Индукционный нагреватель металла своими руками схема

Как выполнить индукционный нагреватель собственными руками?

Электромеханические нагреватели действуют по принципу “получение тока из магнетизма”. В специализированной катушке создается переменое магнитное поле большой мощности, которое порождает вихревые переменные токи в замкнутом проводнике.

Замкнутым проводником в индукционных плитах считается посуда из металла, которая разогревается вихревыми переменными токами. В общем, рабочий принцип этих устройств прост, и если есть наличие маленьких знаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель собственными руками не будет составлять огромного труда.

Своими силами могут изготавливаться следующие приборы:

1. Приборы для нагревания носителя тепла в отопительном котле.
2. Мини-печи для плавки металлов.
3. Плиты для готовки пищи.

Помимо прочего большая сложность на конструкторском уровне плиты состоит в подборе материала для основания электрической плиты, которое обязано удовлетворять таким требованиям:

1. Замечательно проводить электромагнитное излучение.
2. Не являться токопроводящим материалом.
3. Держать большую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях применяется элитная керамика, во время изготовления дома индукционной плиты, найти хорошую замену подобному материалу – не легко. Благодаря этому, для начала следует соорудить что-нибудь намного проще, к примеру, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Для производства печи потребуются следующие инструменты и материалы:

• паяльный аппарат;
• припой;
• текстолитовая плата.
• мини-дрель.
• радиоэлементы.
• термопаста.
• реагенты химии для травления платы.

Добавочные материалы и их специфики:

1. Для производства катушки, которая будет источать нужное для нагревания переменое магнитное поле, нужно приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
2. Мощные силовые транзисторы являются очень дорогой частью самодельной индукционной установки. Для установки схемы частотного генератора нужно приготовить 2 подобных элемента. Под эти цели подходят транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Во время изготовления схемы применяются 2 похожих из указанных полевых транзисторов.
3. Для производства колебательно контура потребуются керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке появился электрический ток большой мощности, понадобится 7 подобных конденсаторов.
4. Во время работы подобного индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно прогреваться и если к ним не будут присоединены отопительные приборы из сплава алюминия, то уже через пару секунд работы на самой большой мощности, данные детали поломаются. Устанавливать транзисторы на теплоотводы следует через тоненький слой термопасты, иначе результативность подобного охлаждения будет минимальна.
5. Диоды, которые применяют в индукционном нагревателе, непременно должны быть ультрабыстрого действия. Самыми приемлимыми для этой схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
6. Резисторы, которые применяют в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не меньше 2 Вт. Дроссель для подключения к силовым выводам катушки применяется с индукцией.
7. Для питания всего устройства потребуется блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать это устройство можно от аккумулятора для автомобиля, однако получить самые высокие показания мощности при подобном напряжении не выйдет.

Сам производственный процесс электронного генератора и катушки занимает мало времени и выполняется в этой очередности:

1. Из трубы из меди выполняется спираль диаметром 4 см. Для производства спирали следует медную трубку намотать на стержень с плоской поверхностью диаметром 4 см. Спираль обязана иметь 7 витков, которые не должны контактировать. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подсоединения к отопительным приборам транзистора.
2. Монтажная плата делается по схеме. Если имеется возможность установить полипропиленовые конденсаторы, то в силу того, что подобные элементы обладают очень маленькими потерями и стойкой работой при больших амплитудах колебания стрессов, устройство будет работать более стабильны. Конденсаторы в схеме монтируются параллельно организуя с медной катушкой колебательный контур.
3. Нагрев металла происходит в середине катушки, как только схема будет подсоединена к блоку питания или аккумулятору. При нагревании металла приходится следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если затронуть нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы ломаются очень быстро.

1. При выполнении опытов по нагреву и закалке металлов, в середине индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов по Цельсию. Этот теплонагревательный эффект можно применять для нагрева воды для домашних потребностей или для отапливания дома.
2. Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при самой большой нагрузке может гарантировать излучение магнитной энергии в середине катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагревания большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки большой мощности попросит изготовление схемы, в которой потребуется задействовать довольно дорогие радиоэлементы.
3. Недорогим решением организации индукционного нагрева жидкости, считается применение нескольких устройств вышеописанных, размещенных постепенно. При этом, спирали должны быть на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
4. В качестве теплообменного аппаратаприменяется труба из нержавейки диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, поэтому, чтобы трубный змеевик оказался внутри спирали и не соприкасался с её виточками. При включении сразу 4 подобных устройств, мощность нагрева как правило составит порядка 2 Квт, что уже довольно для проточного нагрева жидкости при маленькой циркулирования воды, до значений разрешающих задействовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой дома небольших размеров.
5. Если объединить такой ТЕН с отлично изолированным бачком, который станет размещен выше нагревателя, то в результате выйдет бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет выполняться в середине нержавеющей трубы, вода которая нагрелась будет подниматься вверх, а её место будет занимать более прохладная жидкость.
6. Если площадь дома значительна, то кол-во индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
7. Мощность котла такого типа можно не прилагая больших усилий настраивать путём выключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем будет больше мощность работающего аналогичным образом устройства отопления.
8. Для питания подобного модуля потребуется мощный блок питания. Если имеется в наличии сварочный инвертор непрерывного тока, то из него можно сделать инвертор требуемой мощности.
9. В силу того, что система не прекращает работу на регулярном электрическом токе, который не будет больше 40 В, работа данного устройства относительно неопасна, основное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность появления пожара.
10. Можно аналогичным образом организовать “бесплатное” домашнее отопление, при условиях установки для питания электронных приборов батарей аккумулятора, зарядка которых будет выполняться за счёт солнечной энергии и ветра.
11. Аккумуляторы следует соединить в части по 2 шт., подключённые постепенно. В результате, напряжение питания при подобном подсоединении будет не меньше 24 В., что обеспечит работу котла на большой мощности. Помимо прочего, методичное подключение даст возможность уменьшить силу тока в цепи и сделать больше эксплуатационный период аккумуляторов.

Блиц-советы

1. Работа самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда дает возможность исключить распространение опасного для человека электромагнитного излучения, благодаря этому индукционный котёл следует ставить в помещении не для жилья и экранировать оцинковкой.
2. В первую очередь во время работы с электротокомнужно выполнять правила техники безопасности, тем более это касается сетей электрического тока напряжением 220 В.
3. В качестве экспериментаможно сделать электроплиту для готовки пищи по схеме указанной в публикации, но использовать этот прибор регулярно не рекомендуется из-за причины недоработки самостоятельного изготовления экранирования такого устройства, благодаря этому возможно действие на человеческий организм плохого электромагнитного излучения, способного плохо отразиться на здоровье.

Индукционный нагреватель собственными руками

Индукционный нагреватель очень нужная вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних умельцев. С его помощью всегда без проблем и легко можно подогреть и даже расплавить металл, вам не требуются не дешёвые тепловые носители, такие, как уголь и газ, необходимо только подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор повсеместно используют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для обработки термическим способом небольших деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автомобильном сервисе слесаря греют заржавевшие гайки. Также индуктор устанавливают в индукционных котлах, используемых для отапливания помещений для жилья.

На этом рисунке показана рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете выполнить собственными руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на 2-ух мощных полевых транзисторах. Напряжение работы генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора ощутимо возрастет, температура нагрева металла увеличится более 1000 градусов, что даст возможность плавить металлы. Во время работы транзисторы будут особенно сильно разогреваться, благодаря этому их нужно установить на большие отопительные приборы и установить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не меньше 10А, а в исправном состоянии не меньше 15А, естественно требуется высокомощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке показана монтажная плата индукционного нагревателя.

Также вам потребуются резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не меньше 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или остальные такие же на самый большой ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не меньше 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В к примеру 1N5349 и остальные. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм жёлтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных трансформаторов. На каждый дроссель нужно накрутить 25 витков медного провода диаметром 1 мм лучше всего в лаковой изоляции, если не найдете, подойдёт одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость особо не действует.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С небольшим рабочим напряжением лучше не устанавливать, будут перегреваться. Между конденсаторами оставляйте маленькое расстояние для отличного охлаждения воздушным потоком.

Дроссели решил наклеить герметиком из силикона, чтобы не болтались.

Основную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Приобрести такую можно в любом автомобильном магазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для машин. Медную трубку наматываем на кусочек полимерной трубы внешним диаметром 40 мм, подобная труба применяется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и закрепляем к отопительным приборам при помощи 2-ух клемных колодок для провода сечением 16 мм?.

Во время работы индуктор будет сильно разогреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, благодаря этому нужно выполнить охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомобильном магазине. Вышла нормальная гидравлическая система охлаждения.

Чтобы охлаждать отопительные приборы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт подобного охлаждения в реальности достаточно. Если пожелаете поднять напряжение от 12 до 60 вольт, дабы получить самую большую мощность от индукционного нагревателя, выставьте намного мощнее отопительные приборы и очень производительный вентилятор, к примеру от отопителя салона ВАЗ 2107. Лучше всего выполнить железную шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Так как индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на монтажной плате следует улучшить медной проволокой, напаянной сверху.

А сейчас самое любопытное… Проверки индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового аккумулятора для автомобиля. Иного источника питания способного выдавать большие токи у меня попросту нет. Лезвие от ножа для канцелярских работ нагрелось до красна за 10 секунд. А это эффективный результат, если взять во внимание, что индуктор запитан только от двенадцати вольт!

Друзья! По желанию собрать индукционный нагреватель собственными руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие отопительные приборы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора в первую очередь применяйте мощный источник питания прекраснее всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

• Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
• Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
• Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или подобные
• Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или подобные 2 шт.
• Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
• Дроссели от компьютерного БП жёлтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
• Колодка клемная для провода сечением 16 мм? 2 шт.
• Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
• Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
• Отопительный прибор если больше, то лучше 2 шт.
• Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
• Трубка силиконовая 2 метра
• Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Советую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и прекрасного настроения! До встречи в новых статьях!

Советую взглянуть видеоролик о том, как выполнить индукционный нагреватель собственными руками

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов самой простой конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который выполняют радиолюбители.

Рабочий принцип ТВЧ установки

Катушка выполняет высокочастотное магнитное поле, и в железном предмете внутри катушки появляются вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже небольшие катушки раскачивают ток около 100 A, благодаря этому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая возмещает ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

ТВЧ катушка рукодельная

Схема принципиальная электрическая

Вот необычная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного здесь нет — приобрести нужно будет только полевые транзисторы, задействовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специализированные высоковольтные, а питание будет от аккумулятора для автомобиля 70 А/ч — он намного лучше будет держать ток.

Проект на изумление оказался успешным — все заработало, хотя и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не просит сеть 220 В — авто аккумуляторы дают возможность питать её хоть в полевых условиях (к слову, может из неё походную микроволновую печь выполнить?). Можно провести эксперимент по направлению чтобы уменьшить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) со сбережением хорошей эффективности нагрева. Тяжелые предметы из металла естественно плавить не выйдет, однако для небольших работ пойдёт.

Ток использования от источника питания 11 А, но после прогрева падает до приблизительно 7 A, так как сопротивление металла при нагревании ощутимо возрастает. И не забывайте сюда задействовать толстые провода, которые способны выдерживать более 10 А тока, иначе провода во время работы станут горячие.

Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ

Нагрев ножа ТВЧ

Другой вариант схемы — с питанием от сети

Чтобы удобнее настраивать отклик можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраевается регулятором 100к в отклик. Частотами можно управлять в диапазоне приблизительно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от адаптера сети, а силовая часть через диодный мост может быть подключена прямо к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8?10 мм.

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через определенный промежуток времени очень разогревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта рукодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и не прекращает работу уже больше года.