Изготовление индукционной печи своими руками

Конструирование электронагревателя

Чтобы начать создание индукционного нагревателя своими руками, необходимо подготовить детали:

1. Корпус устройства –труба из полимера диаметром 50 мм, которая должна выдерживать высокие температуры.
2. Нагреваемый элемент – проволока из нержавеющего металла.
3. Держатель для кусков проволоки – металлическая сетка с маленькими отверстиями.
4. Составляющая индуктора – проволока из меди.
5. Прибор для подачи воды – циркуляционный насос.
6. Устройство для контроля температуры – терморегулятор.
7. Подключение к отоплению – шаровые краны и переходники.
8. Кусачки.

Принципиальная схема, использующая принцип последовательного резонанса

Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений. На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение 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 заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется 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 прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать 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 автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

• высокий показатель КПД;
• агрегат работает практически бесшумно;
• индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
• нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
• оборудование не требует постоянного обслуживания;
• благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
• из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Преимущества оборудования

Устройство для обогрева помещений индукционного типа имеет свои превосходства:

• требует минимальных вложений;
• имеет высокий коэффициент полезного действия;
• такое оборудование можно собрать самому, в домашних условиях;
• коэффициент полезного действия почти стопроцентный. Устройство почти не теряет тепла в процессе нагрева;
• обычно при нагреве ТЭНы или бойлеры, образуют накипь в системе. В этом виде нагревателя, такая проблема отсутствует;
• при нагревании никаких вредных веществ не выделяет, а значит, имеет экологически чистый процесс работы;
• в систему можно наливать не только воду, но и антифриз и масло;

Индукционный нагреватель: принцип действия

• не нуждается в постоянном обслуживании оборудования;
• с установкой сможет справиться даже не профессионал и эксплуатация не нуждается в наличии особых знаний;
• котел очень хорошо защищен с точки зрения пожарной безопасности. Электрическая составляющая достаточно надежная и не дает сбоев;
• такой вид обогревателей можно использовать совместно с другими;
• может работать как на постоянном, так и на переменном токе;
• эксплуатация возможна в течение двадцати лет;
• аппарат очень хорошо подходит для дач или частых строений.

Но даже при таком количестве достоинств, котел имеет минусы:

1. цена такого устройства достаточно высокая. И вряд ли окупится в течение 1 – 2 отопительных сезонов;
2. существует необходимость в постоянном электрическом энергоснабжении;
3. устройство имеет большой вес;
4. устанавливается только с закрытой системой отопления.

Но если есть решение поменять дровяную печь или котел на обогреватель такого типа, то можно сразу избавиться от нескольких проблем:

• в жилище больше не будет запаха гари;
• при растопке котла нет копоти;
• не нужно будет выгребать сажу и пепел;
• отпадет необходимость в приобретении дров или угля.

Кроме того не нужно занимать место или специальное помещение под хранение твердого топлива.

https://youtube.com/watch?v=k6fXWhDlyXc

Из чего можно сделать бойлер индукционного типа

Устройство индукционного электрического проточного водонагревателя, это всего 3 основных элемента. Мощность индуктора надо сопоставить с заготовкой, с количеством витков и толщиной проволоки, иначе нагрев воды будет незначительным в процессе ее протока.

Элемент	Описание
Индуктор (катушка)	Витки медного провода (от 50). Генерируют электромагнитную среду.
Нагревательная часть (сердечник)	Цилиндр из металла, огнеупорного пластика (стенки от 3 мм). Внутрь помещают стальную проволоку (обязательно в последнем случае), через нее раскаленную проходит вода. Сердечник должен быть из намагничиваемого металла, ток – переменным, если он будет постоянным, нагрева не будет, получится электромагнит. А если подключить напрямую к сети, то будет короткое замыкание.
Генератор (индукционный преобразователь)	Прибор, осуществляющий при потреблении тока (бытового), трансформацию его в высокочастотный с передачей на обмотку. В качестве генератора можно использовать маломощный сварочный инвертор.

Из сварочного инвертора или трансформатора

Сборка из инверторного сварочного аппарата, что понадобится:

• генератор переменного тока, варианты:
  • бытовой сварочник с настройкой на выходе на 15 – 25 А;
  • трехфазный трансформатор;
• труба пластиковая (стенки от 3 мм) для отопления, выдерживающая +95° C или металлическая ∅5 см;
• магнитящийся нагревательный элемент (обязательный в виде наполнения, если сосуд из полимеров):
  • проволока сечением 6 мм в сеточке из металла;
  • кухонные ершики;
  • листовая заготовка;
• индуктор (катушка) – проволока: медь, 1,5 – 3 мм² или стеклоизолированный провод 1,7—2 мм² как у сварочных трансформаторов;
• терморегулятор;
• фитинги, шаровые краны для водопровода, гибкая подводка (шланги в оплетке);
• пассатижи, плоскогубцы.

Порядок создания своими руками индукционного проточного нагревателя для ГВС с применением сварочника:

1. В трубу помещают металлическую сетку. Плотно засыпают проволочные отрезки (1 – 5 см).
2. На тот же торец приваривают патрубок с отсекающим краном для гибкой подводки к холодному отводу стояка, на другой – для подачи горячей воды в точку водозабора.
3. На цилиндр устанавливают 4 – 5 продольных планок из дерева или из стеклотекстолита, наматывают провод (90 витков желательно). При ∅60 мм потребуется около 17 м.
4. Концы подсоединяют к полюсам трансформатора инвертора, желательно без скруток. Изолируют соединения изолентой.
5. Водонагреватель собран, подключают к штуцерам стояка водопровода и точек водоразбора. Используют переходники, тройники, гибкие сантехнические шланги.
6. Терморегулятор устанавливают на сварочник для автоматического управления работой.

Обмотку с емкостью заключают в корпус, для чего используют пластиковый бак, другие емкости. Кожух утепляют пенопластом, минеральной ватой, другой теплоизоляцией. Аналогично создается самодельный водонагреватель из трансформатора.

Правила:

• размещают (врезают) вертикально сетчатым дном вниз, там же вход подачи, откуда вода движется вверх;
• в циркуляционном насосе нет необходимости как в системе отопления;
• соблюдают технику безопасности при работе с электроприборами, нагревающимися объектами. Рекомендованное расстояние до пола 80, потолка – 30, стен – 30 – 40 см.;
• должен быть датчик температуры с реле для автоотключения при перегреве;
• рекомендована отдельная медная линия электропроводки для сварочного аппарата с автоматикой защитного отключения (УЗО, диффавтоматом, заземлением). Рекомендованное сечение 2,5 мм² – хватит для проточного нагревателя до 3,5 кВт;
• все открытые провода изолируют;
• нельзя включать индуктор при пустой ёмкости – есть риск расплавления, возгорания, замыкания;
• не желательно устанавливать в жилой зоне – электромагнитное поле вредное.

Из индукционной плиты

В сети есть ролики о рабочих водонагревателях, котлах из индукционных печек (обычно на 2 кВт). Плоская катушка кухонной плиты, этот тот же индуктор.

Процесс создания предельно простой:

• варочную панель индукционной плиты разбирают;
• родной плоский индуктор демонтируют;
• подключают самодельный нагреватель из гофрированной нержавеющей трубы (∅20) и гибкую подводку от холодной подачи стояка с отсекающим краном.

Принцип действия

Плавильный узел индукционной печи применяется для нагрева самых различных металлов и сплавов. Классическая конструкция состоит из следующих элементов:

1. Сливной насос.
2. Индуктор, охлаждающийся водой.
3. Каркас из нержавеющей стали или алюминия.
4. Контактная площадка.
5. Подина из жаропрочного бетона.
6. Опора с гидравлическим цилиндром и подшипниковым узлом.

Принцип действия основан на создании вихревых индукционных токов Фуко. Как правило, при работе бытовых приборов подобные токи вызывают сбои, но в этом случае они применяются для нагрева шихты до требуемой температуры. Практически вся электроника во время работы начинает нагреваться. Этот негативный фактор применения электричества используется на полную мощность.

Преимущества устройства

Печь плавильная индукционная стала применяться относительно недавно. На производственных площадках устанавливаются знаменитые мартены, доменные печи и другие разновидности оборудования. Подобная печь для плавки металла обладает следующими преимуществами:

1. Применение принципа индукции позволяет делать оборудование компактным. Именно поэтому не возникает проблем с их размещением в небольших помещениях. Примером можно назвать доменные печи, которые могут устанавливаться исключительно в подготовленных помещениях.
2. Результаты проведенных исследований указывают на то, что КПД составляет практически 100%.
3. Высокая скорость плавки. Высокий показатель КПД определяет то, что на разогрев металла уходит намного меньше времени, если сравнивать с другими печами.
4. Некоторые печи при плавке могут привести к изменению химического состава металла. Индукционная занимает первое место по чистоте расплава. Создаваемые токи Фуко проводят нагрев заготовки изнутри, за счет чего исключается вероятность попадания в состав различных примесей.

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

Шаг 2: Схема инвертора

Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.

Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.

Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.

Индукционная плавильная печь своими руками: схема изготовления – Токарь

Добрый день. Ну и хватит о добром. Начитавшись и насмотревшись на всем известный индукционный генератор по схеме ZVC драйвера, решил сделать нечто похожее для закалки небольших металлических предметов, в гаражную автомастерскую и для плавки свинца на грузила. Схема стандартная, обычный высокочастотный мультивибратор, который повторили уже сотни человек.

Схема ZVC драйвера

Стандартный вариант генератора

Усиленный вариант схемы

Но видно мне войти в их число не судьба…

Были куплены все необходимые детали — новые полевые транзисторы, новые фаст диоды и стабилитроны. Всё перед пайкой было испытано на транзистор-тестере, в том числе для определения правильной цоколёвки.

Была собрана шикарная катушка из чистой меди диаметром 5 мм. Но работать сей девайс упорно отказывался.

Добыча искомых и установка также оказалась безрезультативной — индукционный нагреватель металлов как не работал раньше, так и не собирался работать дальше. Подключение различных вариантов катушек совместно с конденсаторами разной емкости картину не изменили — «открывает рыба рот, но не слышно что поёт», то есть транзисторы открываются, ток тянут, а генерации не происходит…

• В конце концов всё это изрядно надоело, многодневные танцы с бубном закончились, и пришлось с поклоном идти к китайцам на ихний Алиэкспресс, заказывать за 7 долларов готовый модуль генератора.
• Спустя 2 недели эта штука была доставлена курьером прямо на дом и после подключения к компьютерному блоку питания на 12 В успешно заработала.

Причём она работала и от 5-ти вольт, и с маленькой штатной катушкой, и с большой самодельной, в общем генерировала мощное электромагнитное поле во всех позах (с теми же деталями и схемой). Раскаляет 3 мм штырь до красна за 20 секунд. С железкой 6 мм возится несколько минут, при этом жутко греется само (в основном транзисторы и катушка).

На что тут грешить — даже не знаю. Может конденсаторы не те, может транзисторы… В любом случае факт остается фактом: промышленная плата заработала, а самодельная нет. Так что кто хочет — может смело кинуть в меня куском канифоли, другие — посочувствовать, третьи сами попробовать собрать этот индукционник и написать в х о результатах…

Устройство и применение индукционной печи

При желании можно создать индукционную печь для плавки металла из подручных материалов. Классическая конструкция имеет три блока:

1. Генератор, который создает ток высокой частоты переменного типа. Именно он создает электрический ток, преобразующийся в магнитное поле, проходящее через материал и ускоряя движение частиц. За счет этого происходит переход металла или сплавов из твердого состояния в жидкое.
2. Индуктор отвечает за создание магнитного поля, которое и нагревает металл.
3. Тигель предназначен для плавки материала. Он помещается в индуктор, а обмотка подключается к источникам тока.

Процесс преобразования электрического тока в магнитное поле сегодня применяется в самых различных отраслях промышленности.

Устройство индукционной плавильной печи

К основным достоинствам индуктора можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Современное устройство способно направлять магнитное поле, за счет чего повышается КПД. Другими словами, проходит нагрев шихты, а не устройства.
2. За счет равномерного распространения магнитного поля заготовка нагревается равномерно. При этом с момента включения устройства до плавки шихты уходит небольшое количество времени.
3. Однородность получаемого сплава, а также его высокое качество.
4. При нагреве и плавлении металла не образуются испарения.
5. Сама установка безопасна в применении, не становится причиной образования токсичных веществ.

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения самодельных индукционных печей, каждая имеет свои определенные особенности.

Схема универсального генератора

Рис.4. Более современная схема

Современные индукционные печи работают на более совершенных элементах — микросхемах и транзисторах. Большим успехом пользуется универсальная схема двухтактного генератора, развивающая мощность до 1 кВт. Принцип работы основан на генераторе независимого возбуждения, при этом индуктор включен в режиме моста (рис. 4).

Достоинства двухтактного генератора, собранного по такой схеме:

1. Возможность работать на 2-й и 3-й моде помимо основной.
2. Присутствует режим поверхностного нагрева.
3. Диапазон регулирования 10-10000 кГц.
4. Мягкий спектр излучения во всем диапазоне.
5. Не нуждается в дополнительной защите.

Перестройка частоты осуществляется с помощью переменного резистора R₂. Рабочий диапазон частот задается конденсаторами C₁ и C₂. Межкаскадный согласующий трансформатор должен быть с кольцевым ферритовым сердечником сечением не менее 2 кв.см. Намотка трансформатора делается из эмалированного провода сечением 0,8-1,2 мм. Транзисторы нужно усадить на общий радиатор площадью от 400 кв.см.

Плюсы и минусы индукционных конструкций

Среди многочисленных преимуществ стоит выделить следующие:

экологическую чистоту и безопасность; повышенную однородность расплава благодаря активному перемещению металла; быстродействие – печь можно использовать практически сразу после включения; зонную и фокусированную направленность энергии; высокую скорость плавления; отсутствие угара от легирующих веществ; возможность регулировки температуры; многочисленные технические возможности.

Но есть и свои минусы.

Шлак нагревается от металла, вследствие чего обладает низкой температурой. Если шлак холодный, то из металла очень сложно удалить фосфор и серу. Между катушкой и плавящимся металлом магнитное поле рассеивается, поэтому потребуется уменьшение толщины футировки. Это в скором времени приведет к тому, что сама футировка выйдет из строя.

Индукционная печь для плавки металла своими руками из микроволновки. Как сделать плавильную печь из индукционной плиты

В повседневной жизни мы используем бытовые приборы и порой даже не задумываемся о принципах их действия. С развитием технического прогресса в жизнь входят новые разработки и устройства. Одним из таких является индукционная плита. Принцип её работы основывается на последовательном превращении энергии из электрической в электромагнитную, а затем в тепловую энергию . На данный момент ещё нет вариантов с большим КПД.

Плиты с индукцией имеют ряд особенностей.

• Быстрое нагревание при маленьком потреблении электроэнергии.
• Еда получается без дыма, запаха горечи и вредных микроэлементов.
• Плита нагревает только еду в посуде, поэтому обжечься об неё невозможно.

Дополнительным преимуществом индукционной плиты является возможность использования ее качеств в других целях, например, для создания плавильной печи.

Переделка индукционной плиты в плавильную печь

Если вам нужна маленькая плавильня не для крупных масштабов, а для собственных нужд объёмом на 1 л максимум, можно сделать ее из плитки индукционного типа.

Благодаря её преимуществам и способности превращать электромагнитные волны в энергию нагревания, она отлично подойдёт для таких целей.

Понадобится внести некоторые изменения в конструкцию, добавить несколько деталей, переделать корпус, и у вас получится то, что необходимо.

Такая модель, сделанная своими руками, будет очень удобна в использовании и сэкономит средства.

Важно! Процесс создания плавильной печи потребует знаний и времени, поэтому внимательно изучите все теоретические основы и ознакомьтесь с инструкцией. Если вы сомневаетесь, что сможете все выполнить, то лучше доверить это профессионалам

Какие детали нужны для самодельной индукционной печи

Прежде чем приступить к изготовлению самодельной плавильной печи, основанной на принципе работы индукционной плиты, вам потребуется собрать нужные элементы. А в случае необходимости докупить недостающие детали.

Для работы потребуется следующее.

• Индукционная плита.
• Медная трубка диаметром 8 мм длиной 3 м.
• Конденсатор.
• Переключатель.
• Лампа накаливания для контроля.
• Тигель.

Совет . Качество и скорость плавления будут во многом определяться мощностью генератора, ламп и частоты, с которой осуществляется нагрузка.

Как сделать индукционную плавильню из плиты

• Из медной трубы необходимо скрутить индуктор, переходящий из плоского (в нижней части) в цилиндрический (наверху) . Получается своеобразный стакан из медных витков. Сделайте его необходимого размера.
• Присоедините всю конструкцию согласно схеме электроприбора . Конденсатор и лампочку используйте параллельно в цепи.

Чтобы приступить к работе, включите электроплиту в сеть, поместите в тигель, расположенный внутри индуктора, металл и нажмите на переключатель нашего изделия.

Такое устройство является наиболее простым и удобным в использовании. Оно не изменяет конструкции самой плитки, поэтому его может сделать каждый.

Справка . Температура составляет примерно 1000 °C, чего вполне достаточно даже для плавления серебра.

Полезные советы по изготовлению плавильной печи изиндукционной плиты

Для правильного выполнения работ и достижения необходимого вам результата мы подскажем несколько полезных советов. Они пригодятся при изготовлении домашнего самодельного оборудования.

• Если вам необходима такая печь для обогрева помещения, используйте нихром, для плавки подойдёт графит в спирали.
• Чем больше частота и мощность, тем больше КПД . Но тут главное — не переусердствовать.
• В изделии используйте мощные лампочки, но не больше четырех в одной конструкции .

Конечно, по такой инструкции не получится собрать полноценную печь для плавки металлов. Такие конструкции просто не предназначены для подобных работ, но можно получить прибор для небольших нагрузок и маленького объёма. Этого вполне достаточно для личных нужд. Если же вам нужны бо́льшие результаты и производительность, то, несомненно, стоит подумать о приобретении качественной плавильни.