سيساعد السخان التعريفي الصناعات الصغيرة والحرفيين الذين يعملون في المنزل. يتم استخدامه ليس فقط لتسخين المياه أو تسخينها، ولكن أيضًا لصهر المعادن ولحامها وتصلب قطع العمل وكذلك اللحام والتشوه.

بكلمات بسيطة، مبدأ تشغيل السخان التعريفي هو تركيب محول تنحي في الأنبوب.

سخان الحث DIY

لشراء هذا الجهاز، ستحتاج إلى مبلغ كبير من المال، وفي المرآب يمكن تجميعه من المواد المرتجلة. ستحتاج إلى أنبوب سميك الجدران بداخله قضيب فولاذي صغير. باستخدام الموصلات من جميع الجوانب، قم بتغطية الأنبوب.

في المرحلة التالية، نقوم بربط الجزء المركزي من الهيكل بحوالي مائة دورة من الأسلاك النحاسية. بهذه الطريقة يتم تشكيل مغو. بعد ذلك، نقوم بتوصيله بإخراج العاكس. إضافة متكاملة هي منظم الحرارة الذي يساعد في التحكم في عملية التسخين.

للتجميع سوف تحتاج إلى المجموعة التالية:

• قضيب من الفولاذ المقاوم للصدأ بقطر 7 مم؛
• عاكس اللحام
• شبكة معدنية دقيقة؛
• أنبوب بلاستيكي سميك الجدران بقطر 500 مم؛
• عدة أمتار من الأسلاك النحاسية بالمينا.
• محول.

خوارزمية خطوة بخطوة

يتكون التجميع من العمليات التالية:

• قطع السلك إلى قطع 5 سم.
• نحن نغطي الأنبوب على طول الحواف بشبكة.
• نقوم بلف 90 لفة من الأسلاك النحاسية أعلى الملف؛
• نقوم بإزالة جزء من خط الأنابيب وتركيب المرجل.
• ربط الملف والعاكس.
• صب الماء في المرجل.
• نحن نقدم نظام التأريض.
• أداء الاختبار.

من المستحيل تشغيل مثل هذا السخان التعريفي المنزلي بدون ماء، حيث يوجد خطر ذوبان الحاوية. ويتم اللحام بطريقة مماثلة، حيث يكون السخان عبارة عن أنبوب بداخله سلك.

فيديو - سخان التعريفي DIY.

خيار الميزانية من اللحام العاكس

خيار بسيط وليس أقل فعالية لتجميع المدفأة في المنزل - باستخدام اللحام العاكس:

• خذ أنبوب بوليمر بجدران سميكة.
• يتم تركيب صمامين وأسلاك في نهاية الأنبوب؛
• يتم سكب قطع من الأسلاك الفولاذية بقطر 5 مم داخل الأنبوب؛
• يتم تركيب الصمام العلوي.
• كما هو الحال في الإصدار السابق، كل ما تبقى هو عمل 90 دورة من الأسلاك النحاسية ويكون المحث جاهزًا.

المولد لحام، والسخان عبارة عن أنبوب بسلك.
انتبه!يجب ضبط الجهاز على الوضع تكييفمع ارتفاع وتيرة.
لكي يعمل الهيكل بأكمله، كل ما تبقى هو توصيل السلك النحاسي بإيجابيات اللحام والتحقق من عمل الهيكل.
تتضمن عملية التسخين الإشعاع المجال المغنطيسيوتسخين السلك بواسطة التيارات الدوامية، مما يؤدي إلى غليان الماء.

• يمكن استخدام السخان التعريفي في أنظمة التدفئة المغلقة بمضخة مدمجة؛
• لأسباب تتعلق بالسلامة، يجب وضع الجهاز على مسافة لا تقل عن 80 سم من السقف و30 سم من الجدران والأثاث؛
• للسلامة، من الأفضل توصيل مقياس الضغط بالجهاز؛
• لسهولة التحكم، يجب عليك توصيل مفتاح التبديل التلقائي؛
• يجب توصيل المدفأة بمصدر الطاقة باستخدام محولات خاصة بدلاً من أي شيء آخر.

يمكن تركيب سخان التعريفي في الشقة، وهذا لا يتطلب أي موافقات وما يرتبط بها من تكاليف ومتاعب. رغبة المالك كافية. مشروع الاتصال مطلوب فقط من الناحية النظرية. وقد أصبح هذا أحد أسباب شعبية سخانات الحث، حتى على الرغم من ارتفاع تكلفة الكهرباء.

طريقة التسخين التعريفي

التسخين التعريفي هو تسخين موصل موضوع في هذا المجال بواسطة مجال كهرومغناطيسي متناوب. تنشأ تيارات إيدي (تيارات فوكو) في الموصل، مما يؤدي إلى تسخينه. في الأساس هو محول، والملف الأولي عبارة عن ملف يسمى مغو، والملف الثانوي عبارة عن علامة تبويب أو ملف قصير الدائرة. لا يتم توفير الحرارة إلى علامة التبويب، ولكن يتم توليدها داخلها بواسطة تيارات شاردة. كل ما يحيط به يظل باردًا، وهذه ميزة أكيدة للأجهزة من هذا النوع.

يتم توزيع الحرارة الموجودة في علامة التبويب بشكل غير متساو، ولكن فقط في طبقاتها السطحية ويتم توزيعها في جميع أنحاء الحجم بسبب التوصيل الحراري لمادة علامة التبويب. علاوة على ذلك، مع زيادة تردد المجال المغناطيسي المتناوب، يقل عمق الاختراق وتزداد شدته.

لتشغيل مغو بتردد أعلى من الشبكة (50 هرتز)، يتم استخدام محولات تردد الترانزستور أو الثايرستور. تسمح محولات الثايرستور بالحصول على ترددات تصل إلى 8 كيلو هرتز، ومحولات الترانزستور - حتى 25 كيلو هرتز. يمكن العثور على مخططات اتصالهم بسهولة.

عند التخطيط لتثبيت أنظمة التدفئة في منزلك أو منزل ريفي، بالإضافة إلى الخيارات الأخرى باستخدام الوقود السائل أو الصلب، عليك أن تأخذ في الاعتبار خيار استخدام التسخين التعريفي للغلاية. مع هذا التدفئة لن تتمكن من توفير الكهرباءولكن لا توجد مواد خطرة على الصحة.

الغرض الرئيسي من المحث هو توليد الطاقة الحرارية بسبب الكهرباء دون استخدام السخانات الكهربائية الحراريةبطريقة مختلفة جذريا.

يتكون المحث النموذجي من الأجزاء والأجهزة الرئيسية التالية:

جهاز جهاز التدفئة

العناصر الرئيسية للسخان التعريفي ل نظام التدفئة.

1. أسلاك الفولاذ بقطر 5-7 ملم.
2. أنبوب بلاستيكي ذو جدار سميك. لا يقل القطر الداخلي عن 50 مم ويتم تحديد الطول وفقًا لموقع التثبيت.
3. الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا للملف. يتم تحديد الأبعاد حسب قوة الجهاز.
4. شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
5. العاكس اللحام.

الإجراء لصنع المرجل التعريفي

الخيار الأول

قطع السلك الفولاذي إلى قطع لا يزيد طولها عن 50 مم. املأ الأنبوب البلاستيكي بالسلك المفروم. ينتهي تغطية بشبكة سلكيةلمنع تسرب الأسلاك.

في نهايات الأنبوب، قم بتثبيت المحولات من الأنابيب البلاستيكيةلحجم الأنبوب عند نقطة توصيل السخان.

استخدم الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا لتصفية اللف على جسم المدفأة (الأنبوب البلاستيكي). للقيام بذلك، سوف تحتاج إلى حوالي 17 مترا من الأسلاك: عدد اللفات هو 90، القطر الخارجي للأنبوب حوالي 60 ملم: 3.14 × 60 × 90 = 17 (متر). حدد الطول أيضًا عندما يكون القطر الخارجي للأنبوب معروفًا بالضبط.

ضع الأنبوب البلاستيكي، الذي أصبح الآن غلاية تحريضية، داخل خط الأنابيب في وضع عمودي.

عند التحقق من أداء سخان التعريفي، تأكد من وجود سائل التبريد في المرجل. وإلا فإن الجسم (الأنبوب البلاستيكي) سوف يذوب بسرعة كبيرة.

قم بتوصيل المرجل بالعاكس، فمن الضروري املأ النظام بسائل التبريدويمكن تشغيله.

الخيار الثاني

يعد تصميم سخان الحث من عاكس اللحام وفقًا لهذا الخيار أكثر تعقيدًا، يتطلب مهارات وقدرات معينةومع ذلك، فإن العمل بيديك أكثر فعالية. المبدأ هو نفسه - التسخين التعريفي للمبرد.

تحتاج أولاً إلى صنع سخان الحث نفسه - المرجل. للقيام بذلك، ستحتاج إلى أنبوبين بأقطار مختلفة، يتم إدخالهما في بعضهما البعض مع وجود فجوة بينهما تبلغ حوالي 20 ملم. يتراوح طول الأنابيب من 150 إلى 500 ملم، حسب الطاقة المتوقعة للسخان الحثي. من الضروري قطع حلقتين تتوافق مع الفجوة بين الأنابيب ولحامهما بإحكام في الأطراف. وكانت النتيجة حاوية على شكل حلقي.

كل ما تبقى هو لحام أنبوب المدخل (السفلي) المماس للجسم في الجدار الخارجي والأنبوب العلوي (المخرج) الموازي للمدخل الموجود على الجانب الآخر من الحلقي. حجم الأنابيب هو حجم أنابيب نظام التدفئة. موقع أنابيب الدخول والخروج عرضي، سيضمن تداول سائل التبريدفي كامل حجم المرجل دون تشكيل مناطق راكدة.

الخطوة الثانية هي إنشاء اللف. يجب أن يتم لف السلك النحاسي المطلي بالمينا عموديًا، وتمريره إلى الداخل ورفعه للأعلى على طول المحيط الخارجي للهيكل. وهكذا 30-40 يتحول، وتشكيل ملف حلقي. في هذا الخيار، سيتم تسخين سطح الغلاية بالكامل في نفس الوقت، وبالتالي زيادة إنتاجيتها وكفاءتها بشكل كبير.

اصنع الجسم الخارجي للسخان من مواد غير موصلة للكهرباء، باستخدام، على سبيل المثال، أنبوب بلاستيكي كبير القطر أو دلو بلاستيكي عادي، إذا كان ارتفاعه كافيًا. يجب أن يضمن قطر الغلاف الخارجي خروج أنابيب الغلاية من الجانب. تأكد من الامتثال لقواعد السلامة الكهربائية في جميع أنحاء مخطط الاتصال بأكمله.

يمكنك فصل جسم الغلاية عن الجسم الخارجي باستخدام عازل حراري، ويمكنك استخدام مادة عازلة للحرارة كبيرة الحجم (الطين الموسع) أو مادة مبلطة (isover، minislab، وما إلى ذلك). وهذا يمنع فقدان الحرارة في الغلاف الجوي من الحمل الحراري.

كل ما تبقى هو ملء النظام بسائل التبريد الخاص بك وتوصيل السخان التعريفي من عاكس اللحام.

مثل هذا المرجل لا يتطلب أي تدخل على الإطلاقويمكن أن تعمل لمدة 25 سنة أو أكثر دون إصلاح، حيث أن التصميم لا يحتوي على أجزاء متحركة، وينص مخطط الاتصال على استخدام التحكم الآلي.

الخيار الثالث

وهو على العكس من ذلك، أبسط خيار التدفئةالمنزل، القيام به بيديك. على الجزء الرأسي من أنبوب نظام التدفئة، تحتاج إلى تحديد قسم مستقيم بطول متر على الأقل وتنظيفه من الطلاء بقطعة قماش الصنفرة. ثم قم بعزل هذا القسم من الأنبوب بطبقتين أو ثلاث طبقات من القماش الكهربائي أو الألياف الزجاجية الكثيفة. بعد ذلك، قم بلف ملف الحث بسلك نحاسي مطلي بالمينا. قم بعزل دائرة الاتصال بأكملها بعناية.

كل ما تبقى هو توصيل عاكس اللحام والاستمتاع بالدفء في منزلك.

يرجى ملاحظة بعض الأشياء.

1. لا يُنصح بتركيب مثل هذا السخان في غرف المعيشة التي يتواجد فيها الأشخاص في أغلب الأحيان. والحقيقة هي أن المجال الكهرومغناطيسي ينتشر ليس فقط داخل الملف، ولكن أيضا في الفضاء المحيط. للتحقق من ذلك، فقط استخدم مغناطيسًا عاديًا. عليك أن تأخذه في يدك وتذهب إلى الملف (المرجل). سيبدأ المغناطيس في الاهتزاز بشكل ملحوظ وكلما كان الملف أقوى كلما كان الملف أقرب. لهذا السبب فمن الأفضل استخدام المرجل في جزء غير سكني من المنزلأو الشقق.
2. عند تثبيت الملف على الأنبوب، تأكد من أن سائل التبريد في هذا القسم من نظام التدفئة يتدفق بشكل طبيعي لأعلى، حتى لا يخلق تدفقًا عكسيًا، وإلا فلن يعمل النظام على الإطلاق.

هناك العديد من الخيارات لاستخدام التدفئة التعريفي في منزلك. على سبيل المثال، في نظام إمدادات المياه الساخنة يمكنك رفض التقديم تمامًا الماء الساخن وتسخينه عند منافذ كل صنبور. ومع ذلك، هذا موضوع للنظر فيه بشكل منفصل.

بضع كلمات حول السلامة عند استخدام سخانات الحث مع عاكس اللحام:

• لضمان السلامة الكهربائية يجب عزل العناصر الموصلة بعنايةالهياكل في جميع أنحاء مخطط الاتصال بأكمله؛
• يوصى باستخدام السخان التعريفي فقط لأنظمة التدفئة المغلقة التي يتم فيها توفير الدورة الدموية بواسطة مضخة مياه؛
• يوصى بوضع نظام الحث على مسافة لا تقل عن 30 سم من الجدران والأثاث و80 سم من الأرضية أو السقف؛
• لضمان التشغيل الآمن للنظام، من الضروري تجهيز النظام بمقياس ضغط وصمام طوارئ وجهاز تحكم أوتوماتيكي.
• ثَبَّتَ جهاز لنزيف الهواء من نظام التدفئةلتجنب تشكيل جيوب هوائية.

تقترب كفاءة الغلايات والسخانات التعريفية من 100٪، ولكن يجب الأخذ في الاعتبار أن خسائر الكهرباء في محولات اللحام والأسلاك، بطريقة أو بأخرى، تعود إلى المستهلك على شكل حرارة.

قبل البدء في تصنيع نظام الحث، انظر إلى البيانات الفنية للعينات الصناعية. سيساعدك هذا في تحديد البيانات الأولية لنظامك محلي الصنع.

نتمنى لك التوفيق في الإبداع والعمل الحر!

الآن سوف نتعلم كيفية صنع سخان حثي يمكن استخدامه في مشاريع مختلفة أو للمتعة فقط. يمكنك صهر الفولاذ أو الألومنيوم أو النحاس على الفور. يمكنك استخدامه لحام وصهر وتزوير المعادن. يمكنك استخدام سخان حثي محلي الصنع للصب أيضًا.

يغطي البرنامج التعليمي الخاص بي النظرية والمكونات وتجميع بعض المكونات المهمة.

التعليمات كبيرة وستغطي الخطوات الأساسية لتعطيك فكرة عما يدور في مشروع مثل هذا وكيفية تصميمه دون التسبب في انفجار أي شيء.

بالنسبة للفرن، قمت بتجميع مقياس حرارة رقمي مبرد دقيق للغاية وغير مكلف. بالمناسبة، في اختبارات النيتروجين السائل كان أداؤها جيدًا مقابل موازين الحرارة ذات العلامات التجارية.

الخطوة 1: المكونات

المكونات الرئيسية للسخان التعريفي عالي التردد لتسخين المعدن بالكهرباء هي العاكس والسائق ومحول التوصيل ودائرة تتأرجح RLC. سترى الرسم البياني بعد ذلك بقليل. لنبدأ مع العاكس. هو جهاز كهربائي يحول التيار المباشر إلى تيار متردد. للحصول على وحدة قوية، يجب أن تعمل بثبات. يوجد في الأعلى حماية تُستخدم لحماية محرك بوابة MOSFET من أي انخفاض عرضي في الجهد. التغييرات العشوائية تسبب الضوضاء مما يؤدي إلى التحول إلى الترددات العالية. وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وفشل MOSFET.

الخطوط الحالية العالية موجودة في الجزء السفلي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم استخدام العديد من طبقات النحاس للسماح لها بحمل أكثر من 50 أمبير من التيار. لا نحتاج إلى ارتفاع درجة الحرارة. لاحظ أيضًا مشعات الألمنيوم الكبيرة المبردة بالماء على كلا الجانبين. يعد ذلك ضروريًا لتبديد الحرارة الناتجة عن الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFETs).

لقد استخدمت المراوح في الأصل، ولكن للتعامل مع الطاقة قمت بتركيب مضخات مياه صغيرة تقوم بتدوير المياه من خلال المشتتات الحرارية المصنوعة من الألومنيوم. وطالما أن الماء نظيف، فإن الأنابيب لا يوصلها التيار. لدي أيضًا ألواح ميكا رفيعة مثبتة أسفل الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) لضمان عدم وجود توصيل عبر المصارف.

الخطوة 2: دائرة العاكس

هذه دائرة للعاكس. الدائرة في الواقع ليست بهذا التعقيد. يقوم المحرك المقلوب وغير المقلوب برفع أو خفض جهد 15 فولت لضبط الإشارة المتغيرة في المحول (GDT). يقوم هذا المحول بعزل الرقائق عن الموسفيت. يعمل الصمام الثنائي الموجود على خرج الموسفيت على الحد من القمم، كما يعمل المقاوم على تقليل التذبذب.

يمتص المكثف C1 أي مظاهر العاصمة. من الناحية المثالية، تريد أسرع انخفاض للجهد عبر الدائرة لأنها تقلل من التسخين. يقوم المقاوم بإبطائها، وهو ما يبدو غير بديهي. ومع ذلك، إذا استمرت الإشارة، فسينتهي الأمر بأحمال زائدة وتذبذبات تدمر الموسفيت. يمكن الحصول على مزيد من المعلومات من مخطط المثبط.

تساعد الثنائيات D3 وD4 على حماية الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) من التيارات العكسية. يوفر C1 وC2 مسارات مفتوحة لتدفق التيار أثناء التبديل. T2 هو محول تيار، بفضله يتلقى السائق، الذي سنتحدث عنه لاحقًا، إشارة إرجاع من تيار الخرج.

الخطوة 3: السائق

هذا المخطط كبير حقا. بشكل عام، يمكنك أن تقرأ عن عاكس بسيط منخفض الطاقة. إذا كنت بحاجة إلى المزيد من القوة، فأنت بحاجة إلى سائق مناسب. سيتوقف هذا المحرك عند تردد الرنين من تلقاء نفسه. بمجرد ذوبان المعدن الخاص بك، فإنه سيبقى مقفلاً على التردد الصحيح دون الحاجة إلى أي تعديل.

إذا كنت قد قمت ببناء سخان تحريضي بسيط باستخدام شريحة PLL، فمن المحتمل أنك تتذكر عملية ضبط التردد لتسخين المعدن. لقد لاحظت حركة الموجة على راسم الذبذبات وعدلت تردد الساعة للحفاظ على تلك النقطة المثالية. لن تضطر إلى القيام بذلك بعد الآن.

تستخدم هذه الدائرة معالج دقيق من نوع Arduino لمراقبة فرق الطور بين جهد العاكس وسعة المكثف. باستخدام هذه المرحلة، يتم حساب التردد الصحيح باستخدام خوارزمية "C".

سأرشدك عبر السلسلة:

توجد إشارة سعة المكثف على يسار LM6172. هذا عاكس عالي السرعة يحول الإشارة إلى موجة مربعة جميلة ونظيفة. ثم يتم عزل هذه الإشارة باستخدام المعزل البصري FOD3180. هذه العوازل هي المفتاح!

بعد ذلك، تدخل الإشارة إلى PLL من خلال مدخل PCAin. تتم مقارنتها مع الإشارة الموجودة على PCBin، والتي تتحكم في العاكس عبر VCOout. يتحكم Arduino بعناية في سرعة ساعة PLL باستخدام إشارة معدلة بالنبض 1024 بت. يقوم مرشح RC ذو المرحلتين بتحويل إشارة PWM إلى جهد تناظري بسيط، والذي يذهب إلى VCOin.

كيف يعرف اردوينو ما يجب فعله؟ سحر؟ يخمن؟ لا. يتلقى معلومات فرق الطور لـ PCA وPCB من PC1out. يحد R10 و R11 الجهد الكهربي من 5 فولتات Arduino، كما يقوم مرشح RC ذو المرحلتين بمسح الإشارة من أي ضوضاء. نحن بحاجة إلى إشارات قوية ونظيفة لأننا لا نريد أن ندفع المزيد من المال مقابل أجهزة mosfets الباهظة الثمن بعد أن تنفجر بسبب مدخلات صاخبة.

الخطوة 4: دعونا نأخذ استراحة

لقد كانت كمية كبيرة من المعلومات. ربما تسأل نفسك، هل تحتاج إلى مثل هذا المخطط الرائع؟ الأمر متروك لك. إذا كنت تريد الضبط التلقائي، فالإجابة هي نعم. إذا كنت تريد ضبط التردد يدويًا، فالإجابة هي لا. يمكنك إنشاء برنامج تشغيل بسيط للغاية باستخدام مؤقت NE555 فقط واستخدام راسم الذبذبات. يمكنك تحسينه قليلاً عن طريق إضافة PLL (حلقة الطور صفر)

ومع ذلك، دعونا نستمر.

الخطوة 5: حلبة LC

هناك عدة طرق لهذا الجزء. إذا كنت بحاجة إلى سخان قوي، فستحتاج إلى مجموعة مكثفات للتحكم في التيار والجهد.

أولاً، عليك تحديد تردد التشغيل الذي ستستخدمه. الترددات الأعلى لها تأثير أكبر على الجلد (اختراق أقل) وهي جيدة للأشياء الصغيرة. أكثر ترددات منخفضةأفضل للأشياء الأكبر حجمًا ولها اختراق أكبر. الترددات الأعلى لها خسائر تحويل أعلى، لكن تيارًا أقل سيمر عبر الخزان. اخترت ترددًا يبلغ حوالي 70 كيلو هرتز وارتفع إلى 66 كيلو هرتز.

مجموعة المكثفات الخاصة بي هي 4.4 فائق التوهج ويمكنها التعامل مع أكثر من 300 أمبير. ملفي حوالي 1uH. أنا أيضًا أستخدم مكثفات الأفلام النبضية. وهي عبارة عن سلك محوري مصنوع من مادة البولي بروبيلين المعدنية ذاتية الشفاء ولها جهد عالي وتيار عالي وتردد عالي (0.22 ميكروفاراد، 3000 فولت). رقم الموديل 224PPA302KS.

لقد استخدمت قضيبين من النحاس، حيث قمت بحفر الثقوب المقابلة على كل جانب. لقد استخدمت مكواة لحام لحام المكثفات بهذه الثقوب. ثم قمت بتوصيل أنابيب نحاسية على كل جانب لتبريد الماء.

لا تشتري مكثفات رخيصة سوف تنكسر وستدفع أموالاً أكثر مما لو اشتريت أشياء جيدة على الفور.

الخطوة 6: تجميع المحولات

إذا قرأت المقال بعناية، فسوف تطرح السؤال التالي: كيفية التحكم في دائرة LC؟ لقد تحدثت بالفعل عن العاكس والحلقة دون أن أذكر كيفية اتصالهما.

يتم الاتصال عبر محول توصيل. الألغام من شركة المغناطيسية. رقم الجزء هو ZP48613TC. يعد Adams Magnets أيضًا خيارًا جيدًا للحلقات الحلقية من الفريت.

الذي على اليسار به سلك 2 مم. يعد هذا أمرًا جيدًا إذا كان تيار الإدخال الخاص بك أقل من 20 أمبير. سوف يسخن السلك ويحترق إذا كان التيار أعلى. للحصول على طاقة عالية تحتاج إلى شراء أو تصنيع سلك Litz. لقد صنعتها بنفسي، حيث قمت بنسج 64 خيطًا من سلك 0.5 ملم. يمكن لمثل هذا السلك أن يتحمل بسهولة تيارًا يبلغ 50 أمبير.

العاكس الذي عرضته عليك سابقًا يأخذ تيارًا مباشرًا عالي الجهد ويغيره إلى جهد مرتفع أو منخفض متغير. تمر هذه الموجة المربعة المتناوبة عبر محول الاقتران من خلال مفاتيح mosfet ومكثفات اقتران التيار المستمر الموجودة على العاكس.

يمر الأنبوب النحاسي من المكثف من خلاله، مما يجعله ملفًا ثانويًا للمحول بدورة واحدة. وهذا بدوره يسمح للجهد المفرغ بالمرور عبر المكثف وملف العمل (دائرة LC).

الخطوة 7: صنع ملف العمل

أحد الأسئلة التي طُرحت عليّ كثيرًا كان: "كيف تصنع تلك البكرة المنحنية؟" الجواب هو الرمال سوف يمنع الرمل الأنبوب من الانكسار أثناء عملية الثني.

خذ أنبوب ثلاجة نحاسي مقاس 9 مم واملأه بالرمل النظيف. قبل القيام بذلك، قم بتغطية أحد الطرفين ببعض الشريط اللاصق وقم أيضًا بتغطية الطرف الآخر بعد ملئه بالرمل. حفر أنبوب من القطر المناسب في الأرض. قم بقياس طول أنبوب البكرة وابدأ في لفها ببطء على الأنبوب. بمجرد قيامك بدورة واحدة، سيكون من السهل القيام بالباقي. استمر في لف الأنبوب حتى تحصل على عدد اللفات الذي تريده (عادةً 4-6). يجب أن تتماشى النهاية الثانية مع الأولى. هذا سيجعل الاتصال بالمكثف أسهل.

الآن قم بإزالة الأغطية واستخدم ضاغط الهواء لنفخ الرمال. من المستحسن القيام بذلك في الخارج.

يرجى ملاحظة أن الأنبوب النحاسي يعمل أيضًا على تبريد الماء. يدور هذا الماء من خلال المكثف ومن خلال ملف العمل. يولد ملف العمل الكثير من الحرارة من التيار. حتى إذا كنت تستخدم العزل الخزفي داخل الملف (للاحتفاظ بالحرارة)، فستظل درجات الحرارة مرتفعة للغاية في مساحة العمل لتسخين الملف. سأبدأ بدلو كبير من الماء المثلج وبعد فترة سيصبح ساخنًا. أنصحك بإعداد الكثير من الثلج.

الخطوة 8: مراجعة المشروع

أعلاه لمحة عامة عن مشروع 3 كيلوواط. يحتوي على محرك PLL بسيط وعاكس ومحول اقتران وخزان.

يوضح الفيديو تشغيل المسبك التحريضي بقدرة 12 كيلو وات. والفرق الرئيسي هو أنه يحتوي على محرك يتحكم فيه المعالج الدقيق، ووحدات MOSFET أكبر ومشتتات حرارية. تعمل الوحدة بقدرة 3 كيلو وات على 120 فولت تيار متردد؛ تستخدم الوحدة 12 كيلو واط 240 فولت.

اقرأ في المقال

مبدأ عمل سخان الحث

التسخين التعريفي مستحيل دون استخدام ثلاثة عناصر رئيسية:

• مغو؛
• مولد؛
• عنصر التسخين.

المحرِّض عبارة عن ملف، مصنوع عادةً من سلك نحاسي، يولد مجالًا مغناطيسيًا. يتم استخدام المولد لإنتاج تيار عالي التردد من التيار الكهربائي المنزلي القياسي 50 هرتز. يتم استخدام جسم معدني قادر على امتصاص الطاقة الحرارية تحت تأثير المجال المغناطيسي كعنصر تسخين.

إذا قمت بدمج هذه العناصر بشكل صحيح، فيمكنك الحصول على جهاز عالي الأداء مثالي لتسخين سائل التبريد وتدفئة المنزل. باستخدام مولد، يتم توفير تيار كهربائي بالخصائص اللازمة للمحث، أي. على لفائف النحاس. عند المرور عبره، يشكل تيار من الجسيمات المشحونة مجالًا مغناطيسيًا.

يعتمد مبدأ تشغيل السخانات الحثية على حدوث تيارات كهربائية داخل الموصلات التي تظهر تحت تأثير المجالات المغناطيسية

خصوصية المجال هو أن لديه القدرة على تغيير اتجاه الموجات الكهرومغناطيسية عند الترددات العالية. إذا تم وضع أي جسم معدني في هذا المجال، فإنه سيبدأ بالتسخين دون الاتصال المباشر بالمحرِّض تحت تأثير التيارات الدوامية المتولدة.

يخلق التيار الكهربائي عالي التردد الذي يتم توفيره من العاكس إلى الملف التعريفي مجالًا مغناطيسيًا مع ناقل متغير باستمرار للموجات المغناطيسية. المعدن الموجود في هذا المجال يسخن بسرعة

إن غياب الاتصال يجعل من الممكن جعل فقدان الطاقة أثناء الانتقال من نوع إلى آخر ضئيلًا، وهو ما يفسر زيادة كفاءة غلايات الحث.

لتسخين الماء لدائرة التسخين، يكفي التأكد من ملامسته لسخان معدني. كثيرا ما تستخدم كعنصر التدفئة الأنابيب المعدنية، والتي يتم من خلالها تمرير تيار من الماء ببساطة. يقوم الماء بتبريد السخان في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من عمر الخدمة.

يتم الحصول على المغناطيس الكهربائي لجهاز الحث عن طريق لف الأسلاك حول قلب المغناطيس الحديدي. يتم تسخين ملف الحث الناتج ونقل الحرارة إلى الجسم الساخن أو سائل التبريد المتدفق بالقرب من خلال المبادل الحراري

الأدب

• بابات جي آي، سفينشانسكي أ.د.أفران صناعية كهربائية. - م: جوسينرغويزدات، 1948. - 332 ص.
• بوراك آي، أوجيركو آي في.التسخين الأمثل لقذيفة أسطوانية ذات خصائص مادية تعتمد على درجة الحرارة // حصيرة. الطرق والميكانيكية الفيزيائية الحقول. - 1977. - العدد. 5. - ص 26-30.
• فاسيلييف أ.س.مولدات أنبوبية للتدفئة عالية التردد. - ل : الهندسة الميكانيكية 1990. - 80 ص. - (مكتبة الثرموست العالي التردد؛ العدد 15). - 5300 نسخة.
• -ردمك 5-217-00923-3.فلاسوف ف.ف.
• دورة هندسة الراديو. - م: جوسينرغويزدات، 1962. - 928 ص.إيزوموف إن إم، ليندي دي بي.
• أساسيات الهندسة الراديوية. - م: جوسينرغويزدات، 1959. - 512 ص.لوزينسكي إم جي.
• التطبيق الصناعي للتدفئة التعريفي. - م: دار النشر التابعة لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1948. - 471 ص.
• تطبيق التيارات عالية التردد في الحرارة الكهربائية / إد. إيه إي سلوخوتسكي. - ل : الهندسة الميكانيكية 1968. - 340 ص.سلوخوتسكي إيه.
• المحاثات. - ل : الهندسة الميكانيكية 1989. - 69 ص. - (مكتبة الثرموست عالي التردد؛ العدد 12). - 10.000 نسخة.-ردمك 5-217-00571-8.

فوغل أ.أ.

الطريقة الحثية لحفظ المعادن السائلة في المعلق / إد. أ.ن.شاموفا. - الطبعة الثانية، مراجعة. - ل : الهندسة الميكانيكية 1989. - 79 ص. - (مكتبة الثرموست عالي التردد؛ العدد 11). - 2950 نسخة .

- .

مبدأ التشغيل

أصبح الخيار الأخير، الذي يستخدم غالبا في غلايات التدفئة، مطلوبا بسبب سهولة تنفيذه. يعتمد مبدأ التشغيل لتركيب التسخين التعريفي على نقل طاقة المجال المغناطيسي إلى المبرد (الماء). يتم تشكيل المجال المغناطيسي في مغو. التيار المتردد الذي يمر عبر الملف يخلق تيارات دوامية تحول الطاقة إلى حرارة.

مبدأ التشغيل لتركيب التدفئة التعريفي

نظرًا لأن طريقة الحث لصهر الفولاذ أقل تكلفة من الطرق المماثلة التي تعتمد على استخدام زيت الوقود والفحم ومصادر الطاقة الأخرى، فإن حساب فرن الحث يبدأ بحساب قوة الوحدة.

تنقسم قوة الفرن التعريفي إلى نشطة ومفيدة، ولكل منها صيغة خاصة بها.

كبيانات أولية تحتاج إلى معرفة:

• سعة الفرن، في الحالة المدروسة على سبيل المثال، هي 8 طن؛
• وحدة الطاقة (يتم أخذ قيمتها القصوى) – 1300 كيلوواط؛
• التردد الحالي – 50 هرتز;
• أداء تركيب الفرن– 6 طن في الساعة .

من الضروري أيضًا مراعاة المعدن أو السبائك التي يتم صهرها: حسب الحالة، فهي الزنك. هذه نقطة مهمة، فالتوازن الحراري لذوبان الحديد الزهر في فرن الحث، وكذلك السبائك الأخرى، يختلف.

الطاقة المفيدة المنقولة إلى المعدن السائل:

• Рpol = Wtheor×t×P,
• Wtheor – استهلاك طاقة محدد، وهو نظري، ويظهر ارتفاع درجة حرارة المعدن بمقدار 10 درجات مئوية؛
• P – إنتاجية تركيب الفرن، طن/ساعة؛
• t - درجة الحرارة الزائدة للسبائك أو الكتلة المعدنية في حمام الفرن، 0 درجة مئوية
• Rpol = 0.298×800×5.5 = 1430.4 كيلوواط.

القوة النشطة:

• ف = ببول/يوترم،
• Rpol – مأخوذ من الصيغة السابقة، kW؛
• اليوترم هي كفاءة فرن المسبك حدودها من 0.7 إلى 0.85 بمتوسط ​​0.76.
• P = 1311.2/0.76 = 1892.1 كيلووات، يتم تقريب القيمة إلى 1900 كيلووات.

في المرحلة النهائية، يتم حساب قوة مغو:

• القشرة = ف / ن،
• P - الطاقة النشطة لتركيب الفرن، كيلوواط؛
• N هو عدد المحاثات المتوفرة في الفرن.
• القشرة = 1900/2 = 950 كيلو واط.

يعتمد استهلاك الطاقة لفرن الحث عند صهر الفولاذ على أدائه ونوع المحث.

مكونات الفرن

لذا، إذا كنت مهتمًا بصنع فرن تحريضي صغير بيديك، فمن المهم أن تعرف أن العنصر الرئيسي فيه هو ملف التسخين. في حالة نسخة محلية الصنعيكفي استخدام مغو مصنوع من أنبوب نحاسي مكشوف يبلغ قطره 10 مم

بالنسبة للمحث، يتم استخدام قطر داخلي 80-150 ملم، وعدد اللفات هو 8-10. من المهم ألا تتلامس المنعطفات وأن تكون المسافة بينهما 5-7 ملم. يجب ألا تتلامس أجزاء المحث مع شاشته؛ ويجب أن تكون الفجوة الدنيا 50 مم.

إذا كنت تخطط لإنشاء فرن التعريفي بيديك، فعليك أن تعرف أنه على نطاق صناعي، يتم استخدام الماء أو التجمد لتبريد المحاثات. في حالة انخفاض الطاقة وتشغيل الجهاز على المدى القصير، يمكنك الاستغناء عن التبريد. ولكن أثناء التشغيل، يصبح المحث ساخنًا جدًا، ولا يمكن لحجم النحاس أن يقلل بشكل حاد من كفاءة الجهاز فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى فقدان كامل لأدائه. من المستحيل أن تصنع محرِّضًا مبردًا بنفسك، لذلك يجب استبداله بانتظام. من المستحيل استخدام تبريد الهواء القسري، لأن غلاف المروحة الموجود بالقرب من الملف سوف "يجذب" المجالات الكهرومغناطيسية، الأمر الذي سيؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض كفاءة الفرن.

مشكلة التسخين التعريفي لقطع العمل المصنوعة من المواد المغناطيسية

إذا لم يكن العاكس للتسخين التعريفي مذبذبًا ذاتيًا، ولا يحتوي على دائرة تحكم أوتوماتيكية في التردد (PLL) ويعمل من مذبذب رئيسي خارجي (بتردد قريب من تردد الرنين للدائرة التذبذبية "مغو - بنك مكثف تعويضي" "). في اللحظة التي يتم فيها إدخال قطعة عمل مصنوعة من مادة مغناطيسية إلى المحث (إذا كانت أبعاد قطعة العمل كبيرة بدرجة كافية وتتناسب مع أبعاد المحث)، فإن محاثة المحث تزداد بشكل حاد، مما يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في تردد الرنين الطبيعي للدائرة التذبذبية وانحرافها عن تردد المذبذب الرئيسي. تخرج الدائرة عن الرنين مع المذبذب الرئيسي، مما يؤدي إلى زيادة مقاومتها وانخفاض مفاجئ في الطاقة المنقولة إلى قطعة العمل. إذا تم تنظيم قوة التثبيت مصدر خارجيمصدر الطاقة، فإن رد الفعل الطبيعي للمشغل هو زيادة جهد إمداد التثبيت. عندما يتم تسخين قطعة العمل إلى نقطة كوري، تختفي خصائصها المغناطيسية، ويعود التردد الطبيعي للدائرة التذبذبية إلى تردد المذبذب الرئيسي. تنخفض مقاومة الدائرة بشكل حاد، ويزيد الاستهلاك الحالي بشكل حاد. إذا لم يكن لدى المشغل الوقت الكافي لإزالة جهد الإمداد المتزايد، فسوف يسخن التثبيت ويفشل.
إذا كان التثبيت مزودًا بنظام تحكم أوتوماتيكي، فيجب على نظام التحكم مراقبة الانتقال عبر نقطة كوري وتقليل تردد المذبذب الرئيسي تلقائيًا، وضبطه على الرنين مع الدائرة التذبذبية (أو تقليل الطاقة الموردة إذا كان التردد التغيير غير مقبول).

إذا تم تسخين المواد غير المغناطيسية، فلا يهم ما سبق. إن إدخال قطعة عمل مصنوعة من مادة غير مغناطيسية في المحث لا يغير عمليا محاثة المحث ولا يغير تردد الرنين للدائرة التذبذبية العاملة، وليست هناك حاجة لنظام تحكم.

إذا كانت أبعاد قطعة العمل أصغر بكثير من أبعاد المحث، فإنها أيضًا لا تغير بشكل كبير صدى دائرة العمل.

طباخات التعريفي

المقال الرئيسي: طباخ التعريفي

طباخ التعريفي- موقد مطبخ كهربائي يقوم بتسخين الأواني المعدنية بتيارات دوامية مستحثة ناتجة عن مجال مغناطيسي عالي التردد بتردد 20-100 كيلو هرتز.

يتمتع هذا الموقد بكفاءة أعلى مقارنة بعناصر التسخين الكهربائية، حيث يتم إنفاق حرارة أقل على تدفئة الجسم، بالإضافة إلى عدم وجود فترة تسارع وتبريد (عندما تضيع الطاقة المتولدة، ولكن لا تمتصها أواني الطهي).

أفران الصهر التعريفي

المقال الرئيسي: فرن بوتقة التعريفي

الحث (عدم الاتصال) أفران الصهر - أفران كهربائيةلصهر المعادن وارتفاع درجة حرارتها، حيث يحدث التسخين بسبب التيارات الدوامية الناشئة في البوتقة المعدنية (والمعدن)، أو في المعدن فقط (إذا لم تكن البوتقة مصنوعة من المعدن؛ تكون طريقة التسخين هذه أكثر فعالية إذا كانت البوتقة معزولة بشكل سيء).

يتم استخدامه في مسابك المصانع، وكذلك في ورش الصب الدقيقة وورش إصلاح مصانع بناء الآلات لإنتاج مصبوبات فولاذية عالية الجودة. من الممكن صهر المعادن غير الحديدية (البرونز والنحاس والألومنيوم) وسبائكها في بوتقة الجرافيت. يعمل الفرن التعريفي على مبدأ المحول، حيث اللف الابتدائيهو مغو مبرد بالماء، والحمل الثانوي وفي نفس الوقت هو المعدن الموجود في البوتقة. يحدث تسخين وذوبان المعدن بسبب التيارات المتدفقة فيه والتي تنشأ تحت تأثير المجال الكهرومغناطيسي، تم إنشاؤها بواسطة مغو.

تاريخ التدفئة التعريفي

يعود اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي عام 1831 إلى مايكل فاراداي. عندما يتحرك موصل في مجال المغناطيس، يتولد فيه المجال الكهرومغناطيسي، تمامًا كما هو الحال عندما يتحرك المغناطيس، حيث تتقاطع خطوط المجال مع الدائرة الموصلة. التيار في الدائرة يسمى الحث. قانون الحث الكهرومغناطيسي هو الأساس لاختراع العديد من الأجهزة، بما في ذلك الأجهزة المحددة - المولدات والمحولات التي تولد وتوزع الطاقة الكهربائية، وهي الأساس الأساسي للصناعة الكهربائية بأكملها.

في عام 1841، صاغ جيمس جول (وإميل لينز بشكل مستقل) تقييمًا كميًا للتأثير الحراري للتيار الكهربائي: "إن قوة الحرارة المنطلقة لكل وحدة حجم من الوسط أثناء تدفق التيار الكهربائي تتناسب مع منتج التيار الكهربائي الكثافة وحجم شدة المجال الكهربائي" (قانون جول - لينز). أدى التأثير الحراري للتيار المستحث إلى البحث عن أجهزة لتسخين المعادن بدون تلامس. تم إجراء التجارب الأولى على تسخين الفولاذ باستخدام التيار التعريفي بواسطة E. Colby في الولايات المتحدة الأمريكية.

أول ما يسمى بنجاح. تم بناء فرن الحث القناةي لصهر الفولاذ في عام 1900 على يد بينيديكس بولتفابريك في جيسينج، السويد. في المجلة المحترمة في ذلك الوقت "المهندس" في 8 يوليو 1904، ظهرت مجلة مشهورة، حيث يتحدث المهندس المخترع السويدي F. A. Kjellin عن تطوره. تم تشغيل الفرن بواسطة محول أحادي الطور. تم إجراء الذوبان في بوتقة على شكل حلقة؛ وكان المعدن الموجود فيها هو اللف الثانوي لمحول يعمل بتيار 50-60 هرتز.

تم تشغيل الفرن الأول بسعة 78 كيلووات في 18 مارس 1900، وكان غير اقتصادي للغاية، حيث كانت قدرة الصهر 270 كجم فقط من الفولاذ يوميًا. وتم تصنيع الفرن التالي في نوفمبر من نفس العام بقوة 58 كيلووات وسعة فولاذية 100 كجم. أظهر الفرن كفاءة عالية حيث بلغت قدرة الصهر من 600 إلى 700 كجم من الفولاذ يوميًا. ومع ذلك، تبين أن التآكل الناتج عن التقلبات الحرارية كان عند مستوى غير مقبول، كما أدت عمليات استبدال البطانة المتكررة إلى تقليل الكفاءة النهائية.

توصل المخترع إلى استنتاج مفاده أنه لتحقيق أقصى أداء للصهر، من الضروري ترك جزء كبير من الذوبان عند التصريف، مما يتجنب العديد من المشكلات، بما في ذلك تآكل البطانة. ولا تزال هذه الطريقة المتمثلة في صهر الفولاذ مع بقاياه، والتي أصبحت تسمى "المستنقع"، محفوظة في بعض الصناعات التي تستخدم أفران ذات سعة كبيرة.

في مايو 1902، تم تشغيل فرن محسّن بشكل كبير بسعة 1800 كجم، وكان التفريغ 1000-1100 كجم، والباقي 700-800 كجم، والطاقة 165 كيلووات، وقد تصل قدرة صهر الفولاذ إلى 4100 كجم يوميًا! ونتيجة لذلك، يبلغ استهلاك الطاقة 970 كيلووات في الساعة/طن وهو أمر مثير للإعجاب من حيث كفاءته، وهو ليس أقل بكثير من الإنتاجية الحديثة التي تبلغ حوالي 650 كيلووات في الساعة/طن. وفقًا لحسابات المخترع، تم فقدان 87.5 كيلووات من استهلاك الطاقة البالغ 165 كيلووات، وكانت الطاقة الحرارية المفيدة 77.5 كيلووات، وتم الحصول على كفاءة إجمالية عالية جدًا بنسبة 47٪. يتم تفسير فعالية التكلفة من خلال التصميم الحلقي للبوتقة، مما جعل من الممكن صنع مغو متعدد الدورات بتيار منخفض و الجهد العالي- 3000 فولت. الأفران الحديثة ذات البوتقة الأسطوانية أكثر إحكاما، وتتطلب استثمارات رأسمالية أقل، وأسهل في التشغيل، ومجهزة بالعديد من التحسينات على مدى مائة عام من تطويرها، ولكن الكفاءة لم تزيد بشكل كبير. صحيح أن المخترع تجاهل في منشوره حقيقة أن الكهرباء لا تُدفع مقابل الطاقة النشطة، ولكن مقابل الطاقة الإجمالية، والتي عند تردد 50-60 هرتز تبلغ ضعف الطاقة النشطة تقريبًا. وفي الأفران الحديثة، يتم تعويض الطاقة التفاعلية بواسطة بنك مكثف.

مع اختراعه، وضع المهندس F. A. Kjellin الأساس لتطوير أفران القنوات الصناعية لصهر المعادن غير الحديدية والصلب في البلدان الصناعية في أوروبا وأمريكا. استمر الانتقال من أفران القنوات 50-60 هرتز إلى أفران البوتقة الحديثة عالية التردد من عام 1900 إلى عام 1940.

نظام التدفئة

من أجل صنع سخان التعريفي، يستخدم الحرفيون ذوي المعرفة عاكس لحام بسيط، والذي يحول الجهد المستمرإلى متغير. في مثل هذه الحالات، استخدم كابلًا بمقطع عرضي 6-8 مم، ولكن ليس قياسيًا آلات اللحامعند 2.5 ملم.

يجب أن تكون أنظمة التدفئة هذه من النوع المغلق ويتم التحكم فيها تلقائيًا. بالنسبة للسلامة الأخرى، تحتاج إلى مضخة توفر الدورة الدموية عبر النظام، بالإضافة إلى صمام نزف الهواء. يجب حماية هذا السخان من أثاث خشبيوكذلك من الأرضية والسقف بمسافة لا تقل عن 1 متر.

التنفيذ في الظروف المحلية

لم يغزو التسخين التعريفي السوق بشكل كافٍ بعد بسبب التكلفة العالية لنظام التدفئة نفسه. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة للمؤسسات الصناعية، سيكلف هذا النظام 100000 روبل، للاستخدام المنزلي - من 25000 روبل. وأعلى. لذلك، فإن الاهتمام بالدوائر التي تسمح لك بإنشاء سخان حثي محلي الصنع بيديك أمر مفهوم تمامًا.

غلاية التدفئة التعريفي

على أساس المحولات

سيكون العنصر الرئيسي لنظام التسخين التعريفي مع المحول هو الجهاز نفسه الذي يحتوي على ملف أولي وثانوي. سوف تتشكل تدفقات الدوامة في الملف الأولي وتخلق مجال تحريض كهرومغناطيسي. سيؤثر هذا الحقل على المجال الثانوي، وهو في الواقع سخان تحريضي، يتم تنفيذه فعليًا على شكل جسم غلاية التدفئة. إنه الملف الثانوي ذو الدائرة القصيرة الذي ينقل الطاقة إلى المبرد.

اللف الثانوي ذو الدائرة القصيرة للمحول

العناصر الرئيسية لتركيب التدفئة التعريفي هي:

• جوهر؛
• لف؛
• نوعان من العزل - العزل الحراري والكهربائي.

يتكون القلب من أنبوبين مغناطيسيين بأقطار مختلفة ويبلغ سمك جدارهما 10 مم على الأقل، ملحومين ببعضهما البعض. يتم إجراء اللف الحلقي للأسلاك النحاسية على طول الأنبوب الخارجي. من الضروري تطبيق من 85 إلى 100 دورة بمسافة متساوية بين المنعطفات. يؤدي التيار المتناوب، الذي يتغير بمرور الوقت، إلى إنشاء تدفقات دوامية في دائرة مغلقة، والتي تعمل على تسخين القلب، وبالتالي المبرد، وإجراء التسخين التعريفي.

باستخدام عاكس اللحام عالي التردد

يمكن إنشاء سخان الحث باستخدام عاكس اللحام، حيث تكون المكونات الرئيسية للدائرة هي مولد كهربائي ومحث وعنصر تسخين.

يستخدم المولد لتحويل تردد مصدر الطاقة القياسي البالغ 50 هرتز إلى تيار بتردد أعلى. يتم تغذية هذا التيار المعدل إلى ملف مغو أسطواني، حيث يتم استخدام الأسلاك النحاسية كملف.

الأسلاك النحاسية لللف

ينشئ الملف مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا، يتغير متجهه مع التردد المحدد بواسطة المولد. تنتج التيارات الدوامة الناتجة عن المجال المغناطيسي تسخين العنصر المعدني، الذي ينقل الطاقة إلى المبرد. بهذه الطريقة، يتم تنفيذ مخطط آخر للتسخين التعريفي بنفسك.

يمكن أيضًا إنشاء عنصر التسخين بيديك من سلك معدني مقطوع يبلغ طوله حوالي 5 مم وقطعة من أنبوب البوليمر الذي يتم وضع المعدن فيه. عند تركيب الصمامات في الجزء العلوي والسفلي من الأنبوب، تحقق من كثافة التعبئة - يجب ألا تكون هناك مساحة خالية. وفقًا للمخطط، يتم وضع حوالي 100 دورة من الأسلاك النحاسية أعلى الأنبوب، وهو المحث المتصل بأطراف المولد. يحدث التسخين التعريفي للأسلاك النحاسية بسبب التيارات الدوامية الناتجة عن المجال المغناطيسي المتناوب.

ملحوظة: يمكن تصنيع سخانات الحث بأيديهم وفقًا لأي مخطط، والشيء الرئيسي الذي يجب تذكره هو أنه من المهم توفير عزل حراري موثوق، وإلا فإن كفاءة نظام التدفئة ستنخفض بشكل كبير. .

مزايا وعيوب الجهاز

هناك الكثير من "المزايا" للسخان الحثي الدوامي. هذه دائرة بسيطة للإنتاج الذاتي، وزيادة الموثوقية، كفاءة عالية، تكاليف طاقة منخفضة نسبيًا، وعمر خدمة طويل، واحتمال منخفض للأعطال، وما إلى ذلك.

يمكن أن تكون إنتاجية الجهاز كبيرة؛ ويتم استخدام وحدات من هذا النوع بنجاح في الصناعة المعدنية. من حيث معدل تسخين المبرد، فإن الأجهزة من هذا النوع تتنافس بثقة مع الغلايات الكهربائية التقليدية؛ وتصل درجة حرارة الماء في النظام بسرعة إلى المستوى المطلوب.

أثناء تشغيل المرجل التعريفي، يهتز المدفأة قليلاً. يقوم هذا الاهتزاز بإزالة الترسبات الكلسية والملوثات الأخرى المحتملة من جدران الأنبوب المعدني، لذلك نادرًا ما يحتاج مثل هذا الجهاز إلى التنظيف. وبطبيعة الحال، يجب حماية نظام التدفئة من هذه الملوثات باستخدام مرشح ميكانيكي.

يقوم الملف التحريضي بتسخين المعدن (الأنبوب أو قطع الأسلاك) الموجود داخله باستخدام تيارات دوامية عالية التردد، دون الحاجة إلى اتصال

يقلل الاتصال المستمر بالماء من احتمالية احتراق السخان، وهي مشكلة شائعة إلى حد ما بالنسبة للغلايات التقليدية المزودة بعناصر التسخين. على الرغم من الاهتزاز، تعمل المرجل بهدوء شديد؛ لا يلزم عزل الصوت الإضافي في موقع تركيب الجهاز.

شيء جيد آخر في الغلايات الحثية هو أنها لا تتسرب أبدًا إلا إذا تم تثبيت النظام بشكل صحيح. يرجع عدم وجود تسريبات إلى طريقة عدم الاتصال لنقل الطاقة الحرارية إلى السخان. باستخدام التكنولوجيا الموضحة أعلاه، يمكن تسخين المبرد إلى حالة بخار تقريبًا.

وهذا يوفر الحمل الحراري الكافي لتشجيع الحركة الفعالة لسائل التبريد عبر الأنابيب. في معظم الحالات، لن يكون من الضروري أن يكون نظام التدفئة مزودًا بمضخة دورانية، على الرغم من أن كل هذا يتوقف على ميزات وتصميم نظام التدفئة المحدد.

في بعض الأحيان تكون مضخة الدوران ضرورية. تثبيت الجهاز سهل نسبيًا. على الرغم من أن هذا سيتطلب بعض المهارات في تركيب الأجهزة الكهربائية وأنابيب التدفئة.

لكن هذا الجهاز المريح والموثوق به عدد من العيوب التي يجب أخذها بعين الاعتبار أيضًا. على سبيل المثال، لا تقوم الغلاية بتسخين سائل التبريد فحسب، بل تقوم أيضًا بتسخين كل شيء حولها مساحة العمل. ومن الضروري تخصيص غرفة منفصلة لمثل هذه الوحدة وإزالة كافة الأجسام الغريبة منها. بالنسبة لأي شخص، قد يكون البقاء على مقربة من غلاية عاملة لفترة طويلة أمرًا غير آمن أيضًا.

تتطلب سخانات الحث تيارًا كهربائيًا للعمل. يتم توصيل كل من المعدات محلية الصنع والمصنعة الشبكة المنزليةتكييف

يحتاج الجهاز إلى الكهرباء لتشغيله. في المناطق التي لا يوجد فيها وصول مجاني إلى هذه الميزة الحضارية، ستكون غلاية الحث عديمة الفائدة. وحتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر، فسوف تظهر كفاءة منخفضة

إذا تم التعامل مع الجهاز بإهمال، فقد يحدث انفجار.

إذا قمت بتسخين سائل التبريد أكثر من اللازم، فسوف يتحول إلى بخار. نتيجة لذلك، سيزداد الضغط في النظام بشكل حاد، وهو ما لا تستطيع الأنابيب ببساطة تحمله وسوف تنفجر. لذلك، للتشغيل العادي للنظام، يجب أن يكون الجهاز مجهزا بمقياس ضغط على الأقل، وحتى أفضل - جهاز إيقاف الطوارئ، ترموستات، إلخ.

كل هذا يمكن أن يزيد بشكل كبير من تكلفة المرجل التعريفي محلي الصنع. على الرغم من أن الجهاز يعتبر صامتًا تقريبًا، إلا أن هذا ليس هو الحال دائمًا. قد تستمر بعض الطرز في إصدار بعض الضوضاء لأسباب مختلفة. بالنسبة للجهاز المصنوع بشكل مستقل، يزداد احتمال حدوث مثل هذه النتيجة.

لا يوجد عمليا أي مكونات تآكل في تصميم كل من سخانات الحث المصنوعة في المصنع والمحلية الصنع. إنها تدوم لفترة طويلة وتعمل بشكل لا تشوبه شائبة

غلايات الحث محلية الصنع

تتكون أبسط دائرة للجهاز، والتي يتم تجميعها، من قطعة من الأنابيب البلاستيكية، يتم وضع عناصر معدنية مختلفة في تجويفها لإنشاء قلب. يمكن أن يكون الفولاذ المقاوم للصدأ رقيقًا ملفوفًا على شكل كرات، أو مقطعًا إلى قطع صغيرة من الأسلاك - قضيب سلكي بقطر 6-8 مم، أو حتى مثقاب بقطر يتوافق مع الحجم الداخلي للأنبوب. من الخارج يتم لصق عصي الألياف الزجاجية عليها، ويتم لف سلك عازل زجاجي بسمك 1.5-1.7 ملم عليها. طول السلك حوالي 11 م ويمكن دراسة تقنية التصنيع من خلال مشاهدة الفيديو:

تم بعد ذلك اختبار السخان التعريفي محلي الصنع عن طريق ملئه بالماء وتوصيله بموقد الحث ORION بقدرة 2 كيلو وات بدلاً من محث المخزون. وتظهر نتائج الاختبار في الفيديو التالي:

يوصي الحرفيون الآخرون باستخدام عاكس لحام منخفض الطاقة كمصدر لربط أطراف اللف الثانوية بأطراف الملف. إذا قمت بدراسة العمل الذي قام به المؤلف بعناية، تنشأ الاستنتاجات التالية:

• قام المؤلف بعمل جيد ومنتجه يعمل بلا شك.
• لم يتم إجراء أي حسابات على سمك السلك وعدد وقطر لفات الملف. تم اعتماد معلمات اللف بالقياس مع الفرنوفقا لذلك، فإن سخان المياه التعريفي سيكون له قوة لا تزيد عن 2 كيلو واط.
• في أفضل الأحوال، ستكون الوحدة محلية الصنع قادرة على تسخين المياه لمشععين للتدفئة بقدرة 1 كيلووات لكل منهما، وهو ما يكفي لتدفئة غرفة واحدة. وفي أسوأ الأحوال سيكون التسخين ضعيفًا أو يختفي تمامًا، لأن الاختبارات أجريت بدون تدفق سائل التبريد.

من الصعب استخلاص استنتاجات أكثر دقة بسبب نقص المعلومات حول إجراء مزيد من الاختبارات للجهاز. تظهر طريقة أخرى لتنظيم التسخين التعريفي للمياه بشكل مستقل في الفيديو التالي:

يعمل الرادياتير، الملحوم من عدة أنابيب معدنية، كنواة خارجية للتيارات الدوامية الناتجة عن ملف نفس موقد الحث. الاستنتاجات هي كما يلي:

• لا تتجاوز الطاقة الحرارية للسخان الناتج الطاقة الكهربائيةلوحات.
• تم اختيار عدد وحجم الأنابيب بشكل عشوائي ولكن تم توفير مساحة سطحية كافية لنقل الحرارة الناتجة عن التيارات الدوامة.
• تبين أن دائرة السخان التعريفي هذه ناجحة في حالة معينة حيث تكون الشقة محاطة بمباني شقق أخرى مُدفأة. بالإضافة إلى ذلك، لم يُظهر المؤلف تشغيل التركيب في موسم البرد مع تسجيل درجة حرارة الهواء في الغرف.

لتأكيد الاستنتاجات المستخلصة، يُقترح مشاهدة مقطع فيديو حيث حاول المؤلف استخدام سخان مماثل في مبنى معزول قائم بذاته:

فوغل أ.أ.

التسخين التعريفي هو تسخين المواد بواسطة التيارات الكهربائية التي يسببها مجال مغناطيسي متناوب. وبالتالي، هذا هو تسخين المنتجات المصنوعة من مواد موصلة (الموصلات) بواسطة المجال المغناطيسي للمحاثات (مصادر المجال المغناطيسي المتناوب).

يتم إجراء التسخين التعريفي على النحو التالي. يتم وضع قطعة عمل موصلة للكهرباء (معدن، جرافيت) في ما يسمى بالمحث، وهو عبارة عن دورة واحدة أو عدة لفات من الأسلاك (غالبًا ما تكون نحاسية). يتم تحفيز تيارات قوية بترددات مختلفة (من عشرات هرتز إلى عدة ميجا هرتز) في المحث باستخدام مولد خاص، ونتيجة لذلك يظهر مجال كهرومغناطيسي حول المحث. يستحث المجال الكهرومغناطيسي تيارات إيدي في قطعة العمل. تعمل تيارات إيدي على تسخين قطعة العمل تحت تأثير حرارة جول.

نظام المحرِّض الفارغ هو محول عديم النواة يكون فيه المحرِّض هو الملف الأساسي. قطعة العمل تشبه الملف الثانوي، ذو دائرة قصيرة. يتم إغلاق التدفق المغناطيسي بين اللفات عن طريق الهواء.

عند الترددات العالية، يتم إزاحة التيارات الدوامية بواسطة المجال المغناطيسي الذي تولده هي نفسها إلى طبقات سطحية رقيقة من قطعة العمل Δ ​​(تأثير الجلد)، ونتيجة لذلك تزداد كثافتها بشكل حاد وتسخن قطعة العمل. يتم تسخين الطبقات الأساسية من المعدن بسبب التوصيل الحراري. ليس التيار هو المهم، بل كثافة التيار العالية. في طبقة الجلد Δ، تزداد كثافة التيار بمقدار همرات بالنسبة للكثافة الحالية في قطعة العمل، في حين يتم إطلاق 86.4% من الحرارة الناتجة عن إجمالي الحرارة في طبقة الجلد. يعتمد عمق طبقة الجلد على تردد الإشعاع: كلما زاد التردد، كلما كانت طبقة الجلد أرق. يعتمد ذلك أيضًا على النفاذية المغناطيسية النسبية μ لمادة الشغل.

بالنسبة للحديد والكوبالت والنيكل والسبائك المغناطيسية عند درجات حرارة أقل من نقطة كوري، تتراوح قيمة μ من عدة مئات إلى عشرات الآلاف. بالنسبة للمواد الأخرى (المصهورات، والمعادن غير الحديدية، والمواد سهلة الانصهار السائلة منخفضة الذوبان، والجرافيت، والسيراميك الموصل للكهرباء، وما إلى ذلك) μ تساوي الوحدة تقريبًا.

صيغة لحساب عمق الجلد بالملليمتر:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

أين ρ - محدد المقاومة الكهربائيةمادة الشغل عند درجة حرارة المعالجة، أوم م، و- تردد المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن المحث هرتز.

على سبيل المثال، عند تردد 2 ميجاهرتز، يبلغ عمق الجلد للنحاس حوالي 0.047 مم، للحديد ≈ 0.0001 مم.

يصبح المحث ساخنًا جدًا أثناء التشغيل لأنه يمتص الإشعاع الخاص به. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يمتص الإشعاع الحراري من قطعة العمل الساخنة. المحاثات مصنوعة من أنابيب النحاس المبردة بالماء. يتم توفير المياه عن طريق الشفط - وهذا يضمن السلامة في حالة حدوث احتراق أو انخفاض ضغط آخر للمحث.

فوغل أ.أ.

يتم استخدام وحدة الصهر في فرن الحث لتسخين أكثر من غيرها معادن مختلفةوالسبائك. يتكون التصميم الكلاسيكي من العناصر التالية:

1. مضخة التصريف.
2. مغو تبريد المياه.
3. الإطار مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم.
4. منطقة الاتصال.
5. الموقد مصنوع من الخرسانة المقاومة للحرارة.
6. دعم مع اسطوانة هيدروليكية ووحدة تحمل.

يعتمد مبدأ التشغيل على إنشاء تيارات فوكو الحثية الدوامة. كقاعدة عامة، عند العمل الأجهزة المنزليةتتسبب مثل هذه التيارات في حدوث أعطال، ولكن في هذه الحالة يتم استخدامها لتسخين الشحنة إلى درجة الحرارة المطلوبة. تبدأ جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا في التسخين أثناء التشغيل. يتم استخدام هذا العامل السلبي في استخدام الكهرباء بكامل طاقتها.

مزايا الجهاز

بدأ استخدام فرن الصهر التعريفي مؤخرًا نسبيًا. يتم تركيب أفران الموقد المفتوح الشهيرة والأفران العالية وأنواع أخرى من المعدات في مواقع الإنتاج. يتمتع هذا الفرن لصهر المعادن بالمزايا التالية:

1. إن استخدام مبدأ الحث يجعل من الممكن جعل المعدات مدمجة. هذا هو السبب في عدم وجود مشاكل في وضعها في المساحات الصغيرة. ومن الأمثلة على ذلك الأفران العالية، والتي لا يمكن تركيبها إلا في غرف معدة.
2. وتشير نتائج الدراسات إلى أن الكفاءة تقارب 100%.
3. سرعة ذوبان عالية. يحدد معدل الكفاءة العالي أن تسخين المعدن يستغرق وقتًا أقل بكثير مقارنةً بالأفران الأخرى.
4. قد تسبب بعض الأفران تغييرات عند الذوبان التركيب الكيميائيمعدن يحتل الحث المركز الأول من حيث نقاء الذوبان. تعمل تيارات فوكو التي تم إنشاؤها على تسخين قطعة العمل من الداخل، وبالتالي القضاء على إمكانية دخول الشوائب المختلفة إلى التركيبة.

إنها الميزة الأخيرة التي تحدد انتشار أفران الحث في المجوهرات، لأنه حتى التركيز الصغير للشوائب الأجنبية يمكن أن يؤثر سلبا على النتيجة التي تم الحصول عليها.

نظرا لحقيقة أن M. Faraday اكتشف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في عام 1831، شهد العالم عددا كبيرا من الأجهزة التي تسخن المياه وغيرها من الوسائط.

ولأن هذا الاكتشاف قد تحقق، يستخدمه الناس في الحياة اليومية:

• غلاية كهربائية مع سخان القرص لتسخين المياه؛
• فرن متعدد الطباخات
• موقد الحث
• أفران ميكروويف (موقد)؛
• سخان؛
• عمود التدفئة.

يتم استخدام الفتحة أيضًا للطارد (وليس ميكانيكيًا). في السابق، كان يستخدم على نطاق واسع في الصناعات المعدنية وغيرها من الصناعات المتعلقة بمعالجة المعادن. تعمل غلاية الحث المصنوعة في المصنع على مبدأ عمل التيارات الدوامة على قلب خاص يقع في الجزء الداخلي من الملف. تعتبر تيارات فوكو الدوامة سطحية، لذلك من الأفضل أن تأخذ أنبوبًا معدنيًا مجوفًا كنواة يمر من خلالها عنصر التبريد.

يحدث حدوث تيارات كهربائية بسبب إمداد الملف بجهد كهربائي متناوب، مما يتسبب في ظهور مجال مغناطيسي كهربائي متناوب، والذي يتغير جهده 50 مرة/ثانية. بتردد صناعي قياسي 50 هرتز.

في هذه الحالة، تم تصميم ملف الحث Ruhmkorff بحيث يمكن توصيله مباشرة بمصدر طاقة التيار المتردد. في الإنتاج، يتم استخدام تيارات كهربائية عالية التردد لمثل هذا التسخين - ما يصل إلى 1 ميجاهرتز، لذلك من الصعب جدًا تحقيق تشغيل الجهاز عند 50 هرتز. يتم حساب سمك السلك وعدد لفات اللف التي يستخدمها الجهاز بشكل منفصل لكل وحدة باستخدام طريقة خاصة للطاقة الحرارية المطلوبة. يجب أن تعمل الوحدة القوية محلية الصنع بكفاءة، وأن تقوم بتسخين المياه المتدفقة عبر الأنبوب بسرعة وعدم تسخينها.

ولذلك تستثمر المنظمات أموالاً كبيرة في تطوير وتنفيذ مثل هذه المنتجات:

• يتم حل كافة المشاكل بنجاح؛
• كفاءة جهاز التسخين 98%؛
• وظائف دون انقطاع.

بالإضافة إلى أعلى كفاءة، لا يمكن للمرء إلا أن ينجذب إلى السرعة التي يتم بها تسخين الوسط الذي يمر عبر القلب. في الشكل. يُقترح رسم تخطيطي لتشغيل سخان المياه التعريفي الذي تم إنشاؤه في المصنع. يحتوي هذا المخطط على وحدة العلامة التجارية "VIN"، والتي يتم إنتاجها بواسطة مصنع إيجيفسك.

تعتمد المدة التي ستعمل فيها الوحدة فقط على مدى إغلاق السكن وكيفية عدم تلف عزل السلك، وهذه فترة مهمة جدًا، وفقًا للشركة المصنعة - تصل إلى 30 عامًا.

لكل هذه المزايا التي يتمتع بها الجهاز بنسبة 100٪، تحتاج إلى إنفاق الكثير من المال؛ سخان المياه المغناطيسي هو الأغلى بين جميع أنواع تركيبات التدفئة. لذلك، يفضل العديد من الحرفيين تجميع وحدة تسخين اقتصادية للغاية بأنفسهم.

قواعد صنع المعدات بنفسك

لكي يعمل تركيب التسخين التعريفي بشكل صحيح، يجب أن يتوافق التيار لمثل هذا المنتج مع الطاقة (يجب أن يكون على الأقل 15 أمبير، إذا لزم الأمر، أكثر).

• يجب تقطيع السلك إلى قطع لا يزيد حجمها عن خمسة سنتيمترات. يعد ذلك ضروريًا للتدفئة الفعالة في مجال عالي التردد.
• يجب ألا يقل قطر الجسم عن السلك المُجهز وأن يكون له جدران سميكة.
• للربط بشبكة التدفئة، يتم توصيل محول خاص على جانب واحد من الهيكل.
• يجب وضع شبكة في أسفل الأنبوب لمنع سقوط السلك.
• هناك حاجة إلى هذا الأخير بكمية تملأ المساحة الداخلية بأكملها.
• تم إغلاق الهيكل وتم تثبيت المحول.
• ثم يتم إنشاء ملف من هذا الأنبوب. للقيام بذلك، لفه بالسلك المجهز بالفعل. يجب مراعاة عدد اللفات: الحد الأدنى 80، الحد الأقصى 90.
• بعد الاتصال بنظام التدفئة، يتم سكب الماء في الجهاز. يتم توصيل الملف بالعاكس المجهز.
• تم تركيب مضخة إمداد المياه.
• تم تركيب منظم درجة الحرارة.

وبالتالي، فإن حساب التسخين التعريفي يعتمد على المعلمات التالية: الطول والقطر ودرجة الحرارة ووقت المعالجة

انتبه إلى محاثة الناقلات المؤدية إلى المحرِّض، والتي يمكن أن تكون أكبر بكثير من المحرِّض نفسه.

تسخين حثي عالي الدقة

مبدأ التسخين هذا هو أبسط مبدأ، لأنه عدم الاتصال. يتيح التسخين النبضي عالي التردد تحقيق أعلى ظروف درجة الحرارة، حيث يمكن معالجة أصعب المعادن في الذوبان. لإجراء التسخين التعريفي، تحتاج إلى إنشاء مجالات كهرومغناطيسية الجهد المطلوب 12 فولت (فولت) وتردد الحث.

يمكن القيام بذلك باستخدام جهاز خاص - مغو. يتم تشغيله بالكهرباء من مصدر طاقة صناعي بتردد 50 هرتز.

من الممكن استخدام مصادر طاقة فردية لهذا – المحولات/المولدات. إن أبسط جهاز لجهاز منخفض التردد هو جهاز حلزوني (موصل معزول)، يمكن وضعه داخل أنبوب معدني أو لفه حوله. تعمل التيارات المتدفقة على تسخين الأنبوب، والذي يوفر بعد ذلك الحرارة إلى مساحة المعيشة.

استخدام التسخين التعريفي عند الحد الأدنى من الترددات ليس شائعًا. تتم المعالجة الأكثر شيوعًا للمعادن بترددات أعلى أو متوسطة. تتميز هذه الأجهزة بحقيقة أن الموجة المغناطيسية تنتقل إلى السطح، حيث تضعف. يتم تحويل الطاقة إلى حرارة. للحصول على أفضل تأثير، يجب أن يكون لكلا المكونين شكل مماثل. أين يتم تطبيق الحرارة؟

اليوم، أصبح استخدام التدفئة عالية التردد واسع الانتشار:

• لصهر المعادن ولحامها بطريقة عدم التلامس؛
• صناعة الهندسة الميكانيكية.
• مجوهرات؛
• إنشاء عناصر صغيرة (ألواح) يمكن أن تتلف عند استخدام تقنيات أخرى؛
• تصلب أسطح الأجزاء ذات التكوينات المختلفة.
• المعالجة الحرارية للأجزاء
• الممارسة الطبية (تطهير الأجهزة/الأدوات).

التدفئة يمكن أن تحل العديد من المشاكل.

ما هو التسخين بالحث

المبدأ الذي يعمل عليه سخان الماء التعريفي.

يعمل جهاز الحث على الطاقة الناتجة عن المجال الكهرومغناطيسي. يتم امتصاصه بواسطة الناقل الحراري، ثم إعطاؤه إلى المبنى:

1. يقوم المحث بإنشاء مجال كهرومغناطيسي في سخان المياه هذا. هذا ملف سلكي متعدد المنعطفات ذو شكل أسطواني.
2. ويتدفق من خلاله تيار كهربائي متناوب حول الملف ويولد مجالًا مغناطيسيًا.
3. يتم وضع خطوطها بشكل عمودي على ناقل التدفق الكهرومغناطيسي. عند تحريكها، فإنها تعيد إنشاء دائرة مغلقة.
4. تعمل التيارات الدوامة الناتجة عن التيار المتردد على تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة.

يتم إنفاق الطاقة الحرارية أثناء التسخين التعريفي بشكل ضئيل وبمعدل تسخين منخفض. بفضل هذا، يقوم جهاز الحث برفع درجة حرارة الماء لنظام التسخين إلى درجة حرارة عالية خلال فترة زمنية قصيرة.

مميزات الجهاز

يتم توصيل التيار الكهربائي باللف الأساسي.

يتم إجراء التسخين التعريفي باستخدام المحول. يتكون من زوج من اللفات:

• خارجي (أساسي) ؛
• ماس كهربائي داخلي (ثانوي).

تنشأ تيارات إيدي في الجزء العميق من المحول. إنهم يعيدون توجيه المجال الكهرومغناطيسي الناشئ إلى الدائرة الثانوية. يعمل في نفس الوقت كمسكن ويعمل كعنصر تسخين للمياه.

مع زيادة كثافة تدفقات الدوامة الموجهة نحو القلب، يتم تسخينها أولاً، ثم العنصر الحراري بأكمله.

لتوفير الماء البارد وإزالة سائل التبريد المُجهز إلى نظام التدفئة، تم تجهيز السخان التعريفي بزوج من الأنابيب:

1. يتم تثبيت الجزء السفلي على جزء مدخل نظام إمدادات المياه.
2. يذهب الأنبوب العلوي إلى قسم الإمداد بنظام التدفئة.

ما هي العناصر التي يتكون منها الجهاز وكيف يعمل؟

يتكون سخان الماء التعريفي من العناصر الهيكلية التالية:

صورة	الوحدة الهيكلية
	مغو. يتكون من العديد من المنعطفات من الأسلاك النحاسية. وفيها يتم إنشاء المجال الكهرومغناطيسي.
	عنصر التسخين. هذا عبارة عن أنبوب معدني أو قطع من الأسلاك الفولاذية موضوعة داخل المحث.
	مولد. يقوم بتحويل الكهرباء المنزلية إلى تيار كهربائي عالي التردد. يمكن لعب دور المولد بواسطة العاكس من آلة اللحام.

رسم تخطيطي لتشغيل نظام التدفئة مع سخان المياه التعريفي.

عندما تتفاعل جميع مكونات الجهاز، يتم توليد الطاقة الحرارية وتنقلها إلى الماء.مخطط التشغيل للوحدة هو كما يلي:

1. ينتج المولد تيارًا كهربائيًا عالي التردد. ومن ثم ينقله إلى الملف التعريفي.
2. يستقبل التيار ويحوله إلى مجال مغناطيسي كهربائي.
3. يتم تسخين السخان الموجود داخل الملف نتيجة لتدفقات الدوامة التي تظهر بسبب التغير في ناقل المجال المغناطيسي.
4. يتم تسخين الماء المتداول داخل العنصر بواسطته. ثم يدخل إلى نظام التدفئة.

مزايا وعيوب طريقة التسخين بالحث

الوحدة مدمجة وتشغل مساحة صغيرة.

تتمتع سخانات الحث بمثل هذه المزايا:

• مستوى عال من الكفاءة
• لا تحتاج إلى صيانة متكررة.
• أنها تشغل مساحة صغيرة من المساحة الحرة؛
• بسبب اهتزازات المجال المغناطيسي، لا يستقر المقياس بداخلها؛
• الأجهزة صامتة.
• إنهم آمنون؛
• بسبب ضيق السكن لا يوجد تسرب.
• تشغيل السخان مؤتمت بالكامل.
• الوحدة صديقة للبيئة ولا ينبعث منها السخام وأول أكسيد الكربون وما إلى ذلك.

تُظهر الصورة غلاية تحريضية لتسخين المياه في المصنع.

العيب الرئيسي للجهاز هو التكلفة العالية لنماذج المصنع..

ومع ذلك، يمكن تخفيف هذا العيب إذا قمت بتجميع سخان التعريفي بيديك. يتم تجميع الوحدة من عناصر يسهل الوصول إليها وسعرها منخفض.

فوائد استخدام جميع أنواع سخانات الحث

يتمتع السخان التعريفي بمزايا لا شك فيها وهو رائد بين جميع أنواع الأجهزة. وهذه الميزة هي كما يلي:

• يستهلك كهرباء أقل ولا يلوث المساحة المحيطة.
• سهل الاستخدام، فهو يوفر عملاً عالي الجودة ويسمح لك بالتحكم في العملية.
• ويضمن التسخين عبر جدران الغرفة نقاءً خاصًا والقدرة على الحصول على سبائك فائقة النقاء، بينما يمكن إجراء الصهر في أجواء مختلفة، بما في ذلك الغازات الخاملة والفراغ.
• بمساعدتها ، من الممكن تسخين الأجزاء بشكل موحد من أي شكل أو تسخين انتقائي
• أخيرًا، تعتبر سخانات الحث عالمية، مما يسمح باستخدامها في كل مكان، مما يؤدي إلى إزاحة التركيبات القديمة المستهلكة للطاقة وغير الفعالة.

صنع سخان التعريفي بيدي، عليك أن تقلق بشأن سلامة الجهاز. للقيام بذلك، يجب عليك اتباع القواعد التالية التي تزيد من مستوى موثوقية النظام العام:

1. يجب إدخال صمام أمان في نقطة الإنطلاق العلوية لتخفيف الضغط الزائد. خلاف ذلك، إذا فشلت مضخة الدورة الدموية، فسوف ينفجر القلب ببساطة تحت تأثير البخار. وكقاعدة عامة، توفر دائرة سخان التعريفي البسيط مثل هذه اللحظات.
2. يتم توصيل العاكس بالشبكة فقط من خلال RCD. يعمل هذا الجهاز في المواقف الحرجة وسيساعد في تجنب حدوث دوائر قصيرة.
3. يجب تأريض عاكس اللحام عن طريق توجيه الكابل إلى دائرة معدنية خاصة مثبتة في الأرض خلف جدران الهيكل.
4. يجب وضع جسم السخان التعريفي على ارتفاع 80 سم فوق مستوى الأرض. علاوة على ذلك، يجب أن تكون المسافة إلى السقف 70 سم على الأقل، وإلى قطع الأثاث الأخرى - أكثر من 30 سم.
5. ينتج السخان التعريفي مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا جدًا، لذا يجب إبقاء هذا التثبيت بعيدًا عن أماكن المعيشة والمرفقات التي بها حيوانات أليفة.

دائرة سخان التعريفي

وبفضل اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي على يد م. فاراداي عام 1831، ظهرت في حياتنا الحديثة العديد من الأجهزة التي تعمل على تسخين الماء والوسائط الأخرى. نستخدم كل يوم غلاية كهربائية مع سخان قرصي، وطباخ متعدد الوظائف، وموقد يعمل بالحث، لأننا فقط في عصرنا تمكنا من تحقيق هذا الاكتشاف للاستخدام اليومي. في السابق كان يستخدم في الصناعات المعدنية وغيرها من الصناعات المعدنية.

تستخدم غلاية الحث في المصنع في عملها مبدأ عمل التيارات الدوامة على قلب معدني موضوع داخل الملف. إن تيارات فوكو الدوامة ذات طبيعة سطحية، لذلك فمن المنطقي استخدام أنبوب معدني مجوف كنواة يتدفق من خلالها المبرد الساخن.

مبدأ تشغيل سخان الحث

يرجع حدوث التيارات إلى إمداد الملف بجهد كهربائي متناوب، مما يتسبب في ظهور مجال كهرومغناطيسي متناوب يغير إمكاناته 50 مرة في الثانية بتردد صناعي عادي قدره 50 هرتز. في هذه الحالة، تم تصميم ملف الحث بحيث يمكن توصيله بمصدر التيار المتردد مباشرة. في الصناعة، يتم استخدام تيارات عالية التردد لمثل هذا التسخين - ما يصل إلى 1 ميجاهرتز، لذلك من الصعب جدًا تحقيق تشغيل الجهاز بتردد 50 هرتز.

يتم حساب سمك السلك النحاسي وعدد لفات الملف المستخدمة بواسطة سخانات المياه الحثية بشكل منفصل لكل وحدة باستخدام طريقة خاصة للطاقة الحرارية المطلوبة. يجب أن يعمل المنتج بكفاءة، ويسخن الماء المتدفق عبر الأنبوب بسرعة ولا يسخن. تستثمر الشركات الكثير من الأموال في تطوير وتنفيذ هذه المنتجات، لذلك يتم حل جميع المشكلات بنجاح، وتكون كفاءة السخان 98٪.

بالإضافة إلى الكفاءة العالية، فإن الأمر الجذاب بشكل خاص هو السرعة التي يتم بها تسخين الوسط المتدفق عبر القلب. يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا لتشغيل سخان الحث المصنوع في المصنع. يتم استخدام هذا المخطط في وحدات العلامة التجارية VIN المعروفة التي ينتجها مصنع إيجيفسك.

مخطط تشغيل السخان

يعتمد طول عمر مولد الحرارة فقط على ضيق السكن وسلامة عزل الأسلاك، وتبين أن هذه فترة طويلة إلى حد ما تعلن الشركات المصنعة ما يصل إلى 30 عاما. مقابل كل هذه المزايا التي تتمتع بها هذه الأجهزة، عليك أن تدفع الكثير من المال؛ سخان المياه التعريفي هو الأغلى بين جميع أنواع تركيبات التدفئة الكهربائية. ولهذا السبب، تولى بعض الحرفيين الإنتاج جهاز محلي الصنعمن أجل استخدامه في تدفئة المنزل.

عملية DIY

الأدوات التالية ستكون مفيدة لهذا العمل:

• عاكس اللحام
• لحام توليد تيار من 15 أمبير.

ستحتاج أيضًا إلى سلك نحاسي يتم لفه حول الجسم الأساسي. سيكون الجهاز بمثابة مغو. يتم توصيل جهات الاتصال السلكية بأطراف العاكس بحيث لا تتشكل أي تقلبات. يجب أن تكون قطعة المادة اللازمة لتجميع القلب بالطول المطلوب. في المتوسط، يبلغ عدد اللفات 50، وقطر السلك 3 ملم.

الأسلاك النحاسية بأقطار مختلفة لللف

الآن دعنا ننتقل إلى الجوهر. وسيكون دورها عبارة عن أنبوب بوليمر مصنوع من البولي إيثيلين. يمكن لهذا النوع من البلاستيك أن يتحمل درجات حرارة عالية جدًا. يبلغ قطر النواة 50 ملم، وسمك الجدار لا يقل عن 3 ملم. يستخدم هذا الجزء كمقياس يتم فيه لف الأسلاك النحاسية، مما يشكل محثًا. يمكن لأي شخص تقريبًا تجميع سخان الماء التعريفي البسيط.

سترى في الفيديو طريقة لتنظيم التسخين التعريفي للمياه للتدفئة بشكل مستقل:

الخيار الأول

يتم قطع السلك إلى مقاطع بحجم 50 مم ويتم ملئ أنبوب بلاستيكي به. لمنعه من الانسكاب خارج الأنبوب، يجب عليك إغلاق الأطراف بشبكة سلكية. يتم وضع المحولات من الأنبوب في الأطراف، في المكان الذي يتم فيه توصيل السخان.

يتم لف اللف على جسم الأخير باستخدام الأسلاك النحاسية. لهذا الغرض، تحتاج إلى حوالي 17 مترًا من الأسلاك: تحتاج إلى عمل 90 دورة، وقطر الأنبوب 60 ملم. 3.14×60×90=17 م.

من المهم أن تعرف! عند التحقق من تشغيل الجهاز، يجب عليك التأكد بعناية من وجود الماء (المبرد) فيه. وإلا فإن جسم الجهاز سوف يذوب بسرعة.
. يصطدم الأنبوب بخط الأنابيب

يتم توصيل السخان بالعاكس. كل ما تبقى هو ملء الجهاز بالماء وتشغيله. كل شيء جاهز!

يصطدم الأنبوب بخط الأنابيب. يتم توصيل السخان بالعاكس. كل ما تبقى هو ملء الجهاز بالماء وتشغيله. كل شيء جاهز!

الخيار الثاني

هذا الخيار أبسط بكثير. يتم تحديد قسم مستقيم بحجم متر على الجزء الرأسي من الأنبوب. يجب تنظيفه جيدًا من الطلاء باستخدام ورق الصنفرة. بعد ذلك، يتم تغطية هذا القسم من الأنبوب بثلاث طبقات من القماش الكهربائي. يتم لف الملف التعريفي بسلك نحاسي. نظام الاتصال بأكمله معزول بشكل جيد. الآن يمكنك توصيل عاكس اللحام، وتكتمل عملية التجميع بالكامل.

ملف التعريفي ملفوف بالأسلاك النحاسية

قبل البدء في صنع سخان المياه بيديك، فمن المستحسن التعرف على خصائص منتجات المصنع ودراسة رسوماتها. سيساعدك هذا على فهم البيانات الأولية للمعدات محلية الصنع وتجنب الأخطاء المحتملة.

الخيار الثالث

لجعل السخان هذا أكثر بطريقة معقدة، تحتاج إلى استخدام اللحام. ستحتاج أيضًا إلى محول ثلاثي الطور للتشغيل. يجب أن يتم لحام أنبوبين في بعضهما البعض، والذي سيكون بمثابة سخان ونواة. يتم ثمل اللف على جسم المحث. وهذا يزيد من أداء الجهاز ذو الحجم الصغير، وهو مناسب جدًا للاستخدام في المنزل.

لف على الجسم مغو

لتزويد وتصريف المياه، يتم لحام أنبوبين في جسم وحدة الحث. لكي لا تفقد الحرارة وتمنع التسربات الحالية المحتملة، تحتاج إلى إجراء العزل. سوف يزيل المشاكل الموضحة أعلاه ويزيل الضوضاء تمامًا عند تشغيل المرجل.

اعتمادًا على ميزات التصميم، تتميز أفران الحث الأرضية والمنضدية. بغض النظر عن الخيار الذي تم اختياره، هناك عدة قواعد أساسية للتثبيت:

1. عندما يكون الجهاز قيد التشغيل، يكون هناك حمل كبير على الشبكة الكهربائية. من أجل القضاء على احتمال حدوث ماس كهربائي بسبب تآكل العزل، يجب إجراء تأريض عالي الجودة أثناء التثبيت.
2. يحتوي التصميم على دائرة تبريد بالماء، مما يلغي إمكانية ارتفاع درجة حرارة العناصر الرئيسية. ولهذا السبب من الضروري ضمان ارتفاع موثوق للمياه.
3. إذا كنت تقوم بتركيب موقد سطح الطاولة، فيجب عليك الانتباه إلى ثبات القاعدة المستخدمة.
4. يتم تمثيل فرن صهر المعادن بمجمع الأجهزة الكهربائيةعند التثبيت يجب عليك اتباع جميع توصيات الشركة المصنعة. يتم إيلاء اهتمام خاص لمعلمات مصدر الطاقة، والتي يجب أن تتوافق مع طراز الجهاز.
5. لا تنس أنه يجب أن يكون هناك مساحة كبيرة جدًا حول الموقد. أثناء التشغيل، حتى ذوبان صغير في الحجم والكتلة يمكن أن يتناثر عن طريق الخطأ من القالب. عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية، فإنه سوف يسبب ضررا لا يمكن إصلاحه مواد مختلفة، وقد يتسبب أيضًا في نشوب حريق.

قد يصبح الجهاز ساخنًا جدًا أثناء التشغيل. ولهذا السبب يجب ألا تكون هناك مواد قابلة للاشتعال أو الانفجار في مكان قريب. بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لاحتياطات السلامة من الحرائق في المنطقة المجاورة، يجب تركيب درع الحريق.

قواعد السلامة

بالنسبة لأنظمة التدفئة التي تستخدم التسخين التعريفي، من المهم اتباع عدة قواعد لتجنب التسربات وفقدان الكفاءة واستهلاك الطاقة والحوادث. . تتطلب أنظمة التسخين التعريفي صمام أمان لتحرير الماء والبخار في حالة تعطل المضخة.


لمنع حدوث اضطرابات في تشغيل الشبكة الكهربائية، يوصى بتوصيل غلاية مع التسخين التعريفي، مصنوعة يدويًا وفقًا للمخططات المقترحة، بخط إمداد منفصل، يبلغ المقطع العرضي للكابل 5 مم 2 على الأقل

قد لا تتمكن الأسلاك التقليدية من التعامل مع استهلاك الطاقة المطلوب.

1. تتطلب أنظمة التسخين التعريفي صمام أمان لتحرير الماء والبخار في حالة تعطل المضخة.
2. يلزم وجود مقياس ضغط وRCD للتشغيل الآمن لنظام التدفئة الذي يتم تجميعه بنفسك.
3. إن تأريض نظام التسخين التعريفي بالكامل ومعزول كهربائيًا سيمنع حدوث صدمة كهربائية.
4. ولتجنب التأثيرات الضارة للمجال الكهرومغناطيسي على جسم الإنسان، فمن الأفضل نقل مثل هذه الأنظمة خارج المنطقة السكنية، حيث يجب اتباع قواعد التثبيت، والتي بموجبها يجب وضع جهاز التسخين بالحث على مسافة 80 سم من أفقيًا (الأرضية والسقف) و30 سم من الأسطح الرأسية.
5. قبل تشغيل النظام، تأكد من التحقق من وجود سائل التبريد.
6. لمنع حدوث اضطرابات في تشغيل الشبكة الكهربائية، يوصى بتوصيل غلاية مع التسخين التعريفي، مصنوعة يدويًا وفقًا للمخططات المقترحة، بخط إمداد منفصل، يبلغ المقطع العرضي للكابل 5 مم 2 على الأقل . قد لا تتمكن الأسلاك التقليدية من التعامل مع استهلاك الطاقة المطلوب.

إنشاء أجهزة متطورة

يعد إجراء تركيب تسخين HDTV بيديك أكثر صعوبة، ولكن يمكن لهواة الراديو القيام بذلك، لأنه لتجميعه ستحتاج إلى دائرة متعددة الاهتزازات. مبدأ التشغيل مشابه - التيارات الدوامة الناشئة عن تفاعل الحشو المعدني في وسط الملف والمجال المغناطيسي العالي الخاص به يؤدي إلى تسخين السطح.

تصميم منشآت HDTV

نظرًا لأن حتى الملفات الصغيرة تنتج تيارًا يبلغ حوالي 100 أمبير، فيجب توصيل سعة رنين بها لموازنة مشروع الحث. هناك نوعان من دوائر العمل لتسخين HDTV عند 12 فولت:

• متصلة بالطاقة الرئيسية.

• الكهربائية المستهدفة؛
• متصلة بالطاقة الرئيسية.

في الحالة الأولى، يمكن تجميع تركيب HDTV صغير في غضون ساعة. حتى في حالة عدم وجود شبكة 220 فولت، يمكنك استخدام مثل هذا المولد في أي مكان، طالما أن لديك بطاريات السيارة كمصادر للطاقة. وبطبيعة الحال، فهي ليست قوية بما يكفي لصهر المعادن، ولكنها يمكن أن تصل إلى درجات الحرارة العالية اللازمة للأعمال الصغيرة، مثل تسخين السكاكين والمفكات أزرق. لإنشائه تحتاج إلى شراء:

• ترانزستورات التأثير الميداني BUZ11، IRFP460، IRFP240؛
• بطارية السيارة من 70 أمبير/ساعة؛
• المكثفات ذات الجهد العالي.

يتناقص تيار مصدر الطاقة 11 أمبير إلى 6 أمبير أثناء التسخين بسبب مقاومة المعدن، لكن تبقى الحاجة إلى أسلاك سميكة يمكنها تحمل تيار 11-12 أمبير لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

تعد الدائرة الثانية لتركيب التسخين التعريفي في علبة بلاستيكية أكثر تعقيدًا، وتعتمد على محرك IR2153، ولكنها أكثر ملاءمة لاستخدامها لبناء رنين 100 كيلو من خلال المنظم. يجب التحكم في الدائرة عن طريق محول شبكة بجهد 12 فولت أو أكثر ويمكن توصيل قسم الطاقة مباشرة بالشبكة الرئيسية 220 فولت باستخدام جسر الصمام الثنائي. تردد الرنين هو 30 كيلو هرتز. ستكون العناصر التالية مطلوبة:

• قلب من الفريت 10 مم و20 مغوًا؛
• أنبوب نحاسي على شكل ملف HDTV مكون من 25 دورة على مغزل 5-8 سم؛
• المكثفات 250 فولت.

سخانات دوامة

يمكن تجميع تركيب أكثر قوة قادر على تسخين البراغي حتى تتحول إلى اللون الأصفر باستخدام مخطط بسيط. ولكن أثناء التشغيل، سيكون توليد الحرارة كبيرا جدا، لذلك يوصى بتثبيت مشعات على الترانزستورات. ستحتاج أيضًا إلى خنق يمكنك استعارته من مصدر الطاقة لأي جهاز كمبيوتر والمواد المساعدة التالية:

• الأسلاك المغناطيسية الفولاذية؛
• سلك نحاسي 1.5 مم؛
• الترانزستورات والثنائيات ذات التأثير الميداني للجهد العكسي من 500 فولت ؛
• ثنائيات زينر بقوة 2-3 واط ، مصنفة عند 15 فولت ؛
• مقاومات بسيطة.

اعتمادا على النتيجة المرجوة، يتراوح لف السلك على قاعدة نحاسية من 10 إلى 30 دورة. بعد ذلك يأتي تجميع الدائرة وإعداد الملف الأساسي للسخان من حوالي 7 لفات من سلك نحاسي مقاس 1.5 مم. يتم توصيله بالدائرة ثم بالكهرباء.

يمكن للحرفيين المطلعين على اللحام وتشغيل المحولات ثلاثية الطور زيادة كفاءة الجهاز مع تقليل الوزن والحجم. للقيام بذلك، تحتاج إلى لحام قواعد أنبوبين، والتي ستكون بمثابة قلب وسخان، ولحام أنبوبين في السكن بعد اللف لتزويد وإزالة المبرد.

المزايا والعيوب

بعد أن فهمت مبدأ تشغيل سخان التعريفي، يمكنك النظر في جوانبه الإيجابية والسلبية. بالنظر إلى الشعبية الكبيرة لمولدات الحرارة من هذا النوع، يمكن الافتراض أن مزاياها أكثر بكثير من عيوبها. ومن أهم المزايا ما يلي:

• بساطة التصميم.
• معدل كفاءة عالية.
• عمر خدمة طويل.
• خطر طفيف لتلف الجهاز.
• توفير كبير في الطاقة.

نظرًا لأن مؤشر أداء الغلاية الحثية يقع في نطاق واسع، يمكنك بسهولة اختيار وحدة لنظام تسخين معين للمبنى. هذه الأجهزة قادرة على تسخين سائل التبريد بسرعة إلى درجة حرارة معينة، مما جعلها منافسًا جديرًا للغلايات التقليدية.

أثناء تشغيل السخان التعريفي، هناك اهتزاز طفيف، بسبب التخلص من المقياس من الأنابيب. ونتيجة لذلك، يمكن تنظيف الوحدة بشكل أقل. نظرًا لأن المبرد على اتصال دائم به عنصر التسخينفإن مخاطر فشلها صغيرة نسبيًا.

الجزء 1. غلاية الحث التي تصنعها بنفسك - إنها سهلة. جهاز لموقد الحث.

إذا لم تكن هناك أخطاء أثناء تركيب المرجل التعريفي، فسيتم استبعاد التسريبات عمليا. ويرجع ذلك إلى نقل الطاقة الحرارية بدون تلامس إلى المدفأة. باستخدام تكنولوجيا تسخين المياه التعريفي يسمح لك بإحضاره إلى الحالة الغازية تقريبًا. وبهذه الطريقة، يتم تحقيق حركة فعالة للمياه عبر الأنابيب، وفي بعض الحالات يمكن الاستغناء عن استخدام وحدات الضخ الدورانية.

لسوء الحظ، الأجهزة المثالية غير موجودة اليوم. جنبا إلى جنب مع عدد كبير من المزايا، سخانات الحث لديها أيضا عدد من العيوب. نظرًا لأن الوحدة تحتاج إلى كهرباء لتشغيلها، فلن تكون قادرة على العمل بأقصى قدر من الكفاءة في المناطق التي تعاني من انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر. عندما يسخن سائل التبريد، يزداد الضغط في النظام بشكل حاد ويمكن أن تنفجر الأنابيب. لتجنب ذلك، يجب أن يكون السخان التعريفي مجهزًا بجهاز إيقاف الطوارئ.

سخان الحث DIY

مبدأ العمل للتدفئة التعريفي

يستخدم السخان التعريفي طاقة المجال الكهرومغناطيسي، الذي يمتصه الجسم الساخن ويحوله إلى حرارة. لتوليد مجال مغناطيسي، يتم استخدام مغو، أي ملف أسطواني متعدد الدورات. من خلال المرور عبر هذا المحرِّض، يُنشئ تيار كهربائي متناوب مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا حول الملف.

يسمح لك السخان العاكس محلي الصنع بالتسخين بسرعة وبدرجات حرارة عالية جدًا. بمساعدة هذه الأجهزة، لا يمكنك تسخين الماء فحسب، بل يمكنك أيضًا صهر المعادن المختلفة

إذا تم وضع جسم ساخن داخل أو بالقرب من المحرِّض، فسيتم اختراقه بواسطة تدفق ناقل الحث المغناطيسي، والذي يتغير باستمرار بمرور الوقت. في هذه الحالة، هناك ينشأ المجال الكهربائيوالتي تكون خطوطها متعامدة مع اتجاه التدفق المغناطيسي وتتحرك في دائرة مغلقة. بفضل هذه التدفقات الدوامة الطاقة الكهربائيةيتحول إلى حرارة ويسخن الجسم.

وبالتالي، يتم نقل الطاقة الكهربائية للمحرِّض إلى الجسم دون استخدام نقاط الاتصال، كما يحدث في أفران المقاومة. نتيجة ل الطاقة الحراريةيتم استهلاكه بشكل أكثر كفاءة، ويزيد معدل التسخين بشكل ملحوظ. يستخدم هذا المبدأ على نطاق واسع في مجال معالجة المعادن: الصهر، والتزوير، واللحام، والتسطيح، وما إلى ذلك. وبدون نجاح أقل، يمكن استخدام سخان الحث الدوامي لتسخين المياه.

سخانات الحث عالية التردد

أوسع نطاق من التطبيقات مخصص للسخانات الحثية عالية التردد. تتميز السخانات بتردد عالٍ يتراوح بين 30-100 كيلو هرتز ونطاق طاقة واسع يتراوح بين 15-160 كيلو واط. يوفر النوع عالي التردد تسخينًا سطحيًا، لكن هذا يكفي للتحسين الخصائص الكيميائيةمعدن

تتميز سخانات الحث عالية التردد بسهولة التشغيل واقتصادية، ويمكن أن تصل كفاءتها إلى 95%. تعمل جميع الأنواع بشكل مستمر لفترة طويلة، والنسخة المكونة من كتلتين (عندما يتم وضع المحول عالي التردد في كتلة منفصلة) تسمح بالتشغيل على مدار الساعة. يحتوي السخان على 28 نوعًا من الحماية، كل منها مسؤول عن وظيفته الخاصة. مثال: مراقبة ضغط الماء في نظام التبريد.

• سخان التعريفي 60 كيلو واط بيرم
• سخان التعريفي 65 كيلو واط نوفوسيبيرسك
• سخان التعريفي 60 كيلو واط كراسنويارسك
• سخان التعريفي 60 كيلو واط كالوغا
• سخان التعريفي 100 كيلو واط نوفوسيبيرسك
• سخان التعريفي 120 كيلو واط ايكاترينبرج
• سخان حثي 160 كيلو واط سمارة

طلب:

• تصلب سطح العتاد
• تصلب مهاوي
• تصلب عجلات الرافعة
• تسخين الأجزاء قبل الانحناء
• لحام القواطع، قواطع الطحن، لقم الثقب
• تسخين قطعة العمل أثناء الختم الساخن
• مسامير الهبوط
• لحام وتسطيح المعادن
• ترميم الأجزاء.

عندما يواجه الشخص الحاجة إلى تسخين جسم معدني، تتبادر النار دائمًا إلى ذهنه. النار هي طريقة قديمة وغير فعالة وبطيئة لتسخين المعادن. إنها تنفق نصيب الأسد من الطاقة على الحرارة، ويأتي الدخان دائمًا من النار. كم سيكون رائعًا لو أمكن تجنب كل هذه المشاكل.

سأوضح لك اليوم كيفية تجميع سخان التعريفي بيديك باستخدام برنامج تشغيل ZVS. يقوم هذا الجهاز بتسخين معظم المعادن باستخدام محرك ZVS وقوة الكهرومغناطيسية. يتميز هذا السخان بكفاءة عالية، ولا ينتج دخانًا، كما أن تسخين المنتجات المعدنية الصغيرة، مثل مشبك الورق، على سبيل المثال، يستغرق بضع ثوانٍ. يُظهر الفيديو عمل المدفأة، لكن التعليمات مختلفة.

الخطوة 1: مبدأ التشغيل

يتساءل الكثير منكم الآن – ما هو برنامج تشغيل ZVS هذا؟ هذا محول عالي الكفاءة قادر على إنشاء مجال كهرومغناطيسي قوي يعمل على تسخين المعدن، وهو أساس سخاننا.

لتوضيح كيفية عمل أجهزتنا، سأخبرك بالنقاط الرئيسية. النقطة المهمة الأولى هي مصدر الطاقة 24 فولت. يجب أن يكون الجهد 24 فولت بحد أقصى 10 أمبير. سأحصل على بطاريتين من حمض الرصاص متصلتين على التوالي. إنهم يقومون بتشغيل لوحة القيادة ZVS. يوفر المحول تيارًا ثابتًا للملف الذي يوضع بداخله الجسم المراد تسخينه. يؤدي تغيير اتجاه التيار باستمرار إلى إنشاء مجال مغناطيسي متناوب. إنه يخلق تيارات دوامية داخل المعدن، وخاصة ذات التردد العالي. وبسبب هذه التيارات وانخفاض مقاومة المعدن، تتولد الحرارة. وفقًا لقانون أوم، فإن قوة التيار المتحولة إلى حرارة في دائرة ذات مقاومة نشطة ستكون P=I^2*R.

المعدن الذي يشكل الجسم الذي تريد تسخينه مهم جدًا. تتمتع السبائك القائمة على الحديد بنفاذية مغناطيسية أعلى ويمكنها استخدام المزيد من طاقة المجال المغناطيسي. وبسبب هذا، فإنها تسخن بشكل أسرع. يتمتع الألومنيوم بنفاذية مغناطيسية منخفضة، وبالتالي يستغرق وقتًا أطول للتسخين. والأشياء ذات المقاومة العالية والنفاذية المغناطيسية المنخفضة، مثل الإصبع، لن تسخن على الإطلاق. مقاومة المادة مهمة جدا. كلما زادت المقاومة، كلما كان مرور التيار أضعف عبر المادة، وبالتالي سيتم توليد حرارة أقل. كلما انخفضت المقاومة، كلما كان التيار أقوى، ووفقًا لقانون أوم، قل فقدان الجهد. الأمر معقد بعض الشيء، ولكن نظرًا للعلاقة بين المقاومة وخرج الطاقة، يتم تحقيق أقصى خرج للطاقة عندما تكون المقاومة 0.

يعد محول ZVS الجزء الأكثر تعقيدًا في الجهاز، وسأشرح كيف يعمل. عندما يتم تشغيل التيار، فإنه يتدفق عبر ملفين تحريضيين إلى طرفي الملف. هناك حاجة إلى الاختناقات للتأكد من أن الجهاز لا ينتج الكثير من التيار. بعد ذلك، يتدفق التيار عبر مقاومات ذات مقاومة 2470 أوم إلى بوابات ترانزستورات MOS.

نظرًا لعدم وجود مكونات مثالية، سيتم تشغيل أحد الترانزستورات قبل الآخر. عندما يحدث هذا، فإنه يستحوذ على كل التيار الوارد من الترانزستور الثاني. كما أنه سوف يقصر الثاني على الأرض. وبسبب هذا، لن يتدفق التيار عبر الملف إلى الأرض فحسب، بل أيضًا من خلال الصمام الثنائي السريع سيتم تفريغ بوابة الترانزستور الثاني، وبالتالي عرقلته. نظرا لحقيقة أن المكثف متصل بالتوازي مع الملف، يتم إنشاء دائرة تذبذبية. وبسبب الرنين الناتج، سيغير التيار اتجاهه وينخفض ​​الجهد إلى 0V. في هذه اللحظة، يتم تفريغ بوابة الترانزستور الأول عبر الصمام الثنائي إلى بوابة الترانزستور الثاني، مما يؤدي إلى حظره. وتتكرر هذه الدورة آلاف المرات في الثانية الواحدة.

يهدف المقاوم 10K إلى تقليل شحن البوابة الزائدة على الترانزستور من خلال العمل كمكثف، ومن المفترض أن يحافظ صمام زينر الثنائي على جهد بوابة الترانزستورات عند 12 فولت أو أقل لمنعها من الانفجار. هذا المحول عبارة عن محول جهد عالي التردد يسمح بتسخين الأجسام المعدنية.
حان الوقت لتجميع المدفأة.

الخطوة 2: المواد

لتجميع المدفأة، تحتاج إلى القليل من المواد، ولحسن الحظ، يمكن العثور على معظمها مجانًا. إذا رأيت أنبوب أشعة الكاثود ملقى في مكان ما، فاذهب والتقطه. أنه يحتوي على معظم الأجزاء اللازمة للسخان. إذا كنت تريد قطعًا ذات جودة أعلى، فقم بشرائها من متجر قطع كهربائية.

سوف تحتاج إلى:

الخطوة 3: الأدوات

لهذا المشروع سوف تحتاج:

الخطوة 4: تبريد FETs

في هذا الجهاز، يتم إيقاف تشغيل الترانزستورات عند جهد 0 فولت ولا تسخن كثيرًا. ولكن إذا كنت تريد أن يعمل المدفأة لفترة أطول من دقيقة واحدة، فأنت بحاجة إلى إزالة الحرارة من الترانزستورات. لقد صنعت مشتتًا حراريًا مشتركًا لكلا الترانزستورات. تأكد من أن البوابات المعدنية لا تلمس جهاز الامتصاص، وإلا فإن ترانزستورات MOS سوف تنفجر وتنفجر. لقد استخدمت غرفة تبريد للكمبيوتر وكان بها شريط بالفعل تسرب السيليكون. للتحقق من العزل، المس الجزء الأوسط من كل ترانزستور MOS (بوابة) بمقياس متعدد. إذا أصدر المقياس المتعدد صوتًا، فهذا يعني أن الترانزستورات غير معزولة.

الخطوة 5: بنك مكثف

تصبح المكثفات ساخنة جدًا بسبب مرور التيار فيها باستمرار. يحتاج السخان الخاص بنا إلى مكثف بقيمة 0.47 μF. لذلك، نحن بحاجة إلى دمج جميع المكثفات في كتلة، وبهذه الطريقة سنحصل على السعة المطلوبة وستزداد مساحة تبديد الحرارة. الجهد المقننيجب أن تكون المكثفات أعلى من 400 فولت لحساب قمم الجهد التحريضي في دائرة الرنين. لقد صنعت حلقتين من الأسلاك النحاسية، حيث قمت بلحام 10 مكثفات 0.047 فائق التوهج بالتوازي مع بعضها البعض. وهكذا، حصلت على بنك مكثف بسعة إجمالية تبلغ 0.47 ميكروفاراد مع تبريد هواء ممتاز. سأقوم بتثبيته بالتوازي مع دوامة العمل.

الخطوة 6: دوامة العمل

هذا هو الجزء من الجهاز الذي يتم فيه إنشاء المجال المغناطيسي. اللولب مصنوع من سلك نحاسي - من المهم جدًا استخدام النحاس. في البداية استخدمت ملفًا فولاذيًا للتدفئة، ولم يعمل الجهاز جيدًا. بدون عبء العمل استهلكت 14 أمبير! للمقارنة، بعد استبدال الملف بالنحاس، بدأ الجهاز في استهلاك 3 أ فقط. أعتقد أن التيارات الدوامة نشأت في الملف الفولاذي بسبب محتوى الحديد، كما أنها كانت تخضع للتسخين التعريفي. لست متأكدا إذا كان هذا هو السبب، ولكن هذا التفسير يبدو لي الأكثر منطقية.

بالنسبة للدوامة، خذ سلكًا نحاسيًا كبيرًا وقم بعمل 9 لفات على قطعة من الأنابيب البلاستيكية.

الخطوة 7: تجميع السلسلة

لقد قمت بالكثير من التجارب والخطأ حتى حصلت على السلسلة بشكل صحيح. أكبر الصعوبات كانت مع مصدر الطاقة والملف. أخذت مصدر طاقة تحويل 55A 12V. أعتقد أن مصدر الطاقة هذا زود تيارًا أوليًا مرتفعًا جدًا لبرنامج تشغيل ZVS، مما تسبب في انفجار ترانزستورات MOS. ربما كانت المحاثات الإضافية ستصلح هذا الأمر، لكنني قررت ببساطة استبدال مصدر الطاقة ببطاريات الرصاص الحمضية.
ثم كافحت مع البكرة. وكما قلت سابقًا، فإن الملف الفولاذي لم يكن مناسبًا. بسبب الاستهلاك الحالي العالي للملف الفولاذي، انفجرت عدة ترانزستورات أخرى. في المجموع، انفجرت 6 ترانزستورات. حسنًا، إنهم يتعلمون من الأخطاء.

لقد قمت بإعادة بناء المدفأة عدة مرات، ولكن هنا سأخبرك كيف قمت بتجميع أفضل نسخة منه.

الخطوة 8: تجميع الجهاز

لتجميع برنامج تشغيل ZVS، عليك اتباع الرسم التخطيطي المرفق. أولاً أخذت صمامًا ثنائيًا Zener وقمت بتوصيله بمقاوم 10K. يمكن لحام هذا الزوج من الأجزاء على الفور بين المصرف ومصدر ترانزستور MOS. تأكد من أن الصمام الثنائي Zener يواجه المصرف. ثم قم بلحام ترانزستورات MOS باللوحة باستخدام فتحات التلامس. على الجانب السفلي من لوحة التجارب، قم بلحام صمامين ثنائيين سريعين بين البوابة ومصرف كل ترانزستور.

تأكد من أن الخط الأبيض يواجه مصراع الكاميرا (الشكل 2). ثم قم بتوصيل الموجب من مصدر الطاقة الخاص بك إلى مصارف كلا الترانزستورات من خلال مقاومة تبلغ 2220 أوم. الأرض كلا المصدرين. قم بلحام ملف العمل ومجموعة المكثف بالتوازي مع بعضهما البعض، ثم قم بلحام كل طرف ببوابة مختلفة. وأخيرًا، قم بتطبيق التيار على بوابات الترانزستورات من خلال محثات 250 μH. قد يكون لديهم قلب حلقي مع 10 لفات من الأسلاك. دائرتك الآن جاهزة للاستخدام.

الخطوة 9: التثبيت على القاعدة

لكي تتماسك جميع أجزاء السخان التعريفي معًا، فإنها تحتاج إلى قاعدة. للقيام بذلك، أخذت كتلة خشبية 5 * 10 سم تم لصق لوحة بها دائرة كهربائية وبطارية مكثف ودوامة عمل بالغراء الساخن. أعتقد أن الوحدة تبدو رائعة.

الخطوة 10: التحقق من الأداء الوظيفي

لتشغيل المدفأة، ما عليك سوى توصيلها بمصدر الطاقة. ثم ضع العنصر الذي تريد تسخينه في منتصف ملف العمل. يجب أن تبدأ في التسخين. قام المدفأة بتسخين مشبك الورق إلى توهج أحمر خلال 10 ثوانٍ. الأجسام الأكبر من المسامير تستغرق حوالي 30 ثانية لتسخن. أثناء عملية التسخين، زاد استهلاك التيار بمقدار 2 أمبير تقريبًا. يمكن استخدام هذا السخان لأكثر من مجرد الترفيه.

بعد الاستخدام، لا ينتج الجهاز السخام أو الدخان، بل إنه يؤثر على الأجسام المعدنية المعزولة، على سبيل المثال، ممتصات الغاز في الأنابيب المفرغة. الجهاز آمن أيضًا للبشر - لن يحدث شيء لإصبعك إذا وضعته في وسط دوامة العمل. ومع ذلك، من الممكن أن تصاب بالحروق بسبب جسم تم تسخينه.

شكرا للقراءة!