Induktionsheizung für Labore und Geschäfte

In diesem Beitrag wird erläutert, wie ein kleiner hausgemachter Induktionsheizkreis für Labors und Geschäfte hergestellt wird, um kleine Heizarbeiten wie das Schmelzen von Ornamenten oder das Kochen kleiner Mengen von Flüssigkeiten mit Strom oder Batterie durchzuführen. Die Idee wurde von Herrn Suni und Herrn Naeem angefordert

1. Schaltungsziele und -anforderungen
2. Unsere Herausforderung besteht darin, einen Induktionskreis für 12 V bis 24 V mit einer flachen Spirale herzustellen, mit der ein halber Liter Wasser in so kurzer Zeit wie möglich zum Kochen gebracht werden kann.
3. Das Hauptziel ist es, die Induktionsschaltung zum Laufen zu bringen, aber es gibt andere Herausforderungen, die unten beschrieben werden.
4. Der Behälter, in dem das Wasser kochen soll, besteht aus doppelwandigem Edelstahl und ist isoliert. Der Abstand zwischen dem äußeren und dem inneren Behälter, in dem die Induktion arbeitet, beträgt etwa 5 bis 7 mm.
5. Wir haben die Induktion gewählt, um die elektronischen Komponenten vor der Hitze einer herkömmlichen Spiralheizspule zu schützen, die möglich ist, wenn der Tank isoliert ist.
6. Der Außenbehälter hat einen Durchmesser von Ø 70 mm und der Platz für die elektronischen Komponenten ist 20 mm hoch. Eine weitere Herausforderung besteht darin, zu prüfen, ob Platz für die Komponenten vorhanden ist.
7. In Verbindung mit der Stromversorgung ist ein Kippschalter angeschlossen, der die Stromzufuhr zur Induktionsschleife unterbricht, falls der Behälter um 15 Grad oder mehr gekippt wird. Wenn die Stromversorgung des Induktionskreises unterbrochen wird, wird ein akustischer Summer ausgelöst.
8. Ferner ist die Induktionsschleife mit zwei Thermostaten verbunden. Ein Thermostat, der die Stromversorgung des Induktionskreislaufs unterbricht, wenn das Wasser den Siedepunkt erreicht, und ein anderer Thermostat, der die Wassertemperatur auf etwa 60 Grad hält, wissen nicht, ob hierfür ein programmierbarer Stromkreis erforderlich ist. Ich würde auch gerne wissen, ob Infrarot-Thermostate verfügbar sind.
9. Ich weiß, dass dies viel auf einmal ist, aber wie bereits erwähnt, besteht das Hauptziel darin, den Induktionskreis zum Laufen zu bringen. Können Sie uns eine Liste der notwendigen Komponenten und ein Schaltbild der Schaltung schicken?
10. Freue mich von Dir zu hören!
11. Mit freundlichen Grüßen Súni Christiansen
12. Hallo Sir, ich brauche einen Schaltplan für die Induktionsheizung für unseren Laden. Wir haben einen Silberschmuckladen
13. Also möchte ich Silber schmelzen und manchmal Gold, aber wenn du einen kleinen Stromkreis mit transformatorlosem Netzteil schickst, ist das gut für mich.
14. Ich habe im Internet ein sehr kleines Projekt für Induktionsheizungen gesehen, aber ich kann kein tansfomerless Netzteil finden. Können Sie mir helfen, wenn Sie sowohl das Induktionsheizgerät als auch sein transformatorloses Netzteil senden?

Das Design

In einem der früheren Beiträge haben wir die grundlegende Methode von gelernt Entwurf einer kundenspezifischen Induktionsheizschaltung Durch die Optimierung der Resonanz des LC-Tankkreises werden wir hier das gleiche Konzept anwenden und sehen, wie der vorgeschlagene hausgemachte Induktionsheizkreis für den Einsatz in Labors und Juweliergeschäften gebaut werden kann.

Die folgende Abbildung zeigt das Standarddesign des Induktionsheizgeräts, das je nach Bedarf des Benutzers angepasst werden kann.

Schaltplan

Schaltungsbetrieb

Die gesamte Schaltung ist um die beliebte Vollbrücke herum konfiguriert IC IRS2453, der in der Tat die Entwicklung von Vollbrückenwechselrichtern ermöglicht extrem einfach und kinderleicht. Hier verwenden wir diesen IC, um eine Wechselrichterschaltung für eine DC / DC-Induktionsheizung herzustellen.

Wie im Design zu sehen ist, verwendet der IC nicht mehr als 4 N-Kanal-Mosfets zur Implementierung der Vollbrücken-Wechselrichtertopologie. Zusätzlich umfasst der IC einen eingebauten Oszillator und ein Bootstrapping-Netzwerk, die ein äußerst kompaktes Design für die Wechselrichterschaltung gewährleisten.

Die Oszillatorfrequenz kann durch Ändern der Ct- und Rt-Komponenten eingestellt werden.

Die Mosfet-H-Brücke wird vom LC-Tankkreis mit einer Bifilar-Spule belastet, die zusammen mit einigen parallelen Kondensatoren die Induktionsarbeitsspule bildet.

Der IC enthält auch eine Pinbelegung für das Herunterfahren, die zum Herunterfahren des IC und des gesamten Stromkreises im Falle katastrophaler Umstände genutzt werden kann.

Hier haben wir eine beschäftigt Strombegrenzungsnetzwerk mit BC547-Transistor und konfiguriert es mit dem SD-Pin des IC, um eine stromgesteuerte sichere Implementierung der Schaltung sicherzustellen. Mit dieser Anordnung kann der Benutzer frei mit der Schaltung experimentieren, ohne befürchten zu müssen, dass die Leistungsvorrichtungen während der verschiedenen Optimierungsvorgänge verbrannt werden.

Wie in einem der früheren Artikel erläutert, wird die Optimierung der Resonanz der Arbeitsspule zum Schlüsselpunkt für jeden Induktionsheizkreis, und auch hier stellen wir sicher, dass die Frequenz genau eingestellt wird, um die günstigste Resonanz für unseren Induktionsheizer zu ermöglichen LC-Schaltung.

Es spielt keine Rolle, ob die Arbeitsspule die Form einer spiralförmigen Bifilarspule oder einer zylindrischen Wicklung hat, solange die Resonanz korrekt übereinstimmt, kann erwartet werden, dass das Ergebnis aus dem ausgewählten Design optimal ist.

So berechnen Sie die Resonanzfrequenz

Die Resonanzfrequenz für den LC-Tankkreis kann nach folgender Formel berechnet werden:

F = 1 / 2π x √LC Dabei ist F die Frequenz, L die Induktivität der Spule (mit eingebauter magnetischer Last) und C der Kondensator, der parallel zur Spule geschaltet ist. Stellen Sie sicher, dass Sie den Wert von L in Henry und C in Farad eingeben . Alternativ können Sie dies auch verwenden Resonanzrechner-Software zum Bestimmen der Werte der verschiedenen Parameter im Entwurf .

Der Wert von F kann beliebig gewählt werden, beispielsweise können wir davon ausgehen, dass er 50 kHz beträgt, L kann dann durch Messen der Induktivität der Arbeitsspule identifiziert werden, und schließlich kann der Wert von C unter Verwendung der obigen Formel oder der gefunden werden verwiesene Rechnersoftware.

Achten Sie beim Messen der Induktivität L darauf, dass die ferromagnetische Last mit der Arbeitsspule verbunden bleibt und die Kondensatoren nicht angeschlossen sind.

Kondensator auswählen

Da mit der vorgeschlagenen Induktionsheizung für die Laborarbeiten oder zum Schmelzen von Ornamenten eine erhebliche Strommenge verbunden sein könnte, muss der Kondensator für die Hochstromfrequenz entsprechend ausgelegt werden.

Um dies zu beheben, müssen wir möglicherweise viele Kondensatoren parallel verwenden und sicherstellen, dass der Endwert der Parallelkombination gleich dem berechneten Wert ist. Wenn der berechnete Wert beispielsweise 0,1 uF beträgt und Sie sich entschieden haben, 10 Kondensatoren parallel zu verwenden, muss der Wert jedes Kondensators etwa 0,01 uF betragen und so weiter.

Auswahl des Strombegrenzungswiderstands Rx

Rx kann einfach mit folgender Formel berechnet werden:

Rx = 0,7 / Max Strom

Hier bezieht sich der maximale Strom auf den maximalen Strom, der für die Arbeitsspule oder die Last zulässig sein kann, ohne die Mosfets zu beschädigen und die Last optimal zu erwärmen.

Wenn beispielsweise der optimale Lastheizstrom mit 10 Ampere bestimmt wird, kann Rx berechnet und dimensioniert werden, um alles über diesem Strom zu begrenzen, und die Mosfets müssen so ausgewählt werden, dass sie mehr als 15 Ampere verarbeiten.

All dies erfordert möglicherweise einige Experimente, und Rx kann zunächst höher gehalten und dann allmählich gesenkt werden, bis die richtige Effizienz erreicht ist.

Kühlen der Arbeitsspule.

Die Arbeitsspule kann unter Verwendung eines hohlen Messingrohrs oder eines Kupferrohrs aufgebaut und durch Pumpen von Leitungswasser gekühlt werden, oder alternativ kann ein Lüfter direkt unter der Spule verwendet werden, um die Wärme von der Spule vom hinteren Ende abzusaugen des Gehäuses. Der Benutzer kann auch andere geeignete Methoden ausprobieren.

Netzteil

Das für die oben erläuterte Induktionsheizung für Labors und Geschäfte erforderliche Netzteil kann mit einem 20-A-12-V-Transformator und durch Gleichrichtung des Ausgangs mit einem 30-A-Brückengleichrichter und einem 10.000-uF / 35-V-Kondensator gebaut werden.

Eine transformatorlose Stromversorgung kann für eine Induktionsheizung ungeeignet sein, da dies eine 20-Ampere-Smps-Schaltung erfordern würde, was äußerst kostspielig sein könnte.