Über Induktionsheizkreis, Sind Sie neu in der Induktionsheizungsschaltung? Oder Sie haben wahrscheinlich davon gehört – aber Sie wissen nicht, wie es funktioniert?
Dann ist dieser Artikel für Sie – aber wir müssen ehrlich zu Ihnen sein!
Das Entwerfen und Erstellen einer Induktionserhitzerschaltung kann schwierig sein, insbesondere wenn Sie nicht über ausreichende Informationen und Erfahrungen verfügen. Es unterscheidet sich geringfügig von Hochstrom-Leiterplatten.
Glücklicherweise haben wir diesen Artikel erstellt, um Ihnen zu helfen, das Thema in verständliche Teile zu zerlegen und die Geheimnisse hinter der Induktionserhitzerschaltung zu enthüllen – wie man eine entwirft und erstellt.
Also lasst uns loslegen.
Was ist eine Induktionsheizschaltung?
Elektromagnetische Induktionswärme
Eine Induktionserhitzerschaltung ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um Wärme für leitfähige Materialien – wie Eisen – in einem rein berührungslosen Prozess zu erzeugen. Außerdem können Sie die Induktionserhitzerschaltung für kommerzielle und persönliche Projekte verwenden.
Obwohl es ideal für Ihre DIY-Projekte ist. Für kommerzielle Zwecke eignet es sich zum Löten, Wärmebehandlung, Löten und anderen wärmebezogenen Prozessen.
Ein bemerkenswertes Merkmal der Induktionserhitzerschaltung ist;
Es erzeugt Wärme in einem elektronischen Gerät, ohne eine externe Wärmequelle oder Kontaktform zu verwenden. So können Sie Geräte schnell heizen – ohne Verunreinigungen.
Das Funktionsprinzip der Induktionserhitzerschaltung
Diagramm mit magnetischem Induktionsprüfverfahren
Damit eine Induktionsheizung funktioniert, benötigt sie ein hochfrequentes Magnetfeld, um ein leitfähiges Material durch einen „Wirbelstrom schnell“ zu erwärmen.
Wirbelströme sind umgekehrte Ströme, die erzeugt werden, wenn das Magnetfeld schnell wechselt. Wenn dieses Magnetfeld auf das leitfähige Objekt trifft, erzeugt es elektrische Stromflüsse innerhalb des Leiters, die als Wirbelströme bezeichnet werden.
Wirbelstromprüfung
Aber das ist nur der primäre Teil. Hier ist der Deal!
Was die Induktionsheizschaltung funktionieren lässt, ist, wie ineffizient sie als elektrischer Transformator ist.
Wie?
Damit ein elektrischer Transformator Strom erzeugen kann, muss der Kern mit der induzierten Frequenz kompatibel sein. Wenn das Gegenteil passiert, steigt die Heizrate.
Wenn also ein Eisenkerntransformator einen Niederfrequenzbereich von etwa 50-100 Hz benötigt, um zu funktionieren, würde der Kern heißer werden, wenn Sie diese Frequenz erhöhen. Daher würde eine Erhöhung der Frequenz auf ein höheres Niveau, wie 100 kHz, intensive Wärme im Eisenkern erzeugen.
Elektrischer Transformator ändert Spannung und Strom
Gleiches gilt für eine Induktionserhitzerschaltung. Wenn Sie die Frequenz erhöhen, erhält die Induktionsspule Wärme, was zu einer schnellen Heizlast des Eisenkerns führt (Kochfelder oder Spitze einer Lötmaschine).
Einfache Induktionsheizungs-Schaltungsdesigns
Hier werden wir zwei einfache Induktionserhitzer-Designs und die Materialien diskutieren, die für ihre Herstellung erforderlich sind.
1. Design der Induktionserhitzerschaltung mit dem Mazzilli-Treiberkonzept
Der erste Entwurf zeigt ein sehr effizientes ZVS-Induktionskonzept aus der bekannten „Mazzilli-Treibertheorie“.
Das Design verwendet also eine Arbeitsspule und zwei Strombegrenzerspulen. Seine Konfiguration benötigt keinen Mittelhahn von der signifikanten Arbeitsspule. Dadurch wird das System effektiv und erwärmt die Last schnell. Auch hier nutzt die Arbeitsspule die Vollbrücken-Push-Pull-Aktion, um die Last zu erwärmen.
Das Beste daran ist:
Sie können dieses Modell ganz einfach zu einem vernünftigen Preis erwerben. Hier ist zum Beispiel ein Diagramm der folgenden Schaltung:
Induktionsheizung Designer Mazzilli Treiberkonzept
Quelle: Wikimedia
Damit dieses Design funktioniert, benötigt es zwei Hochleistungs-MOSFETs mit einem Versorgungseingang von 5 V bis 12 V und einem Strom von 5 Ampere bis 20 Ampere (abhängig von der von Ihnen gewählten Last).
In der Zwischenzeit kann die Ausgangsleistung dieses Designs bis zu 1200 W erreichen – wenn Sie die Eingangsspannung auf etwa 48 V und den Strom auf 25 Ampere erhöhen. An diesem Punkt könnte die Hitze, die Sie bekommen würden, einen 1 cm dicken Bolzen in nur einer Minute schmelzen.
Schließlich sollten die Abmessungen Ihrer Arbeitsspule 30 mm lang und 19 mm (für den Innendurchmesser) und 22,5 mm (für den Außendurchmesser) sein. Die doppelten Strombegrenzerspulen sollten 24 mm lang und 14 mm im Durchmesser sein.
2. Induktionsheizung mit einer Mittelhahn-Arbeitsspule
Dieses zweite Design hat auch ein ZVS-Konzept, aber es ist nicht so effizient wie das erste, weil es eine Mittlere Hahn-Arbeitsspule benötigt. Somit ist die Arbeitsspule hier eine Mittenverzweigung.
Das wichtigste Element in diesem Design ist der L1. Daher müssen Sie es mit sehr dicken Kupferdrähten konstruieren, um die Wärme während der Induktion zu speichern. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie den Kondensator in der Nähe der L1-Klemmen anschließen, um die angegebene Resonanzfrequenz (200 kHz) beizubehalten.
Hier ist ein Diagramm, wie dieses Design aussieht:
Induktionsheizung mit Center Tap Work Coil
Quelle: Wikimedia
Für Ihre L1 (Induktionsheizspule) können Sie alternativ 1mm Kupferdrähte in einer Bifilarspule oder in Form von zwei separaten Spulen aufwickeln. Außerdem können Sie das vorherige Design online kaufen.
Hier sind die Teile, die Sie für dieses Design benötigen:
Und das ist alles, was Sie für dieses Design brauchen.
Wie man eine DIY-Induktionsheizungsschaltung macht
Hier sind die Schritte zum Bau einer 30 KVA Induktionsheizung und die benötigten Komponenten:
Schritt 1: Erforderliche Komponenten abrufen
Um diese Schaltung zu erstellen, benötigen Sie einige Komponenten. Glücklicherweise können Sie die meisten davon kostenlos erhalten, indem Sie alte CRT-Fernseher oder andere elektronische Geräte retten.
Also, hier ist eine Liste der Dinge, die Sie brauchen.
Zenerdioden
Die Reihe der Kupferdrähte
Ohm Widerstände bereit zum Einsetzen
Mosfets Paket
Toroidale Induktivitäten
Zwei versiegelte Bleibatterien
Versiegelte Bleibatterien
Schritt 2: Die erforderlichen Werkzeuge
Als nächstes müssen Sie die werkzeuge erhalten, die für dieses DIY-Projekt erforderlich sind. Die Werkzeuge, die Sie benötigen, sind:
Schritt 3: Transistoren und Kühlung
Leistungstransistor
Hier verwenden wir das ZVS-Konzept (Zero Voltage Switching), damit die Transistoren nicht sehr heiß werden müssen. Wenn Sie diese Schaltung also mehr als eine Minute lang betreiben möchten, müssen Sie die Transistoren auf einem einzigen Kühlkörper montieren.
Stellen Sie sicher, dass Ihre FETs die richtige Isolierung erhalten, die sie benötigen, indem Sie sie mit Ihrem Multimeter überprüfen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Metallrücken der FETs vom Kühlkörper isolieren, um Schäden zu vermeiden. Daher erhalten Sie Kontinuität, wenn sie nicht isoliert sind.
Schritt 4: Die Kondensatorbank
Kondensatoren auf einer Leiterplatte
Erstellen Sie einen Kupferring und fügen Sie 10.047uF-Kondensatoren hinzu, um die Fähigkeiten Ihrer Kondensatorbank auf .47uF zu erhöhen und sicherzustellen, dass genügend Platz für die Kühlung geschaffen wird.
Warum? Weil der Kondensator aufgrund des konstanten Stroms, der durch sie fließt, immer extrem heiß wird. Damit die Schaltung korrekt funktioniert, benötigen die Kondensatoren einen Wert von 0,47uF.
Stellen Sie daher die Kondensatoren parallel zur Arbeitsspule auf.
Schritt 5: Herstellung der Arbeitsspule
Magnetspuleneinheit
Dieser Schritt ist der wesentliche Teil der Schaltung. Hier erzeugt die Arbeitsspule also das Magnetfeld, damit die Induktionserhitzerschaltung funktioniert. Daher benötigen Sie einen Kupferdraht, um diese Spule herzustellen. Um es zu erzeugen, wickeln Sie den Kupferdraht neunmal um ein PVC-Rohr.
Schritt 6: Aufbau der Rennstrecke
Drehen Sie zunächst die Dioden mit dem 10K-Widerstand und löten Sie sie zwischen dem Gate und der Basis des MOSFETs. Als nächstes löten Sie die MOSFETs auf eine Perf-Platine und verwenden Sie die Unterseite, um zwei schnelle Dioden inmitten des Grabens und der Gatter Ihres FET zu verbinden.
Schließen Sie anschließend den VCC-Draht Ihres Netzteils über zwei Widerstände (220 Ohm) an die Transistorgates an. Löten Sie die Kondensatorbank und die Arbeitsspule wieder parallel zueinander und verbinden Sie jedes Ende mit einem anderen Abfluss.
Führen Sie schließlich mit den Induktivitäten (2x50uH) etwas Strom durch jeden MOSFET-Drain. Sie können auch Ringkerne mit zehn Drahtumdrehungen für Ihre Induktivität verwenden. Und Ihre Schaltung ist startbereit.
Daher können Sie ein Stück Holz als Basis verwenden, um alle Komponenten Ihrer Induktionsheizung zu unterstützen.
Abschließende Worte
Da haben Sie es: alles, was Sie über Induktionsheizungsschaltungen wissen müssen und wie man eine erstellt.
Wir haben diesen Artikel erstellt, um Ihnen zu helfen, die Prinzipien und Geheimnisse hinter Induktionserhitzerschaltungen zu verstehen. Mit den hier gelieferten Informationen können Sie sie also einfach in Ihr Projekt integrieren.
Wenn Sie Hilfe zu diesem Thema benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden.
