Indukcijski grelec za laboratorije in trgovine

V prispevku je razloženo, kako narediti majhen domači indukcijski grelnik za laboratorije in trgovine za izvajanje ogrevalnih del, kot so taljenje okraskov ali vrenje majhne količine tekočin z elektriko ali baterijo.

1. Cilji in zahteve vezja
2. Naš izziv je izdelati indukcijsko vezje za uporabo od 12 V do 24 V z ravno spiralo, ki lahko v čim krajšem času zavre pol litra vode.
3. Primarni cilj je, da indukcijsko vezje deluje, vendar obstajajo drugi izzivi, ki so opisani spodaj.
4. Posoda, v kateri naj vre voda, je iz dvostenskega nerjavečega jekla in je izolirana, razdalja med zunanjo in notranjo posodo, kjer deluje indukcija, pa je približno 5-7 mm.
5. Izbrali smo indukcijo, da zaščitimo elektronske komponente pred toploto običajne spiralne grelne tuljave, kar je mogoče, ko je rezervoar izoliran.
6. Zunanja posoda ima premer Ø 70 mm, prostor za elektronske komponente pa je visok 20 mm, zato je še en izziv preveriti, ali imamo prostor za komponente.
7. V povezavi z napajalnikom je priključeno nagibno stikalo, ki prekine napajanje indukcijske zanke, če je posoda nagnjena za 15 stopinj ali več. Ko se prekine napajanje indukcijskega vezja, se sproži zvočni signal.
8. Nadalje je indukcijska zanka priključena na dva termostata. En termostat, ki prekine napajanje indukcijskega krogotoka, ko voda doseže vrelišče, in drugi termostat, ki prevzame ohranjanje temperature vode na približno 60 stopinjah - ne vem, ali bo za to potreben programirljiv krog. Zanima me tudi, ali so na voljo infrardeči termostati.
9. Vem, da je to veliko naenkrat, toda kot že omenjeno, je glavni cilj, da indukcijsko vezje deluje. Ali nam lahko pošljete seznam potrebnih komponent in diagram vezja.
10. Veselimo se vašega odziva!
11. Lep pozdrav Súni Christiansen
12. pozdravljeni gospod, rabim diagram vezja indukcijskega grelnika za našo trgovino, imamo zlatarno
13. zato želim, da se stopi srebro in včasih zlato, če pa pošljete majhno vezje z napajalnikom brez transformatorja, bo to zame dobro.
14. Na internetu sem videl zelo majhen projekt za indukcijski grelec, vendar ne morem najti napajalnika tansfomerless, mi lahko pomagate, če u pošljete tako projektni indukcijski grelec kot njegov napajalnik brez transformatorja

Dizajn

V enem od prejšnjih prispevkov smo se naučili osnovne metode oblikovanje prilagojenega vezja indukcijskega grelnika z optimizacijo resonance krogotoka LC rezervoarja bomo tukaj uporabili isti koncept in videli, kako lahko predlagani domači krog indukcijskega grelnika zgradimo za uporabo v laboratorijih in zlatarnah.

Naslednja slika prikazuje standardno zasnovo indukcijskega grelnika, ki jo lahko prilagodite glede na zahteve uporabnika glede na njegove individualne želje.

Shema vezja

Delovanje vezja

Celotno vezje je konfigurirano okoli priljubljenega celotnega mostu IC IRS2453, ki dejansko omogoča načrtovanje polno mostnih pretvornikov zelo enostavno in varno. Tu uporabljamo to IC za izdelavo vezja pretvornika indukcijskega grelnika na enosmerni in enosmerni tok.

Kot je razvidno iz zasnove, IC uporablja le 4 N-kanalne MOSFET-ove za izvedbo celotne topologije pretvornika mostu, poleg tega pa IC vključuje vgrajen oscilator in zagonsko omrežje, ki zagotavlja izjemno kompaktno zasnovo pretvornika.

Frekvenco oscilatorja lahko prilagodite s spreminjanjem komponent Ct in Rt.

H-most mosfet-a je napolnjen z vezjem rezervoarja LC z bifilarno tuljavo, ki tvori indukcijsko delovno tuljavo skupaj z nekaj vzporednimi kondenzatorji.

IC vključuje tudi izklopni izhod, ki ga je mogoče izkoristiti za izklop IC in celotnega vezja v primeru katastrofalnih okoliščin.

Tu smo zaposlili a omrežje omejevalnikov toka z uporabo tranzistorja BC547 in ga konfiguriral s SD-zatičem IC, da je zagotovil trenutno nadzorovano varno izvedbo vezja. S to ureditvijo lahko uporabnik svobodno eksperimentira z vezjem, ne da bi se bal, da bodo med različnimi optimizacijskimi operacijami opekli napajalne naprave.

Kot je razloženo v enem od prejšnjih člankov, optimizacija resonance delovne tuljave postane ključna točka za katero koli vezje indukcijskega grelnika in tudi tu poskrbimo za natančno nastavitev frekvence, da omogočimo najugodnejšo resonanco za naš indukcijski grelec LC vezje.

Ni pomembno, ali je delovna tuljava v obliki spiralne bifilarne tuljave ali valjastega navitja navitja, če je resonanca pravilno usklajena, je mogoče pričakovati, da bo rezultat izbran iz zasnove optimalen.

Kako izračunati resonančno frekvenco

Resonančno frekvenco za krogotok rezervoarja LC lahko izračunamo po formuli:

F = 1 / 2π x √LC Kjer je F frekvenca, L je induktivnost tuljave (z vstavljeno magnetno obremenitvijo), C pa kondenzator, priključen vzporedno s tuljavo. Ne pozabite vnesti vrednosti L v Henry in C v Farad . Lahko pa uporabite tudi to programska oprema za resonančni kalkulator za določanje vrednosti različnih parametrov v zasnovi .

Vrednost F lahko izberemo poljubno, recimo na primer lahko domnevamo, da je 50 kHz, L lahko nato določimo z merjenjem induktivnosti delovne tuljave in na koncu vrednost C lahko poiščemo z zgornjo formulo ali napotena programska oprema za kalkulator.

Med merjenjem induktivnosti L poskrbite, da bo feromagnetna obremenitev pritrjena na delovno tuljavo in kondenzatorji odklopljeni.

Izbira kondenzatorja

Ker bi lahko s predlaganim indukcijskim grelnikom za laboratorijske vaje ali za taljenje okraskov sodelovala znatna količina toka, je treba kondenzator ustrezno oceniti za visokotokovno frekvenco.

Da bi se tega lotili, bomo morda morali vzporedno uporabiti veliko število kondenzatorjev in zagotoviti, da bo končna vrednost vzporedne kombinacije enaka izračunani vrednosti. Na primer, če je izračunana vrednost 0,1uF in če ste se odločili za vzporedno uporabo 10 kondenzatorjev, bi morala biti vrednost vsakega kondenzatorja približno 0,01uF itd.

Izbira trenutnega omejevalnega upora Rx

Rx lahko preprosto izračunamo po formuli:

Rx = 0,7 / največji tok

Tu se največji tok nanaša na največji tok, ki je morda dovoljen za delovno tuljavo ali obremenitev, ne da bi pri tem poškodoval mosfets in za optimalno ogrevanje obremenitve.

Na primer, če je za optimalni ogrevalni tok določeno 10 amperov, je mogoče izračunati in dimenzionirati Rx za omejevanje česar koli nad tem tokom in izbrati mora biti MOSFET-e za obdelavo več kot 15 amperov.

Vse to bi lahko zahtevalo nekaj eksperimentiranja, Rx pa lahko sprva držimo višje in nato postopoma znižujemo, dokler ne dosežemo prave učinkovitosti.

Hlajenje delovne tuljave.

Delovno tuljavo lahko zgradimo z votlo medeninasto cevjo ali bakreno cevjo in jo ohladimo s črpanjem vode iz pipe ali pa namestimo hladilni ventilator tik pod tuljavo za sesanje toplote iz tuljave s hrbtnega dela ohišja. Uporabnik lahko preizkusi tudi druge primerne metode.

Napajanje

Napajalno enoto, potrebno za zgoraj pojasnjeni indukcijski grelnik za laboratorije in trgovine, je mogoče zgraditi z 20 amp, 12V transformatorjem in s popravkom izhoda z mostičnim usmernikom 30 amp in kondenzatorjem 10.000uF / 35V.

Napajanje brez transformatorja je lahko neprimerno za indukcijski grelnik, saj bi za to bilo potrebno 20 amp amppsps vezje, kar bi lahko bilo zelo drago.