Riscaldatore a induzione per laboratori e negozi

Il post spiega come realizzare piccoli circuiti di riscaldamento a induzione fatti in casa per laboratori e negozi per eseguire lavori di riscaldamento su piccola scala come fondere ornamenti, o bollire piccole quantità di liquidi utilizzando elettricità o batteria L'idea è stata richiesta da Mr. Suni e Mr. naeem

1. Obiettivi e requisiti del circuito
2. La nostra sfida è realizzare un circuito a induzione da 12 V a 24 V con una spirale piatta in grado di far bollire mezzo litro d'acqua nel minor tempo possibile.
3. L'obiettivo principale è far funzionare il circuito di induzione, ma ci sono altre sfide descritte di seguito.
4. Il recipiente in cui deve bollire l'acqua è di acciaio inossidabile a doppia parete ed è coibentato e la distanza tra il recipiente esterno e quello interno dove lavora l'induzione è di circa 5-7 mm.
5. Abbiamo scelto l'induzione al fine di proteggere i componenti elettronici dal calore di una serpentina riscaldante a spirale convenzionale che è possibile quando il serbatoio è isolato.
6. Il contenitore esterno ha un diametro di Ø 70 mm e lo spazio per i componenti elettronici è alto 20 mm, quindi un'altra sfida è vedere se abbiamo spazio per i componenti.
7. In connessione con l'alimentazione è collegato un interruttore di inclinazione che interrompe l'alimentazione al circuito di induzione nel caso in cui il contenitore sia inclinato di 15 gradi o più. Quando l'alimentazione al circuito di induzione viene interrotta, si attiva un cicalino audio.
8. Inoltre, il circuito a induzione è collegato a due termostati. Un termostato che interrompe l'alimentazione al circuito di induzione quando l'acqua raggiunge il punto di ebollizione e un altro termostato che prende il sopravvento per mantenere la temperatura dell'acqua a circa 60 gradi - non so se questo richiederà un circuito programmabile. Vorrei anche sapere se sono disponibili termostati a infrarossi.
9. So che questo è molto in una volta, ma come detto, l'obiettivo principale è far funzionare il circuito di induzione. È possibile inviarci un elenco dei componenti necessari e uno schema del circuito.
10. Non vedo l'ora di sentirti!
11. Cordiali saluti Súni Christiansen
12. ciao signore, ho bisogno di uno schema elettrico del riscaldatore a induzione per il nostro negozio abbiamo una gioielleria in argento
13. quindi voglio fondere l'argento e talvolta l'oro, ma se mandi un piccolo circuito con un alimentatore senza trasformatore, sarà un bene per me.
14. Ho visto su internet un progetto molto piccolo per il riscaldatore a induzione ma non riesco a trovare l'alimentatore tansfomerless puoi aiutarmi se invii sia il progetto Riscaldatore a induzione che il suo alimentatore senza trasformatore

Il design

In uno dei post precedenti abbiamo imparato il metodo di base di progettazione di un circuito riscaldatore a induzione personalizzato ottimizzando la risonanza del circuito del serbatoio LC, qui applicheremo lo stesso concetto e vedremo come il circuito del riscaldatore a induzione fatto in casa proposto può essere costruito per l'utilizzo in laboratori e gioiellerie.

La figura seguente mostra il design del riscaldatore a induzione standard che può essere personalizzato come richiesto dall'utente, secondo le sue preferenze individuali.

Schema elettrico

Funzionamento del circuito

L'intero circuito è configurato attorno al popolare full-bridge IC IRS2453 che fa infatti progettare inverter full bridge estremamente facile e infallibile. Qui usiamo questo IC per realizzare un circuito inverter per riscaldatore a induzione da CC a CC.

Come si può vedere nel design, l'IC non impiega altro che 4 mosfet a canale N per implementare la topologia dell'inverter full bridge, inoltre l'IC coinvolge un oscillatore integrato e una rete di bootstrap che garantisce un design estremamente compatto per il circuito dell'inverter.

La frequenza dell'oscillatore può essere regolata alterando i componenti Ct e Rt.

Il mosfet H-bridge viene caricato dal circuito del serbatoio LC utilizzando una bobina bifilare che forma la bobina di lavoro a induzione insieme ad alcuni condensatori paralleli.

L'IC incorpora anche un pinout di spegnimento che può essere sfruttato per spegnere l'IC e l'intero circuito in caso di circostanze catastrofiche.

Qui abbiamo impiegato a rete limitatore di corrente utilizzando transistor BC547 e configurato con il pin SD dell'IC per garantire un'implementazione sicura controllata in corrente del circuito. Con questa disposizione in atto, l'utente può sperimentare liberamente il circuito senza il timore di bruciare i dispositivi di potenza durante le varie operazioni di ottimizzazione.

Come discusso in uno degli articoli precedenti, l'ottimizzazione della risonanza della bobina di lavoro diventa il punto chiave per qualsiasi circuito del riscaldatore a induzione, e anche qui ci assicuriamo che la frequenza sia accuratamente regolata per consentire la risonanza più favorevole per il nostro riscaldatore a induzione Circuito LC.

Non importa se la bobina di lavoro ha la forma di una bobina bifilare a spirale o di un avvolgimento a spirale cilindrico, purché la risonanza sia abbinata correttamente, il risultato può essere ottimale dal design selezionato.

Come calcolare la frequenza di risonanza

La frequenza di risonanza per il circuito del serbatoio LC può essere calcolata tramite la formula:

F = 1 / 2π X √LC Dove F è la frequenza, L è l'induttanza della bobina (con carico magnetico inserito) e C è il condensatore collegato in parallelo alla bobina. Assicurati di mettere il valore di L in Henry e C in Farad . In alternativa puoi anche usare questo software di calcolo della risonanza per determinare i valori dei vari parametri nel progetto .

Il valore di F può essere selezionato arbitrariamente, supponiamo ad esempio che sia 50kHz, L può quindi essere identificato misurando l'induttanza della bobina di lavoro, e infine il valore di C può essere trovato usando la formula sopra, o il software di calcolo riferito.

Durante la misurazione dell'induttanza L assicurarsi di mantenere il carico ferromagnetico attaccato alla bobina di lavoro, con i condensatori scollegati.

Selezione del condensatore

Poiché una quantità significativa di corrente potrebbe essere coinvolta con il riscaldatore a induzione proposto per i lavori di laboratorio o per la fusione di ornamenti, il condensatore deve essere valutato in modo appropriato per l'alta frequenza di corrente.

Per affrontare questo problema, potremmo dover impiegare molti numeri di condensatori in parallelo e assicurarci che il valore finale della combinazione parallela sia uguale al valore calcolato. Ad esempio, se il valore calcolato è 0.1uF e se hai deciso di utilizzare 10 condensatori in parallelo, il valore di ogni condensatore dovrebbe essere intorno a 0.01uF e così via.

Selezione del resistore limitatore di corrente Rx

Rx può essere calcolato semplicemente utilizzando la formula:

Rx = 0,7 / Corrente massima

Qui, la corrente massima si riferisce alla corrente massima che può essere consentita per la bobina di lavoro o il carico senza danneggiare i mosfet e per un riscaldamento ottimale del carico.

Ad esempio, se la corrente di riscaldamento del carico ottimale è determinata a 10 amp, allora Rx potrebbe essere calcolato e dimensionato per limitare qualsiasi cosa al di sopra di questa corrente e i mosfet devono essere selezionati per gestire oltre 15 amp.

Tutto ciò potrebbe richiedere un po 'di sperimentazione e Rx può essere inizialmente mantenuto più alto e poi gradualmente abbassato fino a raggiungere la giusta efficienza.

Raffreddamento della bobina di lavoro.

La bobina di lavoro può essere costruita utilizzando un tubo di ottone cavo, o un tubo di rame, e raffreddata pompando acqua di rubinetto attraverso di essa, o in alternativa si può impiegare una ventola di raffreddamento appena sotto la bobina per aspirare il calore dalla bobina dall'estremità inversa del recinto. Altri metodi adatti possono essere provati anche dall'utente.

Alimentazione elettrica

L'alimentatore richiesto per il riscaldatore a induzione sopra spiegato per laboratori e negozi può essere costruito utilizzando un trasformatore da 20 A, 12 V e raddrizzando l'uscita utilizzando un raddrizzatore a ponte da 30 A e un condensatore da 10.000 uF / 35 V.

L'alimentatore senza trasformatore può essere inadatto per un riscaldatore a induzione poiché richiederebbe un circuito smps da 20 amp che potrebbe essere estremamente costoso.