandı.

Isıtılacak nesne bobinin içine veya yakınına yerleştirilmelidir. Hedef nesneye bir manyetik indüksiyon akışı nüfuz edecek ve içinde girdap tipi bir manyetik alan görünecektir. Böylece endüktif enerji termal enerjiye dönüşecektir.

Çeşitler

İndüksiyon bobinli sobalar genellikle tasarım türüne bağlı olarak iki türe ayrılır:

• Kanal;
• Pota.

İlk cihazlarda eritilecek metal indüksiyon bobininin önüne, ikinci tip fırınlarda ise içine yerleştirilir.

Aşağıdaki adımları takip ederek fırını monte edebilirsiniz:

1. Bakır boruyu spiral şeklinde büküyoruz. Toplamda, aralarındaki mesafe en az 5 mm olması gereken yaklaşık 15 dönüş yapmanız gerekir. Pota, eritme işleminin gerçekleşeceği spiralin içine serbestçe yerleştirilmelidir;
2. Cihaz için elektrik akımını iletmemesi ve yüksek hava sıcaklıklarına dayanması gereken güvenilir bir muhafaza üretiyoruz;
3. Bobinler ve kapasitörler yukarıdaki şemaya göre monte edilir;
4. Devreye, cihazın çalışmaya hazır olduğunu bildirecek bir neon lamba bağlanır;
5. Kapasitansı ayarlamak için bir kapasitör de lehimlenmiştir.

Isıtma için kullanın

Bu tip indüksiyon fırınları aynı zamanda bir odayı ısıtmak için de kullanılabilir. Çoğu zaman ek olarak ısıtma üreten bir kazanla birlikte kullanılırlar. soğuk su. Aslında, elektromanyetik enerji kaybının bir sonucu olarak cihazın verimliliğinin minimum düzeyde olması nedeniyle tasarımlar son derece nadiren kullanılmaktadır.

Diğer bir dezavantaj, cihazın çalışma sırasında büyük miktarda elektrik tüketmesine dayanmaktadır, bu nedenle cihaz ekonomik olarak kârsız kategorisine girmektedir.

Sistem soğutma

Bağımsız olarak monte edilen bir cihaz, çalışma sırasında tüm bileşenlere maruz kalacağından bir soğutma sistemi ile donatılmalıdır. yüksek sıcaklıklar yapı aşırı ısınabilir ve kırılabilir. Mağazadan alınan fırınlarda soğutma su veya antifriz ile yapılır.

Eviniz için bir soğutucu seçerken ekonomik açıdan uygulama açısından en karlı seçenekler tercih edilir.

Ev fırınları için normal bir kanatlı fan kullanmayı deneyebilirsiniz. Cihazın fırına çok yakın yerleştirilmemesi gerektiğini lütfen unutmayın. metal parçalar Fanlar cihazın performansını olumsuz etkilediği gibi girdap akışlarını da kırarak tüm sistemin performansını düşürebilmektedir.

Cihazı kullanırken alınacak önlemler

Cihazla çalışırken aşağıdaki kurallara uymalısınız:

• Tesisatın bazı elemanları ve eriyen metal yoğun ısıya maruz kalır ve bu da yanma riskine yol açar;
• Lambalı fırın kullanırken mutlaka kapalı bir kasaya koyun, aksi halde elektrik çarpması riski yüksektir;
• Cihazla çalışmaya başlamadan önce cihazın çalışma alanındaki tüm malzemeleri kaldırın. metal elemanlar ve karmaşık elektronik cihazlar. Cihaz, kalp pili taşıyan kişiler tarafından kullanılmamalıdır.

İndüksiyon tipi metal eritme fırını, metal parçaların kalaylanması ve şekillendirilmesi için kullanılabilir.

Ev yapımı bir kurulum, bazı ayarları değiştirerek belirli koşullara uyacak şekilde kolayca ayarlanabilir. Yapıyı monte ederken belirtilen şemalara uymanız ve ayrıca temel güvenlik kurallarına uymanız durumunda, ev yapımı cihaz pratik olarak mağazadan satın alınan ev aletlerinden daha düşük olmayacaktır.