誘導加熱装置- フーコー電流にさらして金属を加熱するための装置。 このようなヒーターの原理そのものは古くから知られており、現在、誘導ヒーターは産業の多くの分野で積極的に使用されています。 当社の自家製インダクタは使いやすく、比較的シンプルな設計で、セットアップは必要ありません。 同時に、ヒーターは非常に強力です。

インダクタ回路は直列共振の原理で動作します。 デバイスの電力は、より強力なフィールド スイッチを選択する、回路内でより大きなコンデンサを使用する、または電源電圧を高めるなど、いくつかの方法で増やすことができます。

私は回路の機能をチェックするために、純粋に好奇心からそのようなインダクタを自分の手で組み立てました。

チョーク - コンピューターの電源から既製のものを使用しました。 粉末鉄のリングに巻かれており、1.5 mm のワイヤーが 10 ～ 25 回巻かれています。

電界効果トランジスタ - 選択肢はたくさんあります。私の場合は IRF740 シリーズの N チャネル高電圧電界効果トランジスタを使用しましたが、開放接合の最小抵抗に基づいて電界効果トランジスタを使用することをお勧めします。 、最大許容電流も同様です。 で 標準バージョン電源スイッチはIRFP250シリーズの使用を推奨します。

このトランジスタのパラメータ:

• Nチャンネル構造
• 最大ドレイン・ソース間電圧 Usi: 200 V
• 25 °С Isi 最大での最大ドレイン-ソース電流: 30 A
• 最大ゲート・ソース間電圧 Uzi max.: ±20 V
• チャネル開放抵抗 Rsi on: 85 mOhm
• 最大消費電力 Psi max: 190 W
• スロープ特性S：12000mA/V
• ハウジング: TO247AC
• ゲート閾値電圧：4V

非常に強力でかなり高価なトランジスタですが、これを使用すると高電力が得られ、消費電力は 20 ～ 40 アンペアになります。

輪郭は直径4.5cmのフレームに巻き付けられ、2x3ターンで構成されています。 一度に6回転巻いて、3回転目からワニスを取り除くことをお勧めします。 狭いエリアそこにタップとなるワイヤーをはんだ付けすると、そこに電源プラスが供給されます。 私の場合、回路を巻くために1.5mmのワイヤーを使用しましたが、理想的には3〜5mmのワイヤーが必要で、同じ原理に従って巻かれます。

ツェナー ダイオードは 12 ～ 15 ボルト、できれば 1 ～ 2 ワットの電力で、使用されるすべての抵抗は 0.5 ワットです。

ダイオード - 逆電圧が少なくとも 400 ボルトの高速ダイオードが必要です。安価な超高速 UF4007 ダイオードを取り付けることができます。私の場合は、逆電圧 400 ボルト、許容電流 3 の HER305 シリーズのダイオードを使用しました。アンペア。

回路の電力が増加するということは、回路内の電流が増加することを意味します。 コンデンサ C1 の静電容量が大きいほど、電流も大きくなります。 私の場合、250ボルトのフィルム、0.33μFを6個使用しましたが、標準バージョンのコンデンサの数は、同じ容量で15〜20個にすることをお勧めします。コンデンサの電圧は250〜400ボルトです。

このスキームの主な欠点- トランジスタでの信じられないほどの発熱。私のかなり優れたスイッチでは、回路を2つのクーラーで冷却する必要がありましたが、それらでも熱を適切に除去する時間がなかったので、水冷を検討します...

自家製インダクターを使用すると、M6 標準ボルトを急速に加熱して黄色く変色させることができます。

動作原理 誘導加熱 tel は 2 つの物理的効果に基づいています。1 つ目は、磁界内で導体回路が移動すると、導体に誘導電流が発生することです。2 つ目は、電流が流れる金属による熱の放出に基づいています。 最初の誘導ヒーターは 1900 年に実装され、導体を非接触で加熱する方法が発見されました。このためには、交流を使用して誘導された高周波電流が使用されました。 磁場.

誘導加熱は、以下のおかげで人間の活動のさまざまな分野で応用されています。

• 急速加熱;
• さまざまな分野で働く機会 物理的特性媒体（気体、液体、真空）。
• 燃焼生成物による汚染がないこと。
• 選択的加熱機能。
• インダクタの形状とサイズは任意です。
• プロセス自動化機能。
• 効率の高い割合 – 最大 99%。
• 環境への優しさ - 大気中に有害な物質を排出しません。
• 長い耐用年数。

適用範囲: 暖房

日常生活では、IHヒーター回路がストーブに実装されました。 前者は、動作原理の異なるボイラーの性能を低下させる発熱体がないことと、誘導加熱システムのメンテナンスを節約する取り外し可能な接続により、ユーザーの間で特に大きな人気と認知を得ています。

注記：デバイスの回路図は非常にシンプルなので自宅で作成でき、自分の手で自家製ヒーターを作成できます。

実際には、いくつかのオプションが使用されます。 他の種類インダクタ:

• 電子制御ヒーターにより、コイル内に希望の種類の電流が生成されます。
• ボルテックス誘導ヒーター。

動作原理

後者のオプションは、ボイラーの加熱に最もよく使用され、実装が簡単なため需要が高まっています。 誘導加熱装置の動作原理は、磁場エネルギーの冷媒 (水) への伝達に基づいています。 インダクタ内に磁界が形成されます。 コイルを通過する交流電流により渦電流が発生し、エネルギーが熱に変換されます。

下部パイプを通ってボイラーに供給された水は、エネルギー伝達によって加熱され、上部パイプを通って出て加熱システムに入ります。 内蔵ポンプを使用して圧力を生成します。 ボイラー内で水を常に循環させることで、要素の過熱を防ぎます。 さらに、運転中、冷却剤は（低騒音レベルで）振動するため、ボイラーの内壁にスケールが堆積することはあり得ません。

誘導ヒーターはさまざまな方法で実装できます。

国内条件での実施

誘導加熱は、加熱システム自体のコストが高いため、まだ十分に市場を征服していません。 したがって、たとえば、産業企業の場合、そのようなシステムの費用は100,000ルーブル、家庭用の場合は25,000ルーブルからです。 そしてそれよりも高い。 したがって、自分の手で自家製の誘導ヒーターを作成できる回路への関心は非常に理解できます。

トランスベース

変圧器を備えた誘導加熱システムの主な要素は、一次巻線と二次巻線を備えたデバイス自体です。 一次巻線に渦流が形成され、電磁誘導場が発生します。 この場は二次側、実際には加熱ボイラー本体の形で物理的に実装された誘導ヒーターに影響します。 エネルギーを冷却剤に伝達するのは、短絡した二次巻線です。

誘導加熱設備の主な要素は次のとおりです。

• 芯;
• 巻き取り;
• 2種類の絶縁 - 熱絶縁と電気絶縁。

コアは、壁厚が少なくとも 10 mm の異なる直径の 2 本のフェリ磁性チューブが互いに溶接されています。 外管に沿って銅線をトロイダル状に巻いています。 85～100回転まで等間隔で塗布する必要があります。 時間の経過とともに変化する交流は、閉回路内に渦流を生成し、これにより炉心、ひいては冷却材が加熱され、誘導加熱が行われます。

高周波溶接インバーターの使用

誘導ヒーターは溶接インバーターを使用して作成できます。回路の主なコンポーネントはオルタネーター、インダクター、発熱体です。

発電機は、標準電源周波数 50 Hz をより高い周波数の電流に変換するために使用されます。 この変調された電流は、銅線が巻線として使用される円筒形のインダクター コイルに供給されます。

コイルは交流磁場を生成し、そのベクトルは発生器によって指定された周波数で変化します。 磁場によって引き起こされる渦電流によって金属要素が加熱され、エネルギーが冷却剤に伝達されます。 このようにして、別のDIY誘導加熱スキームが実装されます。

発熱体は、長さ約5 mmの切断された金属線と、金属が配置されたポリマーパイプの一部から自分の手で作成することもできます。 パイプの上部と下部にバルブを取り付けるときは、充填密度を確認してください。 フリースペース。 図によると、発電機の端子に接続されるインダクタとなるパイプの上に銅線が約100回巻かれています。 銅線の誘導加熱は、交流磁場によって発生する渦電流によって発生します。

注記： DIY 誘導ヒーターは任意の設計に従って作成できますが、覚えておくべき主なことは、信頼性の高い断熱を提供することが重要であるということです。そうしないと、加熱システムの効率が大幅に低下します。

安全規制

誘導加熱を使用する加熱システムでは、漏れ、効率の低下、エネルギー消費、事故を避けるためにいくつかのルールに従うことが重要です。

1. 誘導加熱システムには、ポンプが故障した場合に水と蒸気を放出するための安全弁が必要です。
2. 安全な操作には圧力計とRCDが必要です 暖房システム、自分の手で組み立てます。
3. 誘導加熱システム全体を接地し、電気的に絶縁することで、感電を防ぐことができます。
4. 人体に対する電磁場の悪影響を避けるために、そのようなシステムを住宅地域の外に移動することをお勧めします。そこでは、誘導加熱装置を人体から80 cmの距離に配置する必要があるという設置規則に従う必要があります。水平（床および天井）および垂直面から 30 cm 離してください。
5. システムの電源を入れる前に、必ず冷却水の有無を確認してください。
6. 電気ネットワークの動作障害を防ぐために、提案されたスキームに従って手作りされた誘導加熱付きボイラーを、ケーブル断面積が少なくとも5 mm2の別の供給ラインに接続することをお勧めします。 。 従来の配線では必要な電力消費に対応できない場合があります。

こちらは金属用IHヒーターのプロジェクトです。 最もシンプルなデザイン、マルチバイブレータ回路を使用して組み立てられ、アマチュア無線家が作る最初のヒーターとして機能することがよくあります。

HDTV 設置の動作原理

コイルは高周波磁場を生成し、コイルの中央にある金属物体に渦電流が発生し、金属物体が加熱されます。 小さなコイルでも約 100 A の電流を流すため、コイルと並列に共振容量が接続され、コイルの誘導性を補償します。 コイルとコンデンサの回路は、その共振周波数で動作する必要があります。

電気回路図

ここ 元の図誘導ヒーター発電機、そしてその下にわずかに修正されたバージョンがあり、それに応じてミニ HDTV 設置の設計が組み立てられました。 ここでは不足するものは何もありません - 電界効果トランジスタを購入するだけでよく、BUZ11、IRFP240、IRFP250、または IRFP460 を使用できます。 コンデンサは特別な高電圧であり、電力は 70 A/h の車のバッテリーから供給されます。電流を非常によく保持します。

プロジェクトは驚くほど成功したことが判明しました。「膝の上で」1時間で組み立てられたにもかかわらず、すべてがうまくいきました。 特にうれしかったのは、220 V のネットワークを必要としないことです。車のバッテリーを使用して野外でも電源を供給できます (ところで、キャンプ用電子レンジを作ることはできますか?)。 発熱効率を維持しながら、電源電圧をリチウム電池と同様に4～8Vに下げる（小型化のため）実験が可能です。 もちろん、巨大な金属物体を溶かすことはできませんが、小さな作業には使用できます。

電源の消費電流は11Aですが、加熱すると金属抵抗が著しく増加するため、ウォームアップ後は7A程度に低下します。 また、10 Aを超える電流に耐えることができる太いワイヤを使用することを忘れないでください。そうしないと、動作中にワイヤが熱くなります。

回路の 2 番目のバージョンはネットワークから電力を供給します

共振の調整をより便利にするために、IR2153 ドライバーを使用してより高度な回路を組み立てることができます。 動作周波数は共振時に100kレギュレータによって調整されます。 周波数は約20～200kHzの範囲で制御可能です。 制御回路には主電源アダプタからの 12 ～ 15 V の補助電圧が必要で、電源部はダイオード ブリッジを介して 220 V ネットワークに直接接続できます。インダクタは 8x10 mm フェライト コアに 1.5 mm を約 20 回巻いています。 。

動作する HDTV コイルは太いワイヤまたはより優れた銅管で作られ、3 ～ 10 cm のマンドレルに約 10 ～ 30 回巻かれています。コンデンサ 6 x 330n 250V。 どちらもしばらくするとかなり熱くなります。 共振周波数は約30kHzです。 この自家製誘導加熱装置はプラスチックケースに組み込まれており、1 年以上稼働しています。

暖房システムはあらゆる住宅の重要なコンポーネントです。 家の「心」とも言える、温もりこそが安らぎや雰囲気を生み出すものです。
市場は豊富です さまざまな種類ガスボイラーは最も効率的であると考えられているためです。 ただし、ガスの元栓がかなり離れたところにある場合もあるため、この場合は電気機器が重要になります。 誘導ボイラーは非常に人気があります。 このタイプの加熱の利点は、溶接インバーターからの誘導炉を自分の手で簡単に作ることができることです。 渦電流に基づいて、電流源として溶接インバーターを使用して、金属用の誘導ヒーターを構築することも可能です。

発熱体は、次の 3 つの要素のセットで表されます。

1. 発熱体はチューブ (通常は金属またはポリマー) です。 インダクタ素子内にあります。 中には保冷剤が入っています。
2. 交流発電機（オルタネーター）は、家庭用ネットワークの周波数を高めます（標準の 50 Hz よりも高くなります）。
3. インダクタは銅製の円筒形コイルであり、電磁界を発生します。

HDTV ヒーターの設計原理

誘導ヒーターを使用する理論は、低周波のデバイスを使用しても十分な利点が得られないという理由で、実践よりも大幅に先行していました。 しかし、高周波磁界の発生という問題を解決した後、誘導素子が広く使われるようになりました。
誘導ヒーターの作り方を理解するには、まずそれがどのように機能するかを知る必要があります。 動作原理は非常にシンプルです。

1. 発電機は高周波電流 (HF) で動作します。 発電機からの高周波電流はインダクタに伝達されます。
2. コイルには電流が流れます。 出力が電磁場であるため、これはコンバーターです。
3. 加熱要素の温度は、磁場ベクトルの変化から生じる渦流により上昇します。 エネルギーは実質的に損失なく伝達されます。
4. パイプ内の冷却剤も加熱され、そのエネルギーが加熱システムに伝達されます。

長所と短所

誘導電気ヒーターには、次の特性に表れるように、多くの重要な利点があります。

1. 振動は渦電流の影響で発生するため、発熱体にスケールが形成されることはありません。 したがって、ボイラーの清掃費用はかかりません。
2. 渦型発熱体は自作でも密閉されています。 したがって、ボイラー内の漏れは完全に排除されます。 これは、冷却剤が内部で加熱されるという発熱体の動作原理によって実現されます。 金属パイプ、そしてエネルギーは電磁場を通じて遠くまで伝わります。 取り外し可能な接続はありません。
3. 発熱体は金属チューブなので修理や交換の必要がありません。 ただし、発熱体の加熱コイルが燃え尽きる可能性があるため、溶接インバーターから金属を加熱する設計はこの点で安全です。
4. 溶接インバーターの誘導加熱ヒーターは振動しますが、音は静かです。 振動の周波数は、可聴音波に比べて単純に小さいです。
5. 重要な利点は、組み立てコストが低いことです。

誘導加熱器には重要な利点があるにもかかわらず、次のような多くの欠点があります。

1. ヒーターに近づくと、発熱体だけでなくそれに最も近い空間も発熱するため、危険です。
2. 電気で家を暖房するのはガスよりも高価です。 したがって、溶接インバータから誘導加熱器を作成する前に、将来のコストを計算することをお勧めします。
3. 冷却水の過熱によりボイラー爆発の危険があります。 この問題を回避するために、通常は圧力センサーが取り付けられます。

電気ヒーターの設計

自分の手で誘導ヒーターの作成を開始するには、部品を準備する必要があります。

1. 装置の本体は直径 50 mm のポリマーパイプであり、高温に耐える必要があります。
2. 発熱体はステンレス鋼線です。
3. ワイヤーのホルダーは小さな穴が開いた金属メッシュです。
4. インダクタ部品は銅線です。
5. 給水装置は循環ポンプです。
6. 温度を制御する装置がサーモスタットです。
7. 暖房への接続 - ボールバルブとアダプター。
8. ワイヤーカッター。

溶接装置からのインバーター。

インダクタの外側に電磁界を形成するには、巻数の多い強力なコイルが必要であり、パイプを曲げるのも簡単な作業ではありません。 したがって、専門家は、パイプを誘導コイル内に配置して、パイプから一種のコアを作成することを推奨しています。
一般に、デバイスの本体は金属であることが意図されていましたが、インダクタのサイズが小さいため、パイプは内部に金属線を備えたポリマー製のものに置き換えられました。
必要な部品を集めたら、以下の図に従って誘導ボイラーの製造を開始できます。 結果は手順に従っているかどうかに依存するため、手順の順序に注意する必要があります。

まず、動作中にワイヤーの加熱部分が落ちないように、ポリマーパイプの端の1つに金属メッシュを取り付ける必要があります。

さらに加熱装置に接続するために、アダプターがパイプの同じ端に取り付けられています。

次に、ワイヤーカッターを使用してワイヤーを切断する必要があります。 パーツの長さは1cmから6cmまであります。
次に、これらの部品をパイプ内にできるだけしっかりと配置し、パイプ内に空きスペースが残らないようにする必要があります。

パイプの 2 番目の端は、金属メッシュとアダプターの取り付けという同じ 2 つの初期段階を経ます。
次に、インダクタの製造段階が始まります。巻き数の標準は80〜90個ですが、銅線を巻く必要があります。
銅線の端はインバータの極に接続する必要があります。

重要: すべてを隔離する必要があります 電気的接続。 この段階を何度か再確認することをお勧めしますこの後、ヒーターを暖房に接続する必要があります。

暖房システムに循環ポンプを設置する必要があります（不足している場合）。
そして最後にサーモスタットを接続します。 ヒーターの自動運転を実現します。

インバータが起動すると、インダクタは電磁界を生成し始めます。 渦流が発生し、パイプ内のワイヤーが加熱され、その結果、冷却液全体が加熱されます。

したがって、溶接インバーターに基づいて誘導ヒーターを作成するのは非常に簡単です。 さらに、 このタイプの加熱には多くの利点があり、効率、装置の耐久性、経済的コストの削減につながります。 ただし、すべての作業を再度やり直す必要がないように、高品質の部品を選択し、ヒーターの段階的な組み立てを維持するために予防策を講じることを忘れないでください。

シンプルな誘導加熱装置は、強力な高周波発生器と、発生器の負荷である低抵抗のコイル回路で構成されています。

自励式発電機は、次の条件に基づいてパルスを生成します。 共鳴周波数輪郭。 その結果、コイル内に周波数約 35 kHz の強力な交流電磁場が発生します。
このコイルの中心に導電性材料の芯を置くと、コイル内に電磁誘導が発生します。 頻繁な変化の結果、この誘導によりコア内に渦電流が発生し、熱の放出につながります。 これは、電磁エネルギーを熱エネルギーに変換する古典的な原理です。
誘導ヒーターは、多くの生産分野で非常に長い間使用されてきました。 彼らの助けを借りて、硬化、非接触溶接、そして最も重要なスポット加熱、材料の溶解を行うことができます。
すでに定番となっている、簡単な低電圧誘導ヒーターの回路を紹介します。

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