Индукционная паяльная станция своими руками схема: Индукционная паяльная станция своими руками

alexxlab | 12.11.1989 | 0 | Разное

Индукционная паяльная станция своими руками

Зарегистрироваться Логин или эл. Напомнить пароль Пароль. Войти Запомнить меня. Войти или Зарегистрироваться. Добавить обзор.

Поиск данных по Вашему запросу:

Индукционная паяльная станция своими руками

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Паяльные станции их типы. Паяльная станция своими руками
• Новая прошивка для паяльной станции
• Принцип работы индукционного паяльника
• Паяльная станция своими руками: 5 преимуществ самодельных устройств
• Индукционная паяльная станция
• Паяльная станция индукционная yihua 900h в Новосибирске
• Индукционный паяльник своими руками
• Устройство и принцип действия паяльных индукционных станций
• ИНДУКЦИОННАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ СВОИМИ РУКАМИ!
• Индукционные паяльные станции » Электрика в квартире и доме своими руками

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Паяльная станция на Arduino своими руками

Паяльные станции их типы. Паяльная станция своими руками

Зарегистрироваться Логин или эл. Напомнить пароль Пароль. Войти Запомнить меня. Войти или Зарегистрироваться. Добавить обзор. Блог AliExpress. RSS блога Подписка. AliExpress Паяльные станции Сделано руками Самодельная инфракрасная паяльная станция. Бюджетный ремонт ноутбука своими руками. Инфракрасная паяльная станция — это устройство для пайки микросхем в корпусе BGA. Если прочитанное ничего вам не говорит, вряд-ли вам стоит заходить под кат. Там ардуины, графики, программирование, амперметры, саморезы и синяя изолента.

Предыстория первая. Моя профессиональная деятельность некоторым образом связана с электроникой. В тот раз такой штукой оказался 17″ ноутбук eMachines G При нажатии на кнопку питания зажигался индикатор, шумел вентилятор, но дисплей был безжизненным, не было звуковых сигналов и активности жесткого диска. Вскрытие показало, что ноутбук построен на платформе AMD, а северный мост имеет маркировку Беглое гугление показало, что у чипа весьма плохая репутация в части надежности, зато проблемы с ним легко диагностируются.

Нужно лишь его прогреть. Выставил на паяльном фене градусов и подул на чип секунд Ноутбук запустился и показал картинку. Диагноз поставлен. Казалось бы, дело за малым — перепаять чип. Вот тут меня ожидало первое откровение. После обзвона сервис-центров выяснилось, что минимальная сумма, за которую в Минске можно поменять чип — 80 долларов.

Для ноутбука общей стоимостью хорошо если долларов это было весьма не бюджетно. Дружественный сервис по знакомству предложил перепаять чип по себестоимости — за 20 долларов. Итоговый ценник снизился до 60 долларов. Верхняя граница психологически приемлемой цены. Чип был благополучно перепаян, ноутбук собран, отдан и я о нем благополучно забыл.

Предыстория вторая. Забери ноутбук на запчасти. Или просто выкину в мусор. Сказали, вроде материнская плата. Отвал чипа. Так я стал обладателем ноутбука Lenovo G без жесткого диска, но со всем остальным, включая блок питания. Включение показало те же симптомы, что и в первой предыстории: кулер крутится, лампочки горят, больше признаков жизни нет.

Вскрытие показало старого знакомого со следами манипуляций. После прогрева чипа ноутбук запустился как ни в чем не бывало, как и в первом случае. Так я оказался владельцем ноутбука с неисправным северным мостом. Разобрать его на запчасти или попытаться починить? Если второе, то снова паять его на стороне, пусть даже за 60 долларов, а не за 80? Или купить собственную инфракрасную паяльную станцию? А может собрать своими руками?

Хватит ли у меня сил и знаний? После некоторых размышлений было решено попытаться починить, причем починить самостоятельно. Даже если попытка не увенчается успехом, разобрать его на запчасти это никак не помешает. А инфракрасная станция будет полезным подспорьем во многих работах, требующих предварительного подогрева.

Техническое задание. Буду изготавливать собственную паяльную станцию. Бюджет конструкции — не более 80 долларов две перепайки в сервис-центре без материалов.

Это будет не газовая плита и не прожектор , а устройство, хотя бы минимально умеющее поддерживать термопрофили согласно графика, найденного в сети: 4. Управляющим устройством будет персональный компьютер. Во-первых, автономные контроллеры нагревателей не укладываются в бюджет. Во-вторых, компьютер уже есть на рабочем столе и всегда включен во время ремонтов, ибо он и осциллограф и микроскоп и читалка схем-даташитов.

Материалы и компоненты Для этого в онлайне были куплены: Термопара К-типа — 2 шт. Интерфейс термопары К-типа на микросхеме MAX — 2 шт. Безымянные твердотельные реле на 40 китайских ампер — 2 шт. Линейные галогенные лампы R7S J W- 3 шт. Патроны R7S — 12 шт. Из хлама в гараже на свет божий были извлечены: Док-станция от какого-то допотопного лэптопа Compaq — 1 шт. Штатив от советского фотоувеличителя — 1 шт. Нижний нагреватель. Вооружаемся болгаркой и отрезаем от док-станции все лишнее.

К листу металла прикрепляем патроны. Соединяем патроны по три штуки последовательно, получившиеся три цепочки в параллель. Устанавливаем лампы, прячем в корпус. Поиск материала для отражателя занял продолжительное время. Использовать фольгу не хотелось из-за подозрения в ее недолговечности. Использовать более толстый листовой металл не получалось из-за сложностей с его обработкой. Опрос знакомых сотрудников промышленных предприятий и обход пунктов скупки цветмета результатов не дал.

В конце концов удалось найти листовой алюминий чуть толще фольги, идеально подходящий для меня. Теперь я точно знаю, где такие листы искать — у полиграфистов.

Они их крепят к барабанам в своих машинах, то ли для переноса краски, то ли еще для чего-то. Если кто в курсе, расскажите в комментариях. Нижний нагреватель с установленным отражателем и решеткой. Светит красивым оранжевым светом. Глаза при этом не выжигает, смотреть на свет можно совершенно спокойно.

Потребляет порядка 2. Верхний нагреватель Идея конструкции та же самая. Патроны привернуты саморезами к крышке от компьютерного блока питания.

К ней же прикреплен согнутый из алюминиевого листа отражатель. Три пятисотваттные галогенки соединены последовательно. Тоже светит оранжевым. Потребляет порядка ватт. Схема управления Инфракрасная станция — суть автомат с двумя датчиками термопара платы и термопара чипа и двумя исполнительными механизмами реле нижнего нагревателя и реле верхнего нагревателя. Было решено, вся логика регулирования мощности нагрева будет реализована на ПК. Arduino будет только мостом между станцией и ПК.

Если полученное сообщение соответствует шаблону, выставляются ШИМ-коэффициенты для нагревателей и возвращается сообщение OKaaabbbcccddd, где aaa и bbb — установленная мощность верхнего и нижнего нагревателей, ccc и ddd — температура, полученная с верхней и нижней термопары. Было решено реализовать собственный алгоритм ШИМ с частотой порядка 5 герц. Лампы при этом полностью гаснуть не успевают, хоть и заметно мерцают.

При написании скетча была поставлена задача отказаться от задания задержек фунцией delay , так как есть подозрение, что в момент задержек возможна потеря данных с последовательного порта. Алгоритм получился следующий: в бесконечном цикле проверяется наличие данных из последовательного порта и значение счетчиков времени программного ШИМ. Если есть данные из последовательного порта, обрабатываем их, если счетчик времени достиг значений переключения ШИМ, проводим действия по включению-выключению нагревателей.

Дополнительная информация. Похожие обзоры Другие обзоры от hominidae. Управление дополнительным отопителем в автомобиле. Обзор, ссылка на товар — гайка на 17 за 0. Ссылка на товар, без которого вообще бы ничего не вышло.

Новая прошивка для паяльной станции

Схема индукционного нагревателя на Ватт, который можно сделать своими руками! В интернете множество подобных схем, но интерес к ним пропадает, так как в основном они или не работают или работают но не так как хотелось бы. Данная схема индукционного нагревателя полностью рабочая, проверенная, а главное, не сложная, думаю вы оцените! Рабочая катушка содержит 5 витков, для намотки была использована медная трубка диаметром около 1 см, но можно и меньше. Такой диаметр был выбран не случайно, через трубку подаётся вода для охлаждения катушки и транзисторов.

блок управления под готовый индукционный паяльник.

Принцип работы индукционного паяльника

Эрса не рулит. Вся ее мощность чистый маркетинг. Возьмите и ткните жало в стакан с ледяной водой на всю глубину. Смотрим на станцию а там… потребляемая мощность всего процентов 30 от максимальной. То есть грелка внутри вышла на свою температуру и не успевает отдавать тепло в жало. Точно такой же у меня, но корпус лень делать. Получаю только удовльствие от пайки таким паяльником. Иногда точки крепления радиаторов расклинивают перед заливкой припоем, ну чтобы они держались на плате. Соответственно для демонтирования такого радиатора надо силой пошурудить в расплаве.

Паяльная станция своими руками: 5 преимуществ самодельных устройств

Паяльная станция — часто используемый инструмент в домашних условиях и для профессиональной деятельности. Раньше паяльник представлял собой небольшой конусообразный инструмент, подключаемый к электрической розетке. Принцип работы такого паяльника был прост и одинаков для всех моделей. Современные паяльные станции различаются по техническим характеристикам и комплектации, перед выбором паяльной станции необходимо изучить свойства каждой из модели. Виды паяльных станций отличаются не ценой, а предназначением.

На сайте продавца доступен бесплатный номер Для перехода на сайт нажмите “В магазин”.

Индукционная паяльная станция

Электрикам, электронщикам и людям других близких профессий прекрасно известно понятие пайки и инструмент для этих целей — паяльник. Его устройство тоже не вызывает особого недоумения, так как строится на элементарных понятиях. А вот индукционный паяльник известен далеко не всем. Принцип его действия сможет объяснить даже не каждый электрик. Хотя в основу работы такого прибора положены самые обычные законы физики.

Паяльная станция индукционная yihua 900h в Новосибирске

Собираюсь перейти на T Только не пишите жаргонный “топорик” Увлекаться паянием я начал в 5 классе, потом я пошел в СЮТ Станция Юных Техников и мой первый паяльник выглядел как то так:. И сколько я не пытался этим паяльником нормально паять я так и не научился. Шло время я повзрослел начал зарабатывать и со временем купил себе первую паяльную станцию Lukey Когда я ее купил то не мог нарадоваться.

Немного порылся в сети и нашел такой ролик all-audio.pro? v=wzGbTwlyZxo. Станция как раз то, что мне нужно – управление.

Индукционный паяльник своими руками

Индукционная паяльная станция своими руками

Что нового? Если это ваш первый визит, рекомендуем почитать справку по сайту. Для того, чтобы начать писать сообщения, Вам необходимо зарегистрироваться.

Устройство и принцип действия паяльных индукционных станций

Каждый, кто пробовал заниматься ремонтом электроники, пришел к осознанию того, что одного лишь паяльника будет мало. Некоторые SMD элементы просто невозможно выпаять без помощи термовоздушного фена. Именно поэтому со временем приобретается паяльная станция, которая включает в себя и то и другое. Большинство дешевых вариантов редко соответствуют индивидуальным предпочтением. Поэтому термовоздушная паяльная станция своими руками не является чем-то недостижимым. В статье будут рассмотрены различные варианты паяльных станций, а также процесс самостоятельной сборки.

При проведении работ по паянию нужна не только паяльная станция, но и комплектные детали: модуль по управлению, контролированию и держатель на пружине. Это все сможет обеспечить необходимую температуру, защитит от перегрузок.

ИНДУКЦИОННАЯ ПАЯЛЬНАЯ СТАНЦИЯ СВОИМИ РУКАМИ!

Детали для создания паяльной станции можно купить в специализированном магазине или на рынке Очень часто заядлые радиолюбители сталкиваются с такой проблемой, как паяльники, которые не соответствуют их требованиям, или просто-напросто перегорают в процессе работы. К тому же, жало паяльника не всегда подходит для микро работ, и требует внесения корректировок в свой диаметр. На сегодняшний день положение с паяльниками, имеющимися в продаже, просто катастрофическое. Хорошие, качественные паяльники стоят дорого, а китайские дешевые перегорают во время первого дня использования. Для того, чтобы не выбрасывать на ветер лишние деньги, можно попытаться смастерить паяльную станцию самому. Фен для пайки похож на обычное бытовое изделие, которым принято сушить волосы.

Индукционные паяльные станции » Электрика в квартире и доме своими руками

Ремонт современных электронных схем невозможно представить без такого инструмента, как паяльная станция. Это устройство востребовано профессиональными электронщиками и радиолюбителями. Учитывая огромное разнообразие представленных на рынке моделей, коротко расскажем об их типах, возможностях и назначении. Данный тип станций конструктивно представляет собой паяльник, снабженный электронным блоком управления, который представляет собой обычный терморегулятор.

Индукционный паяльник своими руками

Содержание

• 1 Что такое индукционная пайка
• 2 Принцип работы индукционной паяльной станции
• 3 Паяльная станция Quick 2020
• 4 Как сделать индукционный паяльник своими руками
• 5 Видео

Основным принципом работы обычных паяльных станций является передача тепловой энергии на жало паяльника непосредственно нагревательным элементом. Такая классическая схема устройства паяльных систем довольно несовершенна. Это сказывается на большом расходе потребляемой электрической энергии, низком КПД устройств и постоянном перегреве жала в зоне пайки. Индукционная паяльная станция (ИПС) не имеет таких недостатков. Прибор нового поколения интересен своей принципиальной схемой работы ИПС.

Паяльная индукционная станция

Что такое индукционная пайка

Индукционная паяльная система была разработана американской компанией «ОК Интернешнл». В последнее время ИПС получили широкое распространение во всём мире. В паяльнике отсутствует передающий нагревательный элемент. Нагревается только жало. Поэтому корпус прибора не нуждается в термоизоляции. Такая технология получила название Smart Heat – Умное тепло.

Ферромагнитное покрытие жала переходит в монолитный сердечник, который входит в индукционную катушку. Умная система сама активизирует нагрев наконечника паяльника, постоянно поддерживая необходимый уровень температуры в зоне паяния.

Принцип работы индукционной паяльной станции

Паяльная станция

Чтобы понять конструктивные особенности ИПС, нужно рассмотреть принцип работы нагревательного элемента.

Схема нагревательного элемента ИПС: A – экран; B – проводка подачи напряжения на индуктор; C – держатель паяльника; D – наконечник;  E – индукционная катушка; F – ферромагнитная оболочка

Оперативным элементом индукционного паяльника является наконечник. Жало имеет основу из меди, покрытую ферромагнитным сплавом F. Индукционная катушка E инициирует появление переменного магнитного поля. Под его воздействием ферромагнетик начинает активно нагреваться и передавать тепловую энергию медному сердечнику. Медь сама по себе «равнодушна» к магнитному полю, поэтому для этого нужна ферромагнитная оболочка жала паяльника.

Достигнув определённой температуры (точки Кюри), оболочка наконечника D теряет способность воспринимать переменное магнитное поле. Во время пайки происходит активная потеря тепла ферромагнитным покрытием за счёт передачи тепловой энергии меди. Остывая, оболочка жала восстанавливает свои свойства. Процесс нагрева возобновляется. В этом заключается принцип индукционного метода нагрева паяльного устройства. Отсюда и слово в названии метода «импульс».

В результате оптимального режима потребления тепловой энергии не происходит перегрева или преждевременного остывания жала. Это значительно экономит потребление электроэнергии, увеличивает срок службы наконечников и повышает качество пайки. На таком принципе работают все индукционные паяльные станции. Разработчиком таких станций является американская компания Metcal. Она же на сегодня есть основной производитель и поставщик на рынок индукционных паяльных станций.

Основная рабочая частота электрического тока станций – 450 КГц. В последнее время появились новые дорогостоящие модели с рабочей частотой, достигающей величины 13 МГц. Это относится к профессиональным аппаратам.

Паяльная станция Quick 2020

Одна из популярных моделей среди населения на сегодня является ИПС Quick 2020. Прибор заключён в металлопластиковый корпус с экраном. На дисплее отражается заданный уровень нагрева наконечника, режим ожидания. В комплект поставки станции входят паяльник со сменными наконечниками-картриджами, металлическая подставка с держателем для паяльника.

Паяльная станция Quick 2020

Сменные картриджы имеют различную форму, предназначенную для разных видов пайки. Их легко меняют, не выключая паяльник. Паяльник, вставленный в держатель, автоматически переходит в режим ожидания. Жало в это время находится в нагретом состоянии в пределах 100-1100 С. Клавишами управления задают время, по истечению которого инструмент полностью остывает. Температура нагрева устанавливается поворотной кнопкой от 0 до 4800 С.

Все заданные параметры отражаются на дисплее прибора: рабочая температура нагрева жала, время ожидания и степень нагрева в этом режиме. Жало паяльника достигает заданный уровень температуры в течение 4-5 секунд.

Как сделать индукционный паяльник своими руками

Термовоздушная паяльная станция

В источниках массовой информации можно найти множество вариантов самодельных паяльников, в том числе индукционного принципа работы. Следует отметить, что сделанный индукционный паяльник своими руками – не совсем то, что приборы, описанные выше.

При изготовлении самоделок не применяются ферромагнетики, нагрев жала просто осуществляется сердечником в индукционной катушке. Для корпуса используют светодиодные фонарики, старые паяльники и подходящие по форме изделия.

Самодельный индукционный паяльник

В корпус встраивают металлическую трубку, на которую навивают медную проволоку диаметром от 1 мм и более. Обычно делают 9-12 витков. Металлический стержень обёртывают термостойкой изоляционной лентой. Медную спираль тоже покрывают слоем термоизоляции. Обязательно следят за тем, чтобы витки не смыкались. В трубку вставляют медный прут, который служит жалом.

Роль станции исполняет любой небольшой понижающий трансформатор. Часто для самоделок используют трансформаторный блок для ламп дневного света.

В заключение можно сказать, кто раз пользовался индукционным паяльником, тот становится приверженцем таких приборов. Быстрый нагрев, лёгкий вес устройства и его экономичность – основные преимущества перед аналогичными «собратьями» по ремеслу.

Видео

Паяльная станция своими руками

Оцените статью:

принцип работы, обзор, как выбрать

Контактный метод нагрева жала, используемый в классических схемах паяльных станций, несовершенен. Это проявляется в виде низкого КПД, большой потребляемой мощности, локального перегрева жала в зоне контакта и т. д. Паяльная индукционная станция лишена таких недостатков. Давайте рассмотрим принцип работы такого устройства, ознакомимся с несколькими популярными моделями и узнаем, как выбрать прибор, исходя из области его применения.

Принцип работы

Начнем с конструктивных особенностей индукционного нагревательного элемента (см. рисунок 1), это позволит лучше понять его принцип действия.

Нагревательный элемент индукционного прибора

Указанные обозначения:

• А – экранирующая оболочка;
• В – провода, подающие напряжение к индуктору;
• С – ручка паяльника;
• D – жало;
• Е – индукционная катушка;
• F – ферромагнитный слой.

Теперь поверхностно расскажем о принципе действия, не погружаясь в теоретические основы электромагнитной индукции. При поступлении в индукционную катушку высокочастотного напряжения происходит формирование переменного магнитного поля. Поскольку скин-слой жала выполнен из ферромагнитного материала, то начинается процесс его перемагничивания, который сопровождается образованием вихревых токов. Это приводит к значительному выделению тепловой энергии.

Преимущества индукционного метода очевидны: поскольку в качестве нагревательного элемента выступает жало паяльника, его нагрев происходит равномерно. Следовательно, отсутствуют потери от температурной инерции, и полностью исключен локальный перегрев, вызывающий окисление и выгорание жала. В результате, увеличивается его срок эксплуатации и повышается КПД устройства.

Принцип управления нагревом

Управлять процессом нагрева можно двумя способами:

1. Установив на жало термодатчик и подключив его к цифровому блоку управления. Такой способ стабилизации температуры применяется практически во всех недорогих индукционных паяльных станциях, например: Quick 203H или Yihua 900Н (показана на рисунке 2). Цифровая станция Yihua 900Н
2. Меняя состав ферромагнитного сплава, покрывающего жало. Данный принцип основан на том, что при определенной температуре (точка Кюри), ферромагнетики утрачивают свои свойства, в результате чего паяльник перестает нагреваться. Такой метод стабилизации температуры был запатентован компанией Metcal под названием SmartHeat®, что дословно переводится как «умный нагрев». Применяется в моделях Metcal, OKI, ERSA, Weller и т.д. Рисунок 3. Модель PS 900, может использоваться как для безсвинцовой пайки, так и обычной

У каждого из представленных выше методов есть свои достоинства и недостатки. Станции с термодатчиком существенно дешевле, что делает их доступными не только для профессионалов, но и любителей. Точность и надежность такого оборудования напрямую зависят от цифрового блока управления.

Второй способ стабилизации температуры осуществляется за счет установки картриджей-наконечников с определенной точкой Кюри – он более надежен. Но станции SmartHeat® имеют два существенных недостатка:

1. Высокая стоимость, не каждый профессионал может себе позволить купить такое оборудование. Но новое поколение бюджетных моделей более доступно.
2. При изменении режима пайки необходимо устанавливать соответствующий картридж-наконечник, которые, как правило, не входят в комплект поставки и стоят недешево.

Картриджи-наконечники

Краткий обзор

Начнем со станции с цифровым блоком управления Quick 203H (ее фото представлено на рисунке ниже).

Внешний вид станции QUICK 203Н

Оригинальная модель данной станции стоит в пределах $220-$240, китайский аналог можно найти по цене вдвое дешевле (при выборе обращайте внимание на комплектацию, может поставляться без паяльника). Отлично справляется с smd радиодеталями и содержащим свинец припоем.

Видео: обзор и работа в реальных условиях станции QUICK 203Н

Отрицательные моменты: массивные элементы и бессвинцовый припой необходимо долго прогревать.

Характеристики:

• Заявленная производителем мощность – 90Вт.
• Рабочая температура от 200С° до 420С°.
• На индукционную катушку подается напряжение 36В с частотой 400кГц.
• Стабилизация установленного теплового режима выполняется с погрешностью 2С°.
• Нагрев до рабочей температуры 350С° занимает не более 25 секунд.

Цифровой блок управления позволяет задать 10 температурных профилей, установить блокировку по паролю на включение, выполнить калибровку, назначить время задержки включения спящего режима и отключения устройства.

Тем, кто приобрел китайский аналог прибора, рекомендуется сразу побеспокоиться о покупке оригинального жала, поскольку то, что входит в комплект, скорее, декоративное, чем рабочее.

Теперь рассмотрим станцию PS-900, работающую по технологии SmartHeat® (ее внешний вид показан на рисунке 3). Это самая доступная модель из линейки OKI, ее ориентировочная стоимость около $250.

Характеристики:

• Минимальная мощность 5Вт, максимальная – 60Вт (регулируется автоматически).
• Индуктор работает на частоте 470кГц.
• Потребляемая мощность – 90Вт.
• Напряжение питания от 90 до 240В.

Особенности:

• Поскольку температурный режим задается картиджем-насадкой, панель блока управления упрощена до минимума, на ней имеется только кнопка включения питания.
• Имеется возможность заменить штатный индуктор с диаметром 7,5мм менее мощным пятимиллиметровым на 35Вт. Это дает возможность производить деликатную пайку при помощи микронаконечников.
• Паяльник автоматически включается при извлечении с подставки и выключается после установки обратно.
• Необходимо отдельно приобрести комплект наконечников-картриджей для различных режимов пайки.

Приведем, в качестве сравнения, основные характеристики одной из моделей высшего уровня – MX-5241(см. рисунок 6). Необходимо сразу предупредить, что в руках любителя такой инструмент станет дорогой игрушкой, не более.

Рисунок 6. МХ-5241 – техника для профессионалов

Характеристики:

• Диапазон выходной мощности от 5 до 80Вт (регулируется автоматически).
• Частота работы индуктора – 13,56МГц.
• Потребляемая мощность – 125Вт.
• Напряжение питания от 90 до 240В.

Два независимых канала позволяют одновременно использовать термопинцет и паяльник.

Благодаря индикатору мгновенной мощности существенно упрощается подбор необходимого картриджа-наконечника.

Стоимость этого «чудо-инструмента» более $1200.

Выбор

Собственно, процесс выбора заключается в определении области применения станции. Бюджетная модель PS-900 отлично подходит для промышленной ручной пайки и тем, кто планирует заниматься радиоэлектроникой на профессиональном уровне.

Индукционные модели с цифровым блоком управления больше подходят для любителей, поскольку, установить необходимый тепловой режим значительно проще, чем подбирать картридж-наконечник с соответствующей точкой Кюри.

Следует учитывать, что недорогие индукционные устройства не производятся с термофеном. Если он станет необходимым для работы – термовоздушная станция может быть приобретена отдельно.

Можно ли сделать индукционную паяльную станцию своими руками?

Данный вопрос имеет, скорее, теоретическую подоплеку, чем практическое применение. Безусловно, можно сделать самодельный блок управления под готовый индукционный паяльник. Но стоимость такого проекта будет незначительно отличаться от серийного изделия, произведенного в Китае.

Значительно полезней модифицировать готовое устройство с целью его усовершенствования.

Простая схема индукционного нагревателя своими руками

Этот замечательный небольшой проект демонстрирует принципы высокочастотной магнитной индукции и процесс изготовления индукционного нагревателя. Схема очень проста в построении и использует только несколько общих компонентов. С показанной здесь индукционной катушкой схема потребляет около 5 А от источника питания 15 В, когда наконечник отвертки нагревается. Чтобы кончик отвертки стал красным, требуется примерно 30 секунд!

Схема управления использует метод, известный как ZVS (переключение при нулевом напряжении), для активации транзисторов, что обеспечивает эффективную передачу энергии. В схеме, которую вы видите здесь, транзисторы почти не нагреваются из-за метода ZVS. Еще одна замечательная особенность этого устройства заключается в том, что это саморезонансная система, которая автоматически работает на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора. Если вы хотите сэкономить время, в нашем магазине есть схема индукционного нагревателя. Возможно, вы все же захотите прочитать эту статью, чтобы получить несколько полезных советов о том, как заставить вашу систему работать хорошо.

Как работает индукционный нагрев?

При изменении магнитного поля вблизи металлического или другого проводящего объекта в материале индуцируется ток (известный как вихревой ток), который выделяет тепло. Выделяемое тепло пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление материала. Эффекты индукции используются в трансформаторах для преобразования напряжения во всевозможных приборах. Большинство трансформаторов имеют металлический сердечник, поэтому при использовании в них индуцируются вихревые токи. Разработчики трансформаторов используют различные методы, чтобы предотвратить это, поскольку нагрев — это просто трата энергии. В этом проекте мы будем напрямую использовать этот эффект нагрева и попытаемся максимизировать эффект нагрева, создаваемый вихревыми токами.

Если мы подадим на катушку с проводом постоянно меняющийся ток, внутри нее будет постоянно меняющееся магнитное поле. На более высоких частотах эффект индукции довольно силен и имеет тенденцию концентрироваться на поверхности нагреваемого материала из-за скин-эффекта. Типичные индукционные нагреватели используют частоты от 10 кГц до 1 МГц.

ОПАСНО! Это устройство может создавать очень высокие температуры!

Схема

Используемая схема представляет собой коллекторно-резонансный генератор Ройера, преимуществами которого являются простота и саморезонансная работа. Очень похожая схема используется в обычных схемах инвертора, используемых для питания флуоресцентного освещения, такого как подсветка ЖК-дисплея. Они управляют трансформатором с центральным отводом, который повышает напряжение примерно до 800 В для питания освещения. В этой схеме индукционного нагревателя своими руками трансформатор состоит из рабочей катушки и нагреваемого объекта.

Основным недостатком этой схемы является то, что требуется катушка с центральным отводом, которую может быть немного сложнее намотать, чем обычный соленоид. Катушка с центральным отводом необходима, чтобы мы могли создать поле переменного тока из одного источника постоянного тока и всего двух транзисторов N-типа. Центр катушки подключается к положительному источнику питания, а затем каждый конец катушки поочередно подключается к земле транзисторами, так что ток будет течь туда и обратно в обоих направлениях.

Величина тока, потребляемого от источника питания, зависит от температуры и размера нагреваемого объекта.

Из этой схемы индукционного нагревателя видно, насколько он на самом деле прост. Всего несколько основных компонентов — это все, что необходимо для создания рабочего устройства индукционного нагревателя.

R1 и R2 — стандартные резисторы 240 Ом, 0,6 Вт. Значение этих резисторов будет определять, как быстро МОП-транзисторы могут включаться, и должно быть достаточно низким значением. Однако они не должны быть слишком маленькими, так как резистор будет притянут к земле через диод, когда противоположный транзистор включится.

Диоды D1 и D2 используются для разрядки затворов MOSFET. Это должны быть диоды с малым падением напряжения в прямом направлении, чтобы затвор был хорошо разряжен, а полевой МОП-транзистор полностью отключался, когда другой открыт. Рекомендуется использовать диоды Шоттки, такие как 1N5819, так как они имеют низкое падение напряжения и высокое быстродействие. Номинальное напряжение диодов должно быть достаточным, чтобы выдержать повышение напряжения в резонансном контуре. В этом проекте напряжение поднялось аж до 70В.

Транзисторы T1 и T2 представляют собой полевые МОП-транзисторы на 100 В, 35 А (STP30NF10). Для этого проекта они были установлены на радиаторах, но почти не нагревались при работе на указанных здесь уровнях мощности. Эти полевые МОП-транзисторы были выбраны из-за низкого сопротивления сток-исток и малого времени отклика.

Катушка индуктивности L2 используется в качестве дросселя для защиты источника питания от высокочастотных колебаний и ограничения тока до допустимого уровня. Значение индуктивности должно быть довольно большим (у нас было около 2 мГн), но также оно должно быть выполнено из достаточно толстого провода, чтобы провести весь ток питания. Если дроссель не используется или он имеет слишком маленькую индуктивность, схема может не генерировать. Точное необходимое значение индуктивности зависит от используемого блока питания и настройки вашей катушки. Возможно, вам придется поэкспериментировать, прежде чем вы получите хороший результат. Тот, что показан здесь, был изготовлен путем намотки около 8 витков магнитной проволоки толщиной 2 мм на тороидальный ферритовый сердечник. В качестве альтернативы вы можете просто намотать провод на большой болт, но вам потребуется гораздо больше витков провода, чтобы получить ту же индуктивность, что и у тороидального ферритового сердечника. Пример этого вы можете увидеть на фото слева. В левом нижнем углу можно увидеть болт, обмотанный множеством витков аппаратного провода. Эта установка на макетной плате использовалась при малой мощности для тестирования. Для большей мощности пришлось использовать более толстую проводку и спаять все вместе.

Поскольку задействовано очень мало компонентов, мы припаяли все соединения напрямую и не использовали печатную плату. Это также было полезно для подключения сильноточных частей, поскольку толстый провод можно было напрямую припаять к клеммам транзистора. Оглядываясь назад, возможно, было бы лучше подключить индукционную катушку, прикрутив ее непосредственно к радиаторам на полевых МОП-транзисторах. Это связано с тем, что металлический корпус транзисторов также является клеммой коллектора, а радиаторы могут помочь охладить катушку.

Конденсатор C1 и катушка индуктивности L1 образуют резонансный контур индукционного нагревателя. Они должны выдерживать большие токи и температуры. Мы использовали полипропиленовые конденсаторы емкостью 330 нФ. Подробнее об этих компонентах показано ниже.

Индукционная катушка и конденсатор

Катушка должна быть изготовлена ​​из толстой проволоки или трубы, так как по ней будут протекать большие токи. Медная труба работает хорошо, так как высокочастотные токи в любом случае будут в основном течь по внешним частям. Вы также можете качать холодную воду через трубу, чтобы она оставалась прохладной.

Конденсатор должен быть подключен параллельно рабочей катушке для создания резонансного контура резервуара. Комбинация индуктивности и емкости будет иметь определенную резонансную частоту, на которой будет автоматически работать схема управления. Используемая здесь комбинация катушки и конденсатора резонировала на частоте около 200 кГц.

Важно использовать конденсаторы хорошего качества, которые могут выдерживать большие токи и тепло, рассеиваемое внутри них, иначе они скоро выйдут из строя и разрушят схему привода. Они также должны быть размещены достаточно близко к рабочей катушке и с использованием толстой проволоки или трубы. Большая часть тока будет протекать между катушкой и конденсатором, поэтому этот провод должен быть самым толстым. Провода, соединяющие цепь и блок питания, при желании можно сделать немного тоньше.

Эта катушка была сделана из латунной трубы диаметром 2 мм. Его было просто наматывать и легко паять, но вскоре он начинал деформироваться из-за избыточного нагрева. Затем витки соприкасались, замыкая и делая его менее эффективным. Поскольку схема управления оставалась относительно холодной во время использования, казалось, что ее можно заставить работать на более высоких уровнях мощности, но необходимо будет использовать более толстую трубу или охлаждать ее водой. Затем установка была улучшена, чтобы выдерживать более высокий уровень мощности…

Широкий ассортимент деталей для индукционных нагревателей
	Готовая схема индукционного нагревателя	Медная труба 4 мм
	Сборка катушки индукционного нагревателя	Кабель 30 А
	Керамическая стойка	Измеритель тока
	Блок питания 12 В 15 А	Вольтметр
	Водяной насос 12 В	Дроссель
	Радиатор охлаждения	Транзисторы 35А 100В
	Силиконовая трубка	Радиатор TO-220
	Резисторы 240 Ом	Быстродействующие диоды
	Полипропиленовые конденсаторы	Регулятор напряжения 12 В

Толкаем дальше

Основным ограничением описанной выше установки было то, что рабочая катушка через короткое время сильно нагревалась из-за больших токов. Чтобы иметь большие токи в течение более длительного времени, мы сделали еще один змеевик, используя более толстую латунную трубку, чтобы вода могла прокачиваться через нее во время работы. Более толстую трубу было труднее согнуть, особенно в центральной точке отвода. Перед изгибом необходимо было заполнить трубу мелким песком, чтобы предотвратить ее защемление в местах резких изгибов. Затем его очистили сжатым воздухом.

Индукционная катушка состоит из двух половин, как показано здесь. Затем они были спаяны вместе, и небольшой кусок трубы из ПВХ был использован для соединения центральных труб, чтобы вода могла проходить через весь змеевик.

В этой катушке было использовано меньше витков, чтобы она имела более низкий импеданс и, следовательно, выдерживала более высокие токи. Емкость также была увеличена, чтобы резонансная частота была ниже. В общей сложности было использовано шесть конденсаторов емкостью 330 нФ, что дало общую емкость 1,98 мкФ.

Кабели, подсоединяемые к катушке, были просто припаяны к трубе ближе к концам, оставив место для установки трубы из ПВХ.

Этот змеевик можно охлаждать, просто подавая воду прямо из-под крана, но для отвода тепла лучше использовать насос и радиатор. Для этого старый насос из аквариума поместили в коробку с водой, а к выпускному патрубку приделали трубу. Эта трубка подводила к модифицированному кулеру процессора компьютера, который использовал три тепловые трубки для отвода тепла.

Кулер был преобразован в радиатор, отрезав концы тепловых трубок, а затем соединив их с трубками ПВХ, чтобы вода проходила через все 3 тепловые трубки, прежде чем выйти и вернуться к насосу.

Если вы отрезаете тепловые трубки самостоятельно, делайте это в хорошо проветриваемом помещении, а не в помещении, так как они содержат летучие растворители, которые могут быть токсичными для дыхания. Вы также должны носить защитные перчатки, чтобы предотвратить контакт с кожей.

Этот модифицированный процессорный кулер был очень эффективным в качестве радиатора и позволял воде оставаться достаточно прохладной.

Другие необходимые модификации заключались в замене диодов D1 и D2 на диоды, рассчитанные на более высокое напряжение. Мы использовали обычные диоды 1N4007. Это было связано с тем, что с увеличением тока в резонансном контуре росло большее напряжение. Вы можете видеть на изображении здесь, что пиковое напряжение составляло 90 В (желтая кривая), что также очень близко к номинальному напряжению транзисторов 100 В.

Используемый блок питания был настроен на 30 В, поэтому необходимо было также подать напряжение на затворы транзисторов через стабилизатор напряжения 12 В. Когда внутри рабочей катушки не было металла, она потребляла около 7 А от источника питания. Когда был добавлен болт на фотографии, он увеличился до 10 А, а затем снова постепенно упал, поскольку он нагрелся выше температуры Кюри. Он, безусловно, превысит 10 А с более крупными объектами, но используемый блок питания имеет ограничение в 10 А. Вы можете найти подходящий блок питания 24 В, 15 А в нашем интернет-магазине.

Болт, который вы видите на фотографии раскаленным докрасна, достиг максимальной температуры примерно за 30 секунд. Отвертка на первом изображении теперь могла нагреваться докрасна примерно за 5 секунд.

Чтобы перейти на более высокую мощность, чем эта, необходимо было бы использовать другие конденсаторы или их больший массив, чтобы ток был более распределен между ними. Это связано с тем, что протекающие большие токи и используемые высокие частоты значительно нагревают конденсаторы. Примерно через 5 минут использования на этом уровне мощности индукционный нагреватель DIY нужно было выключить, чтобы он мог остыть. Также было бы необходимо использовать другую пару транзисторов, чтобы они могли выдерживать большие скачки напряжения.

В общем, этот проект меня вполне удовлетворил, так как он дал хороший результат, используя простую и недорогую схему. Как таковой, он может быть полезен для закалки стали или для пайки мелких деталей. Если вы решили сделать свой собственный проект индукционного нагревателя, пожалуйста, разместите свои фотографии ниже. Пожалуйста, прочитайте другие комментарии, прежде чем писать свои собственные, так как это может сэкономить вам время позже.

Если вы хотите смоделировать этот проект для тестирования различных значений индуктивности или выбора транзисторов, загрузите LTSpice и запустите это моделирование индукционного нагревателя своими руками (щелкните правой кнопкой мыши, «Сохранить как»)

Насколько она будет горячей?

Трудно сказать, насколько горячо вы сможете что-то получить, так как нужно учитывать множество параметров. Различные материалы будут по-разному реагировать на индукционный нагрев, а их форма и размер будут влиять на то, как они нагреваются или отдают тепло в атмосферу.

Вы можете получить приблизительное представление, используя некоторые базовые расчеты по приведенной ниже формуле, или, если хотите, мы сделали удобный калькулятор мощности нагревателя, который может рассчитать это для вас. Эта форма включает материалы (например, воду), которые нельзя нагревать напрямую с помощью индукционных нагревателей, но она все же полезна, если вы пытаетесь, например, определить мощность, необходимую для нагрева кастрюли с водой с помощью индукционного нагревателя.

Устранение неполадок

Если у вас возникли проблемы с работой, вот несколько советов, которые помогут устранить неполадки в вашем домашнем проекте индукционного нагревателя….

PSU (блок питания)
Если ваш блок питания не может обеспечить большой скачок тока при включении индукционного нагревателя, он не будет генерировать. Напряжение от источника питания в этот момент упадет (хотя блок питания может этого не отображать) и это помешает корректному переключению транзисторов. Чтобы решить эту проблему, вы можете подключить несколько больших электролитических конденсаторов параллельно источнику питания. Когда они заряжены, они смогут подавать большой импульсный ток в вашу цепь. Хорошим мощным источником питания будет наш блок питания постоянного тока 24 В 15 А.

Дроссель (индуктор L2)
Ограничивает мощность индукционного нагревателя. Если у вас нет колебаний, вам может понадобиться больше индуктивности, чтобы предотвратить падение напряжения в вашем блоке питания. Вам нужно будет поэкспериментировать с необходимой индуктивностью. Лучше иметь слишком много, чем слишком мало, так как это только ограничит мощность обогревателя. Слишком мало может означать, что это не сработает вообще. Если ваш сердечник катушки индуктивности слишком мал, большой ток насытит его, что приведет к протеканию слишком большого тока и потенциально может повредить вашу схему.

Электропроводка
Соединительные провода должны быть короткими, чтобы уменьшить паразитную индуктивность и помехи. Длинные провода добавляют в цепь нежелательное сопротивление и индуктивность, что может привести к нежелательным колебаниям или снижению производительности. Наш силовой кабель на 30 А хорошо подходит для этого.

Компоненты
Выбранные транзисторы должны иметь низкое падение напряжения / сопротивление в открытом состоянии, в противном случае они перегреются или даже предотвратят колебание системы. IGBT, вероятно, не будут работать, но большинство полевых МОП-транзисторов с аналогичными параметрами должны быть в порядке. Конденсаторы должны иметь низкое ESR (сопротивление) и ESL (индуктивность), чтобы они могли выдерживать высокие токи и температуры. Диоды также должны иметь низкое прямое падение напряжения, чтобы транзисторы правильно отключались. Они также должны быть достаточно быстрыми, чтобы работать на резонансной частоте вашего индукционного нагревателя.

Включение питания
При включении не допускайте наличия металла внутри нагревательного змеевика. Это может привести к большим скачкам тока, которые могут помешать запуску колебаний, как указано выше. Также не пытайтесь нагревать большое количество металла. Этот проект подходит только для небольших индукционных нагревателей. Если вы хотите контролировать или постепенно увеличивать мощность, вы можете использовать одну из наших схем модулятора импульсов мощности. Подробнее см. сообщение 5108 ниже.

Мозг
Вам понадобится достаточно хорошо функционирующий мозг, чтобы сделать этот проект безопасным. Создание индукционного нагревателя может быть очень опасным, поэтому, если вы новичок в электронике, вам следует попросить кого-нибудь помочь вам сделать это. Подходите к делу логически; Если он не работает, проверьте, не неисправны ли используемые компоненты, проверьте правильность соединений, прочитайте всю эту статью и все комментарии, выполните поиск в Google, если вы не понимаете какие-либо термины, или прочитайте наш раздел «Изучение электроники». Помните: горячие предметы обожгут вас и могут поджечь вещи; Электричество может убить вас электрическим током, а также вызвать пожар. Ставьте безопасность на первое место.

2 простых контура индукционного нагревателя — плиты с конфорками

В этом посте мы изучим 2 простых в сборке контура индукционного нагревателя, которые работают на принципах высокочастотной магнитной индукции для генерирования значительного количества тепла на небольшом заданном радиусе.

Обсуждаемые схемы индукционных плит действительно просты и используют всего несколько активных и пассивных обычных компонентов для требуемых действий.

---

Обновление:  Вы также можете узнать, как спроектировать собственную варочную панель с индукционным нагревателем:
Проектирование схемы индукционного нагревателя – Учебное пособие

---

Содержание

Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагреватель представляет собой устройство, использующее высокочастотное магнитное поле для нагрева железной нагрузки или любого ферромагнитного металла с помощью вихревых токов.

Во время этого процесса электроны внутри железа не могут двигаться со скоростью, равной частоте, и это приводит к возникновению обратного тока в металле, называемого вихревым током. Это развитие сильного вихревого тока в конечном итоге заставляет железо нагреваться.

Вырабатываемое тепло пропорционально току ² x сопротивлению металла. Поскольку предполагается, что металл нагрузки состоит из железа, мы рассматриваем сопротивление R для металлического железа.

Теплота = I ²  x R (Железо)

Удельное сопротивление железа: 97 нОм·м В высокочастотных коммутационных приложениях вместо этого в качестве сердечников используются ферритовые материалы.

Однако здесь указанный выше недостаток используется для получения тепла от высокочастотной магнитной индукции.

Ссылаясь на предложенные ниже схемы индукционного нагревателя, мы находим концепцию, использующую ZVS или технологию переключения при нулевом напряжении для требуемого запуска МОП-транзисторов.

Технология обеспечивает минимальный нагрев устройств, что делает работу очень эффективной и результативной.

Кроме того, схема, являющаяся саморезонансной по своей природе, автоматически получает настройки на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора, полностью идентичных схеме резервуара.

Использование генератора Ройера

В схеме используется генератор Ройера, отличающийся простотой и саморезонансным принципом работы.

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

1. При включении питания положительный ток начинает течь от двух половин рабочей катушки к стокам мосфетов.
2. При этом напряжение питания доходит и до затворов мосфетов, открывая их.
3. Однако из-за того, что никакие два мосфета или любые электронные устройства не могут иметь абсолютно одинаковые характеристики проводимости, оба мосфета не включаются вместе, а сначала включается один из них.
4. Давайте представим, что T1 включается первым. Когда это происходит, из-за сильного тока, протекающего через T1, напряжение его стока имеет тенденцию падать до нуля, что, в свою очередь, высасывает напряжение затвора другого MOSFET T2 через подключенный диод Шоттки.
5. Здесь может показаться, что T1 может продолжать проводить и уничтожать себя.
6. Однако именно в этот момент схема бака L1C1 вступает в действие и играет решающую роль. Внезапная проводимость T1 вызывает всплеск и спад синусоидального импульса на стоке T2. Когда синусоидальный импульс схлопывается, он снижает напряжение затвора T1 и отключает его. Это приводит к повышению напряжения на стоке T1, что позволяет восстановить напряжение затвора для T2. Теперь настала очередь T2 проводить, T2 теперь проводит, запуская аналогичный вид повторения, который произошел для T1.
7. Этот цикл теперь быстро продолжается, заставляя схему колебаться на резонансной частоте контура LC-контура. Резонанс автоматически настраивается на оптимальную точку в зависимости от того, насколько хорошо согласованы значения LC.

Однако основным недостатком конструкции является то, что в качестве трансформатора используется катушка с центральным отводом, что делает реализацию обмотки немного сложнее. Однако центральный отвод обеспечивает эффективный двухтактный эффект на катушке всего за пару активных устройств, таких как MOSFET.

Как видно, к затвору/истоку каждого полевого МОП-транзистора подключены диоды с быстрым восстановлением или высокоскоростным переключением.

Эти диоды выполняют важную функцию разрядки емкости затвора соответствующих полевых МОП-транзисторов в непроводящем состоянии, что делает операцию переключения быстрой и быстрой.

Как работает ZVS

Как мы обсуждали ранее, эта схема индукционного нагревателя работает с использованием технологии ZVS.

ZVS означает переключение при нулевом напряжении, что означает, что MOSFET в схеме включаются, когда на их стоках есть минимальный или нулевой ток, мы уже узнали об этом из приведенного выше объяснения.

Это на самом деле помогает мосфетам безопасно включаться, и поэтому эта функция становится очень полезной для устройств.

Эту характеристику можно сравнить с проводимостью при пересечении нуля для симисторов в сетях переменного тока.

Благодаря этому свойству мосфеты в саморезонансных схемах ZVS требуют гораздо меньших радиаторов и могут работать даже при больших нагрузках до 1 кВА.

Будучи резонансной по своей природе, частота контура находится в прямой зависимости от индуктивности рабочей катушки L1 и конденсатора С1.

Частота может быть рассчитана с использованием следующей формулы:

F = 1 / (2π*√ [ L * C] )

, где F – частота, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная, расчетная. Hertz
L – это индуктивность основной нагревательной катушки L1, представленная в Henries
, а C – емкость конденсатора C1 в фарадах. Для них можно использовать радиаторы, хотя выделяемое тепло не вызывает беспокойства, но все же их лучше армировать на теплопоглощающих металлах. Однако можно использовать любые другие N-канальные полевые МОП-транзисторы с соответствующим номиналом, для этого нет особых ограничений.

Индуктор или индукторы, связанные с основным змеевиком нагревателя (рабочим змеевиком), представляют собой своего рода дроссель, который помогает предотвратить любое возможное попадание высокочастотного содержимого в источник питания, а также ограничивает ток до безопасных пределов.

Значение этого индуктора должно быть намного выше по сравнению с рабочей катушкой. 2 мГн обычно вполне достаточно для этой цели. Однако он должен быть построен с использованием проводов большого сечения, чтобы обеспечить безопасное прохождение через него сильноточного диапазона.

Резервуарная цепь

С1 и L1 составляют здесь накопительную цепь для предполагаемой фиксации высокой резонансной частоты. Опять же, они также должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокие величины тока и тепла.

Здесь мы видим включение металлизированных полипропиленовых конденсаторов 330 нФ/400 В.

1) Мощный индукционный нагреватель с использованием концепции привода Mazzilli

Первая конструкция, описываемая ниже, представляет собой высокоэффективную индукционную концепцию ZVS, основанную на популярной теории привода Mazilli.

Используется одна рабочая катушка и две катушки ограничения тока. Конфигурация позволяет избежать необходимости центрального отвода от основного рабочего змеевика, что делает систему чрезвычайно эффективной и быстрой для нагрева груза с огромными размерами. Нагревательный змеевик нагревает нагрузку за счет двухтактного действия полного моста

Модуль фактически доступен в Интернете, и его можно легко купить по очень разумной цене.

Принципиальную схему этой конструкции можно увидеть ниже:

Исходную схему можно увидеть на следующем изображении:

Принцип работы такой же, как у ZVS, с использованием двух мощных полевых МОП-транзисторов. Вход питания может быть от 5 В до 12 В, а ток от 5 до 20 ампер в зависимости от используемой нагрузки.

Выходная мощность

Выходная мощность описанной выше конструкции может достигать 1200 Вт при повышении входного напряжения до 48 В и силы тока до 25 ампер.

На этом уровне тепло, выделяемое рабочей катушкой, может быть достаточно сильным, чтобы расплавить болт толщиной 1 см в течение минуты.

Размеры рабочей катушки

Демонстрационное видео

2) Индукционный нагреватель с использованием рабочей катушки с центральным отводом

Вторая концепция также представляет собой индукционный нагреватель ZVS, но использует центральное бифуркацию для рабочей катушки, которая может быть немного менее эффективен по сравнению с предыдущей конструкцией. L1, который является наиболее важным элементом всей схемы. Он должен быть построен с использованием чрезвычайно толстых медных проводов, чтобы выдерживать высокие температуры во время индукционных операций.

Конденсатор, описанный выше, должен быть идеально подключен как можно ближе к клеммам L1. Это важно для поддержания резонансной частоты на заданной частоте 200 кГц.

Технические характеристики первичной рабочей катушки

Для катушки индукционного нагревателя L1 множество медных проводов диаметром 1 мм могут быть намотаны параллельно или бифилярно, чтобы более эффективно рассеивать ток, вызывая меньшее выделение тепла в катушке.

Даже после этого катушка может подвергаться сильному нагреву и из-за этого деформироваться, поэтому можно попробовать альтернативный метод намотки.

В этом методе мы наматываем его в виде двух отдельных катушек, соединенных в центре для получения необходимого центрального ответвления.

В этом методе можно попробовать использовать меньшие витки для снижения импеданса катушки и, в свою очередь, для увеличения ее пропускной способности по току.

Емкость для этой схемы может быть увеличена, чтобы пропорционально уменьшить резонансную частоту.

Резервуарные конденсаторы:

Всего 330 нФ x 6 можно использовать для получения чистой емкости приблизительно 2 мкФ.

Как прикрепить конденсатор к рабочей индукционной катушке

На следующем изображении показан точный метод присоединения конденсаторов параллельно концевым выводам медной катушки, желательно через печатную плату с хорошими размерами.

Перечень деталей для указанной выше цепи индукционного нагревателя или цепи индукционной плиты

• R1, R2 = 330 Ом 1/2 Вт
• D1, D2 = FR107 или BA159

T1, T2 = IRF25 3 10 000 мкФ/25 В
• C2 = 2 мкФ/400 В путем параллельного соединения показанных ниже 6 конденсаторов 330 нФ/400 В

• D3—-D6 = диоды на 25 А На следующих рисунках диаметр может быть около 30 мм (внутренний диаметр катушек)
• L2 = дроссель 2 мГн, изготовленный путем намотки магнитного провода диаметром 2 мм на любой подходящий ферритовый стержень
• TR1 = 0–15 В/20 ампер
• регулируемый источник питания постоянного тока 15 В 20 ампер.

Использование транзисторов BC547 вместо высокоскоростных диодов

На приведенной выше схеме индукционного нагревателя мы видим затворы MOSFET, состоящие из диодов с быстрым восстановлением, которые могут быть трудно достать в некоторых частях страны.

Простая альтернатива этому может быть в виде транзисторов BC547, подключенных вместо диодов, как показано на следующей схеме.

Транзисторы будут выполнять ту же функцию, что и диоды, поскольку BC547 хорошо работает на частотах около 1 МГц.

Еще одна простая конструкция «сделай сам»

На следующей схеме показана еще одна простая конструкция, похожая на вышеописанную, которую можно быстро собрать дома для реализации персональной системы индукционного нагрева.

Перечень деталей

• R1, R4 = 1K 1/4 Вт MFR 1%
• R2, R3 = 10K 1/4 Вт MFR 1%
• D1, D2 = BA159 или FR107
Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z1, Z2, Стабилитроны мощностью 1/2 Вт
• Q1, Q2 = МОП-транзистор IRFZ44n на радиаторе
• C1 = 0,33 мкФ/400 В или 3 шт. 0,1 мкФ/400 В параллельно
• L1, L2, как показано на следующих изображениях:
• L2 извлечен из любого старого блока питания компьютера ATX.

Как устроена L2

Преобразование посуды в электроплитку

Приведенные выше разделы помогли нам изучить простую схему индукционного нагревателя с использованием пружинообразной катушки, однако эта катушка не может использоваться для приготовления пищи и нуждается в серьезные модификации.

В следующем разделе статьи объясняется, как вышеупомянутая идея может быть изменена и использована как простая небольшая схема индукционного нагревателя для посуды или индукционная схема кадай.

Низкотехнологичная конструкция с низким энергопотреблением, которая может не соответствовать обычным устройствам. Схема была запрошена г-ном Дипешем Гуптой

Технические характеристики

Сэр,

Я прочитал вашу статью «Простая схема индукционного нагревателя – схема плиты» и был очень рад обнаружить, что есть люди, готовые помочь таким молодым людям, как мы, сделай что-нибудь . …

Сэр, я пытаюсь понять работу и пытаюсь разработать индукционный кадай для себя … Сэр, пожалуйста, помогите мне понять проектирование, так как я не так хорош в электронике

Я хочу разработать индукционный нагреватель кадай диаметром 20 дюймов с частотой 10 кГц по очень низкой цене !!!

Я видел ваши схемы и статью, но немного запутался насчет

• 1. Используемый трансформатор
• 2. Как сделать L2
• 3. И любые другие изменения в схеме для частоты от 10 до 20 кГц с током 25 ампер

Пожалуйста, помогите мне, сэр, как можно скорее. Будет полезно, если вы сможете предоставить точную информацию о необходимых компонентах.. Пожалуйста, и, наконец, вы упомянули об использовании ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ: используйте регулируемый источник питания постоянного тока 15 В, 20 ампер. Где используется….

Спасибо

Дипеш Гупта

Конструкция

Представленная здесь конструкция индукционной схемы кадаи предназначена только для экспериментальных целей и может не служить в качестве обычных устройств. На нем можно быстро заварить чашку чая или приготовить омлет, большего и не следует ожидать.

Упомянутая схема изначально была разработана для нагрева предметов, подобных железным стержням, таких как головка болта. металлическая отвертка и т. д., однако с некоторой модификацией ту же схему можно применять для нагревания металлических кастрюль или сосудов с выпуклым дном типа «кадай».

Для реализации вышеизложенного исходная схема не нуждается в каких-либо модификациях, за исключением основной рабочей катушки, которую нужно будет немного подправить, чтобы сформировать плоскую спираль вместо пружины.

Например, чтобы преобразовать конструкцию в индукционную посуду, чтобы она поддерживала сосуды с выпуклым дном, такие как кадай, катушка должна быть изготовлена ​​в сферически-винтовой форме, как показано на рисунке ниже:

Схема будет такой же, как описано в моем разделе выше, который в основном представляет собой дизайн, основанный на Ройере, как показано здесь:

Конструкция спиральной рабочей катушки

L1 состоит из 5-6 витков медной трубки диаметром 8 мм в виде сферической спирали, как показано выше, для размещения небольшой стальной чаши посередине.

Катушка также может быть сжата в виде спирали, если в качестве кухонной посуды предполагается использовать небольшую стальную кастрюлю, как показано ниже:

Конструкция катушки ограничителя тока медный провод над толстым ферритовым стержнем, количество витков необходимо экспериментировать, пока на его клеммах не будет достигнуто значение 2 мГн.

TR1 может быть трансформатором 20 В 30 А или источником питания SMPS.

Фактическая схема индукционного нагревателя довольно проста по своей конструкции и не требует особых объяснений, несколько вещей, о которых необходимо позаботиться, следующие:

Резонансный конденсатор должен быть относительно ближе к основной рабочей катушке. L1 и должен быть выполнен путем параллельного соединения около 10 0,22 мкФ/400 В. Конденсаторы должны быть строго неполярными и металлизированными из полиэстера.

Хотя конструкция может показаться довольно простой, поиск центрального ответвления в конструкции со спиральной намоткой может вызвать некоторую головную боль, поскольку спиральная катушка будет иметь несимметричное расположение, что затрудняет определение точного центрального отвода для цепи.

Это можно сделать методом проб и ошибок или с помощью LC-метра.

Неправильно расположенный центральный отвод может заставить схему работать ненормально или привести к неравномерному нагреву полевых транзисторов, или вся схема может просто не генерировать в худшем случае.

Ссылка: Википедия

Катушки индукционного нагрева — компоненты индукционного нагрева

Элементы индукционного нагрева

Типичная система индукционного нагревателя включает источник питания, схему согласования импеданса, контур бака и аппликатор. Аппликатор, представляющий собой индукционную катушку, может быть частью контура бака. Баковая цепь обычно представляет собой параллельный набор конденсаторов и катушек индуктивности. Конденсатор и катушка индуктивности в цепи бака являются резервуарами электростатической энергии и электромагнитной энергии соответственно. На резонансной частоте конденсатор и катушка индуктивности начинают передавать накопленную энергию друг другу. В параллельной конфигурации это преобразование энергии происходит при высоком токе. Высокий ток через катушку способствует хорошей передаче энергии от индукционной катушки к заготовке.

Нажмите здесь, чтобы узнать что такое индукционные катушки и как они работают, а также различные типы катушек .

 

 

a) Источник питания

Источники питания являются одной из наиболее важных частей системы индукционного нагревателя. Обычно они оцениваются по диапазону рабочих частот и мощности. Существуют различные типы индукционных источников питания, которые представляют собой источники линейной частоты, умножители частоты, мотор-генераторы, преобразователи с искровым разрядником и полупроводниковые инверторы. Твердотельные инверторы имеют наибольшую эффективность среди источников питания.

Типичный твердотельный инверторный источник питания состоит из двух основных частей; Выпрямитель и инвертор. Линейный переменный ток преобразуется в постоянный в секции выпрямителя с помощью диодов или тиристоров. Постоянный ток поступает в инвертор, где полупроводниковые переключатели, такие как IGBT или MOSFET, преобразуют его в ток, на этот раз с высокой частотой (обычно в диапазоне 10–600 кГц). Согласно диаграмме ниже, IGBT могут работать при более высоком уровне мощности и более низкой частоте по сравнению с MOSFET, работающими при более низком уровне мощности и более высоких частотах.

 

  b) Соответствие импеданса

Блоки питания индукционного нагрева, как и любые другие электронные устройства, имеют максимальные значения напряжения и тока, которые не должны превышаться. Чтобы передать максимальную мощность от источника питания к нагрузке (заготовке), импеданс источника питания и нагрузки должен быть как можно ближе. Таким образом, значения мощности, напряжения и тока могут одновременно достигать максимально допустимых пределов. Для этой цели в индукционных нагревателях используются цепи согласования импеданса. В зависимости от применения могут использоваться различные комбинации электрических элементов (например, трансформаторы, переменные катушки индуктивности, конденсаторы и т. д.).

 

c) Резонаторный бак

Резонансный бак в системе индукционного нагрева обычно представляет собой параллельный набор конденсатора и индуктора, который резонирует на определенной частоте. Частота определяется по следующей формуле:

, где L — индуктивность индукционной катушки, а C — емкость. Согласно анимации ниже явление резонанса очень похоже на то, что происходит в качающемся маятнике. В маятнике кинетическая и потенциальная энергии преобразуются друг в друга, пока он качается с одного конца на другой. Движение демпфируется за счет трения и других механических потерь. В резонансном резервуаре энергия, обеспечиваемая источником питания, колеблется между катушкой индуктивности (в виде электромагнитной энергии) и конденсатором (в виде электростатической энергии). Энергия затухает из-за потерь в конденсаторе, индукторе и изделии. Потери в заготовке в виде тепла являются желательными и целью индукционного нагрева.

Сам резонатор включает в себя конденсатор и катушку индуктивности. Батарея конденсаторов используется для обеспечения необходимой емкости для достижения резонансной частоты, близкой к возможностям источника питания. На низких частотах (ниже 10 кГц) используются маслонаполненные конденсаторы, а на более высоких частотах (более 10 кГц) используются керамические конденсаторы или конденсаторы с твердым диэлектриком.

 

d) Индукторы индукционного нагревателя

Что такое индукционные катушки и как они работают?

Катушка индукционного нагрева представляет собой медную трубку особой формы или другой проводящий материал, через который проходит переменный электрический ток, создавая переменное магнитное поле. Металлические детали или другие проводящие материалы помещаются внутри, через или вблизи катушки индукционного нагрева, не касаясь катушки, и создаваемое переменное магнитное поле вызывает трение внутри металла, вызывая его нагрев.

Как работают индукционные катушки?

При проектировании катушки необходимо учитывать некоторые условия:

1. Для повышения эффективности индукционных нагревателей расстояние между катушкой и заготовкой должно быть минимальным. Эффективность связи между катушкой и заготовкой обратно пропорциональна квадратному корню из расстояния между ними.

2. Если деталь расположена в центре спиральной катушки, она будет лучше всего связана с магнитным полем. Если он смещен от центра, область заготовки ближе к виткам получит больше тепла. Этот эффект показан на рисунке ниже.

 

3. Кроме того, положение, близкое к соединению выводы-катушка, имеет более слабую плотность магнитного потока, поэтому даже центр ID спиральной катушки не является центром индукционного нагрева.

4. Следует избегать эффекта отмены (рисунок слева). Это происходит, когда отверстие катушки очень маленькое. Введение петли в катушку поможет обеспечить необходимую индуктивность (рисунок справа). Индуктивность индуктора определяет способность этого индуктора накапливать магнитную энергию. Индуктивность можно рассчитать как:

где ε — электродвижущая сила, а dI/dt — скорость изменения тока в катушке. ε сама по себе равна скорости изменения магнитного потока в катушке (- dφ/dt), где магнитный поток φ можно рассчитать из NBA, где N — число витков, B — магнитное поле, а A — площадь индуктор. Поэтому индуктивность будет равна:

Очевидно, что величина индуктивности линейно пропорциональна площади индуктора. Следовательно, необходимо учитывать минимальное значение для контура индуктора, чтобы он мог накапливать магнитную энергию и передавать ее на индукционную заготовку.

Эффективность катушки

Эффективность катушки определяется следующим образом:

В таблице ниже показана типичная эффективность различной катушки:

Модификация на спира объект не имеет однородного профиля, хотя и нуждается в равномерном нагреве.

В этих случаях поле магнитного потока необходимо модифицировать. Для этого есть два типичных метода. Один из способов — разъединить витки там, где деталь имеет большее поперечное сечение (при использовании спиральной катушки). Более распространенным методом является увеличение межвиткового промежутка в местах, где поперечное сечение детали больше. Оба метода показаны на рисунке ниже.

 

Такая же ситуация возникает при нагреве плоских поверхностей большими блинчатыми змеевиками. Центральная часть будет перегреваться. Чтобы избежать этого, зазор между поверхностью катушки и плоским объектом будет увеличен за счет придания конической формы блинной катушке.

 

Змеевик с вкладышем используется в тех случаях, когда требуется широкая и равномерная зона нагрева, но мы хотим избежать использования медных труб большого диаметра. Вкладыш представляет собой широкий лист, который приваривается к ГНКТ как минимум в двух точках. Остальная часть стыка будет пропаяна только для обеспечения максимальной теплопередачи соединения. Также синусоидальный профиль поможет увеличить охлаждающую способность змеевика. Такая катушка показана на рисунке ниже.

 

По мере увеличения длины нагрева количество витков необходимо увеличивать, чтобы сохранить равномерность нагрева.

 

В зависимости от изменения формы заготовки меняется схема нагрева. Магнитный поток имеет тенденцию скапливаться на краях, поверхностных срезах или углублениях нагревательного объекта, вызывая более высокую скорость нагрева в этих местах. На рисунке ниже показан «краевой эффект», когда спираль находится выше края нагревательного элемента, и в этой области происходит чрезмерный нагрев. Чтобы этого избежать, катушку можно опустить ниже, чтобы она была ровной или чуть ниже края.

 

Индукционный нагрев дисков также может привести к чрезмерному нагреву краев, как показано на рисунке ниже. Края получат более высокий нагрев. Высота витка может быть уменьшена или концы витка могут быть выполнены большего радиуса, чтобы отделить их от края заготовки.

 

Острые углы прямоугольных витков могут вызвать более глубокий нагрев заготовки. Развязка углов катушки, с одной стороны, уменьшит скорость нагрева угла, а с другой стороны, уменьшит общую эффективность процесса индукции.

 

Одним из важных моментов, который следует учитывать при проектировании многоместных катушек, является влияние соседних катушек друг на друга. Для того чтобы поддерживать максимальную силу нагрева каждой катушки, межосевое расстояние между соседними катушками должно быть не менее чем в 1,5 раза больше диаметра катушки.

 

Разъемные индукторы используются в тех случаях, когда требуется тесная связь, а также когда деталь не может быть извлечена из катушки после процесса нагрева. Важным моментом здесь является то, что в месте соприкосновения шарнирных поверхностей должен быть обеспечен очень хороший электрический контакт. Обычно тонкий слой серебра используется для обеспечения наилучшего поверхностного электрического контакта. Разделенные части змеевиков будут охлаждаться с помощью гибких водяных трубок. Автоматическое пневматическое сжатие часто используется для закрытия/открытия змеевика, а также для обеспечения необходимого давления в шарнирной зоне.

 

Типы нагревательных змеевиков

Двойной деформированный блинчатый змеевик

В таких приложениях, как нагрев кончика вала, достижение однородности температуры может быть затруднено из-за эффекта компенсации в центре поверхности наконечника. Двойной деформированный блинчатый змеевик с зачищенными сторонами, аналогичный приведенной ниже схеме, можно использовать для достижения равномерного профиля нагрева. Следует обратить внимание на направление двух блинов, в которых центральные обмотки намотаны в одном направлении и имеют дополнительный магнитный эффект.

 

Катушка с раздельным возвратом

В таких применениях, как сварка узкой полосы на одной стороне длинного цилиндра, где относительно большая длина должна быть нагрета значительно выше, чем другие области объекта, обратный путь тока будет иметь значение. При использовании катушки типа Split-Return большой ток, индуцируемый в сварочном пути, будет разделен на две части, которые будут еще шире. Таким образом, скорость нагрева на пути сварки как минимум в четыре раза выше, чем у остальных частей объекта.

 

Катушки канального типа

Катушки канального типа используются, если время нагрева не очень короткое, а также требуется довольно низкая удельная мощность. Ряд нагревающихся частей будет проходить через змеевик с постоянной скоростью и достигать максимальной температуры при выходе из машины. Концы катушки обычно загнуты, чтобы обеспечить путь для входа и выхода деталей из катушки. Там, где необходим профильный обогрев, можно использовать пластинчатые концентраторы с многовитковыми канальными змеевиками.

 

Квадратная медная трубка имеет два основных преимущества по сравнению с круглой трубкой: а) поскольку она имеет более плоскую поверхность, «смотрящую» на заготовку, она обеспечивает лучшую электромагнитную связь с нагревательной нагрузкой и б) она конструктивно легче для реализации поворотов с квадратной трубкой, а не с круглой трубкой.

 

Конструкция выводов для индукционных катушек

Конструкция выводов: Выводы являются частью индукционной катушки и, хотя они очень короткие, имеют конечную индуктивность. В общем виде на схеме ниже показана принципиальная схема теплового пункта системы индукционного агрегата. C — резонансный конденсатор, установленный в тепловой станции, L_lead — общая индуктивность выводов катушки, а L_coil — индуктивность индукционной катушки, связанной с нагревательной нагрузкой. V_total — это напряжение, подаваемое от индукционного источника питания на тепловую станцию, V_lead — падение напряжения на индуктивности провода, а V_coil — напряжение, которое будет подаваться на индукционную катушку. Общее напряжение представляет собой сумму напряжения на выводе и напряжения на индукционной катушке:

V_lead представляет собой величину общего напряжения, занимаемого выводами, и не оказывает никакого полезного индукционного действия. Целью дизайнера будет минимизировать это значение. V_lead можно рассчитать как:

Из приведенных выше формул видно, что для минимизации значения V_lead индуктивность выводов должна быть в несколько раз меньше индуктивности индукционной катушки (L_lead≪L_coil) .

 

Уменьшение индуктивности выводов: На низких частотах, обычно из-за использования катушек с высокой индуктивностью (многовитковых и/или большого внутреннего диаметра), L_вывод намного меньше, чем L_coil. Однако, поскольку количество витков и общий размер катушки уменьшаются для высокочастотных индукторов, становится важным применение специальных методов для минимизации индуктивности выводов. Ниже приведены два примера, как это сделать.

 

Концентраторы потока: Когда магнитный материал помещается в среду, включающую магнитные поля, из-за низкого магнитного сопротивления (сопротивления) он имеет тенденцию поглощать линии магнитного потока. Способность поглощать магнитное поле количественно определяется относительной магнитной проницаемостью. Это значение для воздуха, меди и нержавеющей стали равно единице, но для мягкой стали может доходить до 400, а для железа до 2000. Магнитные материалы могут сохранять свою магнитную способность до температуры Кюри, после чего их магнитная проницаемость падает до единицы и они больше не будут магнитными.

Концентратор потока представляет собой материал с высокой проницаемостью и низкой электропроводностью, предназначенный для использования в конструкции катушек индукционного нагревателя для усиления магнитного поля, воздействующего на нагревательную нагрузку. На рисунке ниже показано, как размещение концентратора потока в центре круглой катушки концентрирует линии магнитного поля на поверхности катушки. При этом материалы, размещенные поверх блинчатого змеевика, будут лучше сцепляться и получать максимальный нагрев.

 

Влияние концентратора потока на плотность тока в индукционной катушке показано на рисунке ниже. Большая часть тока будет сосредоточена на поверхности, не покрытой концентратором потока.