Como fazer um aquecedor de indução?

Aquecedor de indução também é chamado de fonte de alimentação de aquecimento por indução, também conhecido como equipamento de aquecimento por indução. É um termo coletivo para aquecimento por indução de todas as peças a serem aquecidas, incluindo fonte de alimentação de aquecimento por indução e equipamento de aquecimento por indução.

Como diz o ditado, faça você mesmo. Eu acredito que muitos amigos gostam de fazer alguns gadgets caseiros. Mas não sei se você tentou fazer um pequeno dispositivo como aquecimento por indução sozinho. EntãoComo fazer um aquecedor de induçãoE que tipo de passos são necessários? Vamos dar uma olhada.

1. estimativa de custo:

Tubo de cobre e tira de cobre: 210 yuan;

Dois núcleos espessados EE85: 60 yuan;

3 capacitores de ressonância de alta frequência: 135 yuan;

Placa de baquelite: 60 yuan;

Bomba de água e tubo de PU: 52 yuan;

Placa PLL: 30 yuan;

Placa GDT: 20 yuan;

Placa de energia: 50 yuan;

MOSFET: 20 yuan;

Regulador de tensão 2KW: 280 yuan;

Dissipador de calor: 80 yuan;

Total: 997 yuan

2. estrutura geral:

Ressonância em série de 2.5KW de rastreamento de frequência de loop de bloqueio de fase ZVS, MOSFET inversor de ponte completa; conversão de impedância de duas velocidades do transformador de núcleo magnético, dissipação de calor refrigerada a água, regulação de auto-tensão da rede, proteção de sobrecorrente de ônibus.

Antes de iniciar a produção, é necessário esclarecer alguns princípios e conceitos básicos, para não ser confundido.

1. mecanismo de aquecimento

Resistências turbilhão. Enquanto o objeto de metal estiver no campo magnético alternado, ele produzirá corrente parasita. A poderosa corrente parasita de alta densidade pode aquecer rapidamente a peça de trabalho. Este mecanismo existe em todos os condutores cuja resistividade não é infinita.

Cly Corrente circulante de indução. A peça de trabalho é equivalente a uma bobina de 1 volta em curto-circuito, e a bobina de indução constitui um transformador de núcleo de ar. Como a razão atual é igual à razão inversa da razão de voltas, a corrente na peça de trabalho é N (número de voltas) vezes a corrente na bobina de indução. A corrente de curto-circuito de indução faz com que a peça de trabalho aqueça rapidamente. Este mecanismo existe em qualquer condutor. No caso de densidade de fluxo magnético constante, quanto maior a área da peça de trabalho perpendicular ao vetor de campo magnético, maior a corrente induzida na peça de trabalho e maior a eficiência. Pode ser visto que uma peça de trabalho com uma grande área de corte de fluxo magnético é mais fácil de obter uma alta temperatura do que uma peça de trabalho com uma pequena área.

Fricção do domínio magnético (existem inúmeras pequenas áreas em ferromagnetos que foram magnetizados com um grau de linha de cerca de 10-4m. Essas pequenas áreas são chamadas de domínios magnéticos). Os domínios magnéticos dos materiais ferromagnéticos são magnetizados em um campo magnético alternado. Sob a ação do anel magnético inverso, ele esfrega violentamente e gera alta temperatura. Este mecanismo é dominante em materiais ferromagnéticos.

Pode ser visto que o efeito de aquecimento de peças de diferentes materiais é diferente devido aos diferentes mecanismos de aquecimento. Entre eles, os três mecanismos de materiais ferromagnéticos são responsáveis pelo melhor efeito de aquecimento. Quando a substância ferromagnética é aquecida acima do ponto Curie, ela se torna paramagnética e o mecanismo do domínio magnético diminui ou mesmo desaparece. Neste momento, os dois mecanismos restantes só podem ser usados para continuar o aquecimento.

Quando a peça de trabalho cruza o ponto Curie, o fenômeno de indução magnética é enfraquecido e a impedância equivalente da bobina cai muito, fazendo com que a corrente do circuito ressonante aumente. Depois de cruzar o ponto Curie, a indutância da bobina também diminui. A frequência ressonante natural do circuito LC mudará. O aquecedor do método de excitação fixa é desafinado e o equipamento é danificado ou a eficiência é bastante reduzida.

2. por que usar ressonância? Qual ressonância deve ser usada?

Bater a primeira pergunta primeiro. Costumávamos pensar que, enquanto uma corrente forte o suficiente for passada para a bobina de indução, ela se tornará um dispositivo de aquecimento por indução. Também fizemos um experimento sobre isso.

De fato, há um efeito de aquecimento no experimento, mas está longe de alcançar o efeito desejado da potência de saída da fonte de alimentação. Por que isso? Vamos analisá-lo. Obviamente, para uma peça de trabalho fixa, o efeito de aquecimento é proporcional à potência de saída real do inversor. Para a bobina de indução, é basicamente indutiva pura, ou seja, a mudança de corrente durante ela sempre fica atrás da mudança da tensão em ambas as extremidades, ou seja, quando a tensão atinge o valor de pico, a corrente não atingiu o valor de pico e o fator de potência é muito baixo. Sabemos que a potência é igual à área de sobreposição da onda de tensãoRm e a forma de onda atual. No indutor, as formas de onda de corrente e tensão são escalonadas por um ângulo. Neste momento, a área de sobreposição é pequena. Mesmo que uma enorme corrente passe por ela, ela é inútil. Isto é, se P = UI for simplesmente calculado, apenas a potência reativa será obtida.

Por outro lado, a corrente nos capacitores sempre leva a mudança de tensão. Se o capacitor e a indutância formam uma ressonância em série ou paralela, um está à frente e o outro está atrasado, e simplesmente cancela na ressonância. Portanto, o capacitor também é chamado de capacitor de compensação de energia aqui. Neste momento, da perspectiva da fonte de excitação, é equivalente a fornecer energia a uma carga resistiva pura, a forma de onda atual e a forma de onda de tensão são completamente sobrepostas, e a potência ativa máxima é saída. Esta é a principal razão pela qual os capacitores de compensação em série (paralelos) são usados para formar ressonância.

A segunda pergunta, a ressonância LC tem ressonância em série e ressonância paralela, que estrutura deve ser usada?

Para colocá-lo sem rodeios, em tanques ressonantes paralelos, a tensão ressonante é igual à tensão da fonte de excitação, e a corrente no circuito do tanque (TANQUE) é igual a Q vezes a corrente de excitação. A corrente do circuito do tanque do circuito ressonante da série é igual à corrente da fonte de excitação, e a tensão em ambas as extremidades de L e C é igual a Q vezes a tensão da fonte de excitação, cada um tem seus próprios méritos.

Do ponto de vista da estrutura do circuito:

Para excitação de fonte de tensão constante (meia ponte, ponte completa), um circuito ressonante em série deve ser usado, porque a tensão de alimentação é constante, quanto maior a corrente, maior a potência de saída. Para o circuito ressonante em série, a impedância de todo o circuito é a menor no ponto de ressonância, enquanto a corrente de ressonância também atinge o valor máximo e a potência máxima é de saída. No momento da ressonância em série, o valor Q do circuito sem carga é o mais alto, as tensões em ambas as extremidades de L e C são mais altas, e a corrente do circuito do tanque é desperdiçada na resistência do circuito, e o calor é enorme.

Para excitação de fonte de corrente constante (como um circuito de tubo único), ressonância paralela deve ser usada. A tensão no terminal LC é muito alta durante a ressonância livre, portanto, uma grande potência pode ser obtida. A ressonância paralela tem uma vantagem muito importante, isto é, a corrente de loop é a menor quando não há carga, e a potência de aquecimento também é muito pequena. Vale a pena mencionar que a partir dos resultados experimentais, o mesmo capacitor ressonante e bobina de aquecimento, o mesmo poder de condução, ressonância paralela é adequado para o aquecimento de peças de trabalho maiores, e a ressonância da série é adequada para aquecer peças de trabalho menores.

3. produção

Depois de entender os princípios acima, podemos começar a construir nosso equipamento de aquecimento por indução. O equipamento que fizemos é composto principalmente de fonte de alimentação retificadora reguladora de tensão, loop de bloqueio de fase, gerador de tempo morto, circuito GDT, ponte MOS, transformador de transformação de impedância, circuito de tanque LC e sistema de dissipação de calor.