Индукционная печь по металлу: особенности конструкции и изготовление своими руками

Принцип действия

Плавильный агрегат индукционной печи используется для нагрева самых разнообразных металлов и сплавов. Классический дизайн состоит из следующих элементов:

1. Сливной насос.
2. Индуктор с водяным охлаждением.
3. Каркас из нержавеющей стали или алюминия.
4. Контактная зона.
5. Камин из жаропрочного бетона.
6. Опора с гидроцилиндром и подшипниковым узлом.

Принцип действия основан на формировании вихревых токов Фуко. Как правило, при работе бытовых приборов такие токи вызывают ошибки, но в данном случае они используются для нагрева заряда до нужной температуры. Почти вся электроника при работе начинает нагреваться. Этот негативный фактор при использовании электроэнергии используется в полной мере.

Преимущества устройства

Индукционная плавильная печь стала применяться относительно недавно. На производственных площадках устанавливаются известные мартеновские печи, доменные печи и другие виды оборудования. Такая печь для плавки металла имеет следующие преимущества:

1. 
   Применение индукционного принципа позволяет сделать оборудование компактным. Поэтому проблем с их размещением в небольших помещениях не возникает. Примером могут служить доменные печи, которые можно устанавливать только в подготовленных помещениях.
2. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что эффективность составляет практически 100%.
3. Высокая скорость плавления. Высокий показатель КПД определяет, что для нагрева металла требуется гораздо меньше времени по сравнению с другими печами.
4. Некоторые печи при плавке могут вызвать изменение химического состава металла. Индукция занимает первое место по чистоте плавки. Генерируемые токи Фуко нагревают заготовку изнутри, что исключает возможность попадания в состав различных примесей.

Именно последнее преимущество определяет распространение индукционной печи в ювелирном деле, так как даже небольшая концентрация посторонних предметов может негативно сказаться на результате.

Приступаем к печке: что нужно знать обязательно

Электромагнитное поле (ЭМП) воздействует на организм человека, по крайней мере, нагревается целиком, как мясо в микроволновке. Поэтому при работе с индукционной печью в качестве конструктора, супервайзера или оператора необходимо четко понимать суть следующих понятий:

ППЭ – плотность потока энергии электромагнитного поля. Определяет общефизиологическое действие ЭМП на организм независимо от частоты излучения, т.к. ЭМП ППЭ одной и той же интенсивности увеличивается с увеличением частоты излучения. По санитарным нормам разных стран допустимая величина ППЭ составляет от 1 до 30 мВт на 1 м2 поверхности тела при постоянном (свыше 1 часа в сутки) воздействии и в 3-5 раз больше при однократном кратковременном воздействии, до 20 минут.

Примечание: США выделяются, у них допустимая ППЭ составляет 1000 мВт (!) на квадратный километр м тела. Фактически американцы считают его внешние проявления началом физиологического воздействия, когда человек уже болеет, а отдаленные последствия воздействия ЭМП полностью игнорируются.

ППЭ с расстоянием от точечного источника излучения падает на квадрат расстояния. Однослойное экранирование оцинкованной или мелкоячеистой оцинкованной сеткой снижает ППЭ в 30-50 раз. Вблизи катушки по оси ППЭ будет в 2-3 раза выше, чем сбоку.

Поясним на примере. Это дроссель на 2 кВт и 30 МГц с КПД 75%. Следовательно, из него уйдет 0,5 кВт или 500 Вт. На расстоянии 1 м от него (площадь сферы радиусом 1 м равна 12,57 кв м) на 1 кв м придется 500/12,57 = 39,77 Вт, а на человека около 15 Вт, это много. Индуктор необходимо поставить вертикально, перед включением печи надеть на него заземленный колпак, следить за процессом издалека, а по окончании сразу же выключить печь. На частоте 1 МГц ППЭ упадет в 900 раз, и экранированный индуктор можно будет эксплуатировать без особых мер предосторожности.

СВЧ — сверхвысокие частоты. В радиоэлектронике микроволны оцениваются с т н. Q-диапазон, но согласно физиологии микроволновки он начинается примерно со 120 МГц. Причина – электроиндукционный нагрев клеточной плазмы и резонансные явления в органических молекулах. Микроволны обладают целенаправленным биологическим эффектом с долгосрочными последствиями. Достаточно получить 10-30 мВт в течение получаса, чтобы подорвать здоровье и/или репродуктивную способность. Индивидуальная восприимчивость к микроволнам сильно различается; работая с ним, необходимо регулярно проходить специальное медицинское обследование.

Остановить микроволновое излучение очень сложно, как говорят профи, оно «просачивается» через малейшую трещинку в экране или при малейшем нарушении качества грунта. Эффективная борьба с СВЧ-излучением оборудования возможна только на уровне проектирования высококвалифицированными специалистами.

К счастью, диапазон частот, в котором работают индукционные печи, не распространяется на микроволны. Но при неумелом оформлении или использовании духовка может уйти в режим, при котором появляется паразитная микроволновка. Конечно, этого следует избегать любой ценой.

Читайте также: Виды литья: литье под давлением, центробежное литье, литье в оболочку, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением

Схема индукционного простого нагревателя мощностью 1600 Вт

Представленную схему следует рассматривать скорее как экспериментальную альтернативу. Однако такой вариант вполне осуществим. Основные преимущества схемы:

• относительная простота,
• доступность запчастей,
• простая установка.

Схема индукционного нагревателя (на фото ниже) работает по принципу «двойного полумоста», дополненного четырьмя силовыми транзисторами с изолированным затвором из серии IGBT (STGW30NC60W). Транзисторы управляются микросхемой IR2153 (самосинхронный полумостовой драйвер).

Схематическое изображение упрощенного маломощного индукционного нагревателя, конструкция которого позволяет использовать его в личных подсобных хозяйствах

Двойной полумост способен обеспечить ту же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора полумоста с тактовым управлением проще в реализации и, следовательно, проще в использовании. Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1 (2x 120A) работает как встречно-параллельная диодная схема.

Диодов гораздо меньшего размера (30А) будет достаточно. Если предполагается использовать транзисторы серии IGBT со встроенными диодами (например, STGW30NC60WD), от этого варианта можно вообще отказаться.

Рабочая резонансная частота регулируется потенциометром. Наличие резонанса определяется по наибольшей яркости светодиодов.

Электронные компоненты для простого индукционного нагревателя своими руками: 1 — Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1; 2 — транзистор со встроенными диодами типа STGW30NC60WD

Конечно, всегда есть возможность построить более сложный драйвер. В общем, оптимальным решением видится использование автоматической настройки. Это обычно используется в профессиональных схемах индукционного нагрева, но схема с такой модернизацией явно теряет фактор простоты.

Регулировка частоты, катушка индуктивности, мощность

Схема индукционного нагревателя обеспечивает регулировку частоты в диапазоне ок. 110 — 210 кГц. Однако для схемы управления требуется вспомогательное напряжение 14-15В, получаемое от небольшого адаптера (переключатель может быть переключаемый или обычный).

Выход схемы индукционного нагревателя подключен к рабочей цепи катушки через согласующий дроссель L1 и разделительный трансформатор. Индуктор имеет 4 витка провода на сердечнике диаметром 23 см, разделительный трансформатор состоит из 12 витков двухжильного кабеля, намотанных на сердечник диаметром 14 см.

Выходная мощность индукционного нагревателя при указанных параметрах составляет примерно 1600 Вт. При этом не исключена возможность увеличения мощности до более высоких значений.

Экспериментальная конструкция индукционного нагревателя, сделанного своими руками в домашних условиях. КПД устройства достаточно высокий, несмотря на небольшую мощность

Рабочая катушка индукционного нагревателя изготовлена ​​из проволоки диаметром 3,3 мм. Лучшим материалом катушки, по-видимому, является медная трубка, для которой можно использовать простую систему водяного охлаждения. Индуктор имеет:

• 6 обмоток,
• диаметр 24 мм,
• высота 23 мм.

Для этого элемента схемы характерным явлением является значительный нагрев при работе установки в активном режиме. Этот момент следует учитывать при выборе материала для производства.

Модуль резонансного конденсатора

Резонансный конденсатор выполнен в виде батареи малых конденсаторов (модуль состоит из 23 малых конденсаторов). Суммарная емкость батареи составляет 2,3 мкФ. Конструкция позволяет использовать конденсаторы емкостью 100 нФ (~275В, полипропиленовые МКП, класс Х2).

Этот тип конденсатора не предназначен для таких целей, как использование в цепи индукционного нагревателя. Однако, как показала практика, указанный тип емкостных элементов вполне пригоден для работы на резонансной частоте 160 кГц. Рекомендуется использовать фильтр электромагнитных помех.

Фильтр электромагнитного излучения. Примерно такой рекомендуется использовать в конструкции индукционного нагревателя для минимизации помех

Регулируемый трансформатор можно заменить схемой плавного пуска. Например, вы можете порекомендовать использовать простую схему ограничения тока:

• обогреватели,
• галогенные лампы,
• другие устройства

с эффектом ок. 1 кВт, подключенный последовательно с индукционным нагревателем при первом включении.

Предупреждение о мерах безопасности

При изготовлении индукционного нагревателя по представленной схеме следует помнить: цепь контура индукционного нагрева подключена к электросети и находится под высоким напряжением. Настоятельно рекомендуется использовать потенциометр с изолированным стержнем.

Высокочастотное электромагнитное поле обладает опасным потенциалом, способным повредить электронные устройства и носители информации. Представленная схема, учитывая простоту реализации, несет значительные электромагнитные помехи. Этот фактор может привести к различным аварийным последствиям:

• шок от удара электричеством,
• горит
• пожары.

Поэтому, прежде чем решиться на создание и проведение экспериментов с индукционным нагревателем, необходимо обеспечить полную безопасность для конечного пользователя и окружающих.

Видео: индукционный нагреватель сварочным инвертором

 

Видео, представленное выше, является демонстрацией работы металлического нагревательного узла. Это устройство сделано путем переделки сварочного инвертора, и как отмечает автор, работает достаточно эффективно:

Заключительный штрих

построить индукционный нагреватель для плавки металла своими руками в домашних условиях поэтому идея не фантастическая, но вполне осуществимая. При желании, при наличии соответствующей информации, комплектующих вполне можно собрать годный к употреблению обогреватель.

Использование информации: Даник

Теги: kanthal схема теплового сопротивления электрическая электроника

Делаем тигли

Теперь пришло время сделать свой собственный тигель. Из всего вышесказанного понятно, что имеет смысл изготовить тигли своими руками:

1. Стали;
2. Керамический нейтральный;
3. Керамический графит.

О стальных тиглях и говорить особо нечего — это просто стальной сосуд с приваренной ручкой. Стальные тигли применяют для переплавки легкоплавких металлов; иногда — цинк для горячего цинкования с качеством до 3+. Стальные тигли для свинца, олова и цинка подходят только для плавки одного конкретного металла, так как после 1-2 плавок сами покрываются им изнутри.

Рекомендации по размещению печи

В зависимости от конструктивных особенностей различают индукционные печи напольные и настольные. Вне зависимости от того, какой вариант был выбран, существует несколько основных правил монтажа:

1. 
   При работе оборудования сеть подвергается высокой нагрузке. Чтобы исключить возможность короткого замыкания из-за износа изоляции, при монтаже должно быть выполнено качественное заземление.
2. В конструкции предусмотрен водяной контур охлаждения, что исключает возможность перегрева основных элементов. Именно поэтому необходимо обеспечить надежный прирост воды.
3. Если устанавливается стационарная печь, следует обратить внимание на устойчивость используемого основания.
4. Металлоплавильная печь представляет собой сложное электротехническое устройство, при монтаже которого необходимо соблюдать все рекомендации производителя. Особое внимание уделяется параметрам источника питания, которые должны соответствовать модели устройства.
5. Не забывайте, что вокруг печи должно быть довольно много свободного места. В процессе работы даже небольшой по объему и массе расплав может случайно выплеснуться из формы. При температуре выше 1000 градусов Цельсия он нанесет непоправимый ущерб различным материалам, а также может стать причиной возгорания.

Во время работы устройство может сильно нагреваться. Поэтому поблизости не должно быть легковоспламеняющихся или взрывоопасных веществ. Кроме того, в соответствии с правилами пожарной безопасности рядом должен быть установлен противопожарный экран.

Генератор

Катушки индуктивности питаются от промышленной установки частоты 50 Гц с завода. А от генераторов и преобразователей с высокими, средними и низкими частотами (индивидуальные блоки питания) катушки индуктивности работают в быту. Наиболее эффективное участие в сборке высокочастотных генераторов. В индукционных мини-печах можно использовать токи разной частоты.

Генератор не должен давать резкий спектр тока. По одной из самых популярных схем установки индукционных плит дома рекомендуется частота генератора 27,12 МГц. Один из таких генераторов собирается из деталей:

• 4 тетрода (электронные лампы) большой мощности (марки 6п3с), с параллельным включением;
• 1 неоновый экстра — индикатор готовности объекта к работе.

Немного теории

При конструировании самодельной «индукции» помните: минимальное энергопотребление не равно максимальному КПД, и наоборот. Минимальную мощность печь будет брать из сети при работе на основной резонансной частоте, поз. 1 на рис. В этом случае заготовка/шихта (и на более низких предрезонансных частотах) действует как один короткозамкнутый виток, а в расплаве наблюдается только одна конвективная ячейка.

Режимы работы тигельной индукционной печи

В основном резонансном режиме в печи мощностью 2-3 кВт можно выплавить до 0,5 кг стали, но на разогрев шихты/заготовки потребуется до часа и более. Следовательно, общее потребление электроэнергии из сети будет большим, а общий КПД будет низким. На предрезонансных частотах — еще ниже.

В результате индукционные печи для плавки металла чаще всего работают на 2-й, 3-й и других высших гармониках (поз. 2 на рис.) Увеличивается мощность, необходимая для нагрева/плавления; на тот же фунт стали на 2-й потребуется 7-8 кВт, на 3-й 10-12 кВт. Но нагрев происходит очень быстро, в течение минут или долей минут. Поэтому КПД высокий: печь не успевает много «съесть», так как расплав уже можно разливать.

Печи на гармониках имеют важнейшее, даже уникальное преимущество: в расплаве возникает несколько конвекционных ячеек, мгновенно и тщательно перемешивающих его. Поэтому можно проводить плавку в так называемой быстрой загрузке и получать сплавы, которые принципиально невозможно плавить в других плавильных печах.

Если же частоту «поднять» в 5-6 раз выше основной частоты, КПД несколько (незначительно) падает, но появляется еще одно замечательное свойство гармонической индукции: нагрев поверхности за счет скин-эффекта, смещающего ЭДС в сторону поверхность заготовки, поз. 3 на рис. Для плавки этот режим используется редко, а вот для нагрева заготовок для науглероживания и закалки поверхности — вещь приятная. Современная техника без такого метода термической обработки была бы просто невозможна.

О левитации в индукторе

А теперь проделываем хитрость: наматываем первые 1-3 витка на дроссель, затем трубу/шину сгибаем на 180 градусов, а остальную обмотку наматываем в обратном направлении (поз. 4 на рис.) Подключаем к генератор, поместите тигель в индуктор в заряде, подайте питание. Дождемся плавления, убираем тигель. Расплав в индукторе соберется в шар, который будет там висеть, пока мы не выключим генератор. Потом упадет.

Эффект электромагнитной левитации расплава используется для очистки металлов зонной плавкой, для получения высокоточных металлических сфер и микросфер и т д. Но для корректного результата плавку необходимо проводить в высоком вакууме, поэтому здесь левитация в индуктор упоминается только для информации.

Канальное плавильное устройство

Индукционная сталеплавильная печь канального типа имеет в своей конструкции электромагнитный сердечник. Принцип действия устройства заключается в движении переменного магнитного потока по магнитопроводу. В кольце из жидкого металла возбуждается электрический ток, который нагревает заряд до заданной температуры. Технология используется в литейном производстве, миксерах, пищевых столах. Для увеличения магнитного потока используется замкнутый магнитопровод из трансформаторной стали.

Канальные печи получили свое название за наличие в помещении устройства двух отверстий с каналом, образующим замкнутый контур. По конструктивным особенностям устройство не может работать без цепи, из-за чего жидкий алюминий находится в непрерывном движении. При несоблюдении рекомендаций производителя оборудование самопроизвольно отключается, прерывая процесс плавки.

Через сифон, размещенный на торцевой стенке, заливают жидкую бронзу, загружают и удаляют добавки и шлак через специальные отверстия. Выход готовой продукции осуществляется через V-образный дренажный канал, выполненный в гильзе по шаблону, который в процессе работы оплавляется. Обмотка и сердечник охлаждаются воздушной массой, температура корпуса регулируется водой.

Индукционная печь для плавки металла своими руками

При наличии электрической схемы сборки освоить процесс сборки сможет даже начинающий мастер. Оборудование может быть выполнено на базе сварочного инвертора, на лампах или транзисторах.

Главное преимущество печек, которые собирались из подручных средств, заключается в том, что цена устройства на порядок ниже, чем при покупке магазинного оборудования.

При установке печи с индукционной катушкой следует учитывать, что скорость плавления металлических сплавов будет напрямую зависеть от нескольких факторов:

• Скорость теплопередачи;
• Мощность генератора, используемого в конструкции;
• Потери на вихревые токи в процессе работы;
• Частота устройства;
• Наличие поблизости металлических деталей и электронных устройств, которые могут создавать помехи.

Из сварочного инвертора

Духовой шкаф на инверторной основе отличается безопасностью, но при этом максимально прост в установке. Сам инвертор уже имеет все необходимые механизмы защиты на случай перегрузки. Процесс производства индукционной плиты при наличии сварочного аппарата сводится к сборке индуктора.

Для монтажа индукционной катушки стоит купить тонкостенную медную трубу диаметром не более 10 мм. Труба сгибается по спирали, а для облегчения процесса желательно сделать специальный шаблон.

Количество витков в катушке от 7 до 12. Общее количество напрямую зависит от характеристик используемого сварочного инвертора. Следите за тем, чтобы сопротивление дросселя не превышало допустимого тока в преобразователе, иначе при плавке металла вам придется столкнуться с автоматическими отключениями аппарата из-за срабатывания внутренней защиты.

Общий вид индукционной печи со сварочным конвертером

После изготовления катушки приступаем к изготовлению внешней оболочки устройства. Для этих целей лучше всего подходит графитовый корпус (не используйте для изготовления корпуса материал, проводящий электричество через себя, иначе общая производительность устройства будет значительно снижена). Внутри индукционной катушки помещается тигель, где в дальнейшем будет плавиться металл.

Готовую индукционную катушку лучше всего устанавливать на поверхность, устойчивую к высоким температурам воздуха. Перед началом работы удалите посторонние предметы из зоны установки.

Подключать сварочный инвертор стоит только к тем розеткам, которые способны выдержать силу потребляемого аппаратом тока. Обязательно оборудуйте лоток шасси.

На транзисторах

Для сборки печки, работающей на транзисторах, следует купить следующие детали:

• Полевые транзисторы типа IRFZ44V;
• Два диода;
• сопротивление 470 Ом;
• Пленочные конденсаторы различной емкости;
• Медные провода для обмотки в изоляции диаметром 1,2 мм и 2 мм;
• Компьютерные радиаторы.

Процесс сборки устройства включает в себя следующие этапы:

1. Транзисторы установлены на радиаторах. Обратите внимание на то, что рабочий контур достаточно быстро и сильно нагревается, поэтому радиаторы должны быть большими для охлаждения конструкции. В некоторых случаях можно использовать один радиатор.Транзисторы необходимо устанавливать на большие радиаторы во избежание перегрева рабочей схемы
2. Снимаем кольца с блока питания компьютера и начинаем наматывать на них медный провод диаметром 1,2 мм. Всего нужно сделать два кольца, на каждом — от 7 до 15 витков. Следите за тем, чтобы расстояние между витками было примерно одинаковым.
3. Конденсаторы подключаем к единой батарее, емкость которой 4,7 мкФ. Подключение выполняется параллельно.Конденсаторы нужно припаять параллельно
4. Делаем индукционную обмотку из провода диаметром 2 мм. Диаметр должен соответствовать диаметру тигля, который будет использоваться в дальнейшем. Всего в катушке не должно быть более 8 витков. Не обрезайте провод слишком близко к началу обмотки. Оставшиеся концы провода пойдут на припайку индуктора к общей схеме печи.
5. Соединяем все элементы по схеме.

Электрическая схема сборки духовки на транзисторах

При необходимости духовку можно оснастить корпусом из материала, устойчивого к повышенным температурам и не пропускающего ток.

На лампах

Если для выполнения работ по плавке металла необходимо более мощное устройство, индукционную печь с лампами можно сделать по следующей схеме.

Для сборки конструкции подготавливаем:

• 4 тетрода. Для оформления подойдут лампы форматов 6Л6, 6П3 или Г807;
• 4 дросселя;
• 4 конденсатора по 0,01 мкФ;
• Неоновая лампа (можно использовать как индикатор готовности духовки к работе);
• Конденсатор для настройки;
• Медная труба.

Электрическая схема индукционной печи с лампами

Вы можете собрать печь, выполнив следующие действия:

1. Сгибаем медную трубу в виде спирали. Всего необходимо сделать около 15 витков, расстояние между ними должно быть не менее 5 мм. Внутри спирали должен свободно располагаться тигель, где и будет происходить процесс плавления;
2. Делаем надежный корпус для прибора, который не должен проводить электрический ток, должен выдерживать высокие температуры воздуха;
3. Дроссели и конденсаторы собираются по схеме, указанной выше;
4. В цепь подключается неоновая лампа, которая будет сигнализировать о готовности устройства к работе;
5. Также впаян конденсатор для регулировки емкости.

Разновидности оборудования

Широкое распространение получили всего два типа печей: тигельные и канальные. У них схожие преимущества и недостатки, отличия заключаются только в используемом методе работы:

1. 
   В печи тигельного типа необходимо загружать каждую часть шихты отдельно. Принцип работы устройства следующий: металл загружается в индуктор, после расплавления сливается и загружается новая деталь. Как правило, такую ​​модель покупают для небольших мастерских, когда работы ведутся с небольшим количеством сырья.
2. Каналы отличаются тем, что позволяют осуществлять непрерывное плавление металла. Конструкция позволяет загружать новую часть металла и сливать уже расплавившуюся в процессе эксплуатации. Единственным недостатком является то, что возникают трудности в момент дренажа, так как дренажный канал должен быть заполнен.

Более популярна тигельная разновидность индукционных плит. Это связано с их высокой производительностью и простотой использования. Кроме того, подобную конструкцию при необходимости можно изготовить самостоятельно.

Домашние версии довольно распространены. Для их изготовления нужно:

1. Генератор.
2. Горнило.
3. Индуктор.

При необходимости опытный электрик может изготовить дроссель своими руками. Этот конструктивный элемент представлен обмоткой из медного провода. Тигель можно купить в магазине, а в качестве генератора используют ламповую схему, батарейку своими руками на своих транзисторах или сварочный инвертор.

Использование сварочного инвертора

Индукционную печь для плавки металла своими руками можно сделать, используя в качестве генератора сварочный инвертор. Этот вариант используется чаще всего, так как прилагаемые усилия относятся только к изготовлению индуктора:

1. В качестве основного материала используется тонкостенная медная труба. Рекомендуемый диаметр 8-10 см.
2. Труба сгибается по нужной схеме, которая зависит от особенностей используемого корпуса.
3. Между изгибами должно быть расстояние не более 8 мм.
4. Индуктор помещен в текстолитовый или графитовый корпус.

После создания индуктора и размещения его в доме остается только установить на его место купленный тигель.

Применение транзисторов

Такая схема довольно сложна в исполнении, предполагает использование резисторов, нескольких диодов, транзисторов разной емкости, пленочного конденсатора, медного провода двух разных диаметров и колец от дросселей. Рекомендации по установке следующие:

1. 
   При использовании рассматриваемой схемы конструкция будет очень сильно нагреваться. Поэтому следует использовать эффективное охлаждение.
2. Купленные конденсаторы собираются в одну цепь для получения аккумулятора.
3. В качестве основы катушки индуктивности использованы дроссели. Купленная ранее медная труба диаметром ок. На них наматывается 1 мм. От количества оборотов зависит, насколько мощной будет самодельная печь. Рекомендуемый диапазон составляет от 7 до 15 оборотов.
4. Вторая медная трубка наматывается на цилиндрический предмет, диаметр которого должен быть ок. 2 мм. Следует помнить, что концы этой трубы должны быть большими, так как они будут использоваться для подключения к источнику питания.
5. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор 12 В.

Создаваемая схема размещается в текстолитовом или графитовом корпусе, которые являются диэлектрическими. Схема, предполагающая использование транзисторов, довольно сложна в реализации. Поэтому браться за изготовление такой печи нужно только при наличии определенных навыков работы.

Печь на лампах

В последнее время ламповые печи делают все меньше и меньше, так как требуют осторожности в обращении. Применяемая схема проще по сравнению со случаем использования транзисторов. Сборку можно проводить в несколько этапов:

1. 
   В качестве генератора используются 4 параллельно соединенные лампы луча.
2. Используемый медный провод должен быть соединен по спирали. Изготовленные витки должны иметь диаметр от 8 до 16 см, расстояние между ними не менее 5 миллиметров. Следует помнить, что потребуется довольно большое количество проволоки, так как в изгибы должен входить тигель.
3. Созданная спираль помещается в корпус из материала, не проводящего электрический ток.
4. Повысить КПД схемы можно, дополнительно подключив подстроечный конденсатор.

Используемые лампы должны быть защищены от механических воздействий.

Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя

Для выполнения переделки сварочного оборудования в индукционную печь необходимо подготовить расходные материалы и инструменты

Также важно подготовить чертежи и следовать инструкции по сборке

Простое изделие на основе сварочного инвертора

Чтобы сделать простой, но эффективный обогреватель, можно использовать сварочный преобразователь. Процесс производства достаточно прост:

1. Во-первых, нужно взять толстостенную полимерную трубу.
2. С конца трубы стоит установить провода и 2 вентиля, а внутрь насыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
3. Прикрепите верхний клапан.
4. Протяните 90 витков медного провода, чтобы собрать индуктор.

В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет труба с проволокой. Машина настроена на переменный ток повышенной частоты.

В процессе нагревания излучается магнитное поле и проволока нагревается вихревыми токами. Это приводит к закипанию жидкости.

Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт

Для монтажа экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку змеевик может без особых проблем нагревать любой материал, нагреватель можно усовершенствовать.

Корпус можно сделать из пластиковой трубы, которая имеет больший диаметр, чем элемент в системе отопления. Оптимальная длина изделия 1 м, а внутренняя часть 50-80 мм.

Для подключения обогревателя к оборудованию необходимо прикрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя часть закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещается наполнитель из мелких частиц металла.

Для намотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстого провода не оправдано, так как это усложнит плотное расположение витков.

Печь для нагрева металла

В связи с повышенной пожарной безопасностью индукционный метод применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящей работы необходимо подготовить:

1. 12 вольтовая батарея.
2. Медный обмоточный провод.
3. Пленочные конденсаторы.
4. Транзисторы и диоды.
5. Блок питания звонит от персонального компьютера.

Индукционная печь из сварочного конвертера.

Последующая сборка осуществляется по следующей инструкции:

Транзисторы установлены на радиаторах охлаждения. Во время использования устройство сильно нагревается, поэтому радиаторы лучше подготовить большие.
Сделан дроссель. Для сборки используется медный провод и кольца блока питания ПК

Важно следить за тем, чтобы расстояние между витками оставалось одинаковым на каждом сегменте.
Конденсаторная батарея собрана. Емкость аккумулятора должна быть 4,7 мкФ.
Делается обмотка. Диаметр медной проволоки должен быть 2 мм

Потребуется 8 оборотов, чтобы разместить все заготовки во внутреннем пространстве.

Диаметр медной проволоки должен быть 2 мм. Потребуется 8 оборотов, чтобы разместить все заготовки во внутреннем пространстве.

Последним шагом является подключение аккумулятора. Сила тока регулируется при производстве печи. Для этого достаточно изменить количество витков.

Кроме того, следует предусмотреть отвод тепла и систему вентиляции, так как во время работы печь сильно нагревается.

Нагреватель для воды

Использование такого устройства в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу горячей воды или отопления помещений. Система потребляет много электроэнергии, но имеет простую схему сборки и не требует сложностей в обслуживании. Предстоящий сбор начинается с подготовки:

1. Сварочный аппарат.
2. Теплоизолятор (подойдет керамзит).
3. Медные и стальные провода.
4. Кусок пластиковой трубы с толстыми стенками.
5. Трубы разного диаметра.

На первом этапе начинается производство котла. Его можно соорудить из 2-х труб разного сечения, которые вставляются друг в друга с зазором 20-25 мм.

Затем концы колец свариваются и подключаются к общей системе отопления. Выходные и входные трубы должны быть приварены к наружной стене.

Затем делается обмотка, точно повторяющая форму котла. Всего должно быть выполнено 35-40 витков, с равным расстоянием между витками.

На заключительном этапе монтируется защитный кожух, выполненный из диэлектрического материала, и осуществляется подключение инверторного блока и теплоносителя.

Правильно собранная конструкция может прослужить 20-25 лет без ремонта и замены расходных материалов.

Виды

Вихревые токи замыкаются по цепи, ограниченной магнитным полем индуктора. Поэтому нагрев токопроводящих элементов возможен как внутри катушки, так и с внешней ее стороны.

• Поэтому индукционные печи бывают двух видов:
• канальный, где каналы вокруг индуктора являются емкостью для расплавления металлов, а сердечник находится внутри него;
• тигель, используют специальную емкость — тигель из жаропрочного материала, обычно съемный.

Канальная печь слишком велика и рассчитана на промышленные объемы плавки металла. Используется для плавки чугуна, алюминия и других цветных металлов.
Тигельная печь достаточно компактна, ею пользуются ювелиры, радиолюбители, такую ​​печь можно собрать своими руками и использовать в домашних условиях.

Использование для обогрева

Для обогрева дома обогреватели этого типа обычно используют совместно с водогрейным котлом.

Одним из вариантов самодельного водогрейного котла индукционного типа является конструкция, нагревающая трубу проточной воды с помощью индуктора, питающегося от сети с помощью ВЧ сварочного инвертора.

Однако, как показывает анализ таких систем, из-за больших потерь энергии электромагнитного поля в диэлектрической трубке КПД таких систем крайне низок. Кроме того, для обогрева дома требуется много электроэнергии, что делает такое отопление экономически невыгодным.

Из этого раздела мы можем сделать вывод:

1. Наиболее приемлемым вариантом индукционной печи своими руками является тигельный вариант с генератором питания на МОП-транзисторах.
2. использование индукционной печи своими руками для обогрева дома экономически нецелесообразно. В этом случае лучше купить заводскую систему.

Охлаждение оборудования

При изготовлении индукционной печи своими руками больше всего проблем возникает с охлаждением. Это связано со следующими моментами:

1. В процессе работы нагревается не только расплавленный металл, но и некоторые элементы оборудования. Поэтому для долговременной работы требуется эффективное охлаждение.
2. Метод, основанный на использовании воздушного потока, характеризуется низкой эффективностью. Кроме того, не рекомендуется устанавливать вентиляторы возле плиты. Это связано с тем, что металлические элементы могут влиять на генерируемые вихревые токи.

Как правило, охлаждение осуществляется с подачей воды. Делать контур водяного охлаждения в домашних условиях не только сложно, но и неэкономно. Промышленные версии печи имеют уже встроенный контур, который достаточно подключить к холодной воде.

Процесс сборки

Тигельная индукционная печь своими руками состоит из индуктора, представляющего собой соленоид из медной водоохлаждаемой трубки и тигля, который может быть изготовлен из керамических материалов, а иногда из стали, графита и других. В таком агрегате можно плавить чугун, сталь, драгоценные металлы, алюминий, медь, магний. Индукционные печи своими руками изготавливаются с тиглем вместимостью от пары килограмм до нескольких тонн. Они могут быть вакуумными, газонаполненными, открытыми и компрессорными. Печи питаются токами высокой, средней и низкой частоты.

Итак, если вас интересует индукционная печь своими руками, схема предполагает использование таких основных узлов: плавильной ванны и индукционного узла, в состав которого входит под, индуктор и магнитопровод. Канальная печь отличается от тигельной тем, что электромагнитная энергия преобразуется в тепловую в теплоотдающем канале, где всегда должно находиться электропроводящее тело. Для осуществления первого пуска канальной печи в нее заливают расплавленный металл или вставляют в печь шаблон из материала, который можно разбить. По окончании плавки металл не сливается полностью, а остается «отстойник», предназначенный для заполнения канала тепловыделения для будущего пуска. Если вы собираетесь делать индукционную плиту своими руками, то для облегчения замены подового камня на технику его делают съемным.