Kā izveidot indukcijas sildītāja shēmu

Rakstā ir paskaidrota pakāpeniska apmācība attiecībā uz pašmāju pamata indukcijas sildītāja shēmas izveidi, ko var izmantot arī kā indukcijas plīts virsmu.

Indukcijas sildītāja pamatkoncepcija

Jūs, iespējams, tiešsaistē esat saskāries ar daudzām DIY indukcijas sildītāju ķēdēm, taču šķiet, ka neviens nav pievērsis būtisko noslēpumu, kas ir ideāla un veiksmīga indukcijas sildītāja dizaina ieviešana. Pirms zināt šo noslēpumu, būtu svarīgi zināt indukcijas sildītāja pamatkoncepciju.

Indukcijas sildītājs faktiski ir ārkārtīgi “neefektīva” elektrotransformatora forma, un šī neefektivitāte kļūst par tā galveno priekšrocību.

Mēs zinām, ka elektriskajā transformatorā kodolam jābūt saderīgam ar inducēto frekvenci, un, ja transformatorā ir nesaderība starp frekvenci un kodola materiālu, tas rada siltumu.

Principā dzelzs serdeņa transformatoram būs nepieciešams zemāks frekvences diapazons ap 50 līdz 100Hz, un, palielinoties šai frekvencei, serdeņam var būt tendence proporcionāli sakarst. Tas nozīmē, ka, ja frekvence tiek palielināta līdz daudz augstākam līmenim, tas var pārsniegt 100 kHz, kodols radīs ārkārtēju siltumu.

Jā, tieši tā notiek ar indukcijas sildītāja sistēmu, kur plīts virsma darbojas kā serde un tāpēc sastāv no dzelzs materiāla. Indukcijas spole tiek pakļauta augstai frekvencei, un tas kopā rada proporcionāli intensīvu siltuma daudzumu uz trauka. Tā kā frekvence tiek optimizēta ievērojami augstā līmenī, tas nodrošina maksimālu iespējamo metāla siltumu.

Tagad turpināsim un uzzināsim svarīgos aspektus, kas var būt nepieciešami, lai izveidotu veiksmīgu un tehniski pareizu indukcijas sildītāja ķēdi. Tālāk sniegtā informācija to paskaidros:

Kas jums būs nepieciešams

Divas pamata lietas, kas nepieciešamas indukcijas trauku veidošanai, ir:

1) Bifilar spole.

2) Regulējama frekvences ģeneratora ķēde

Šajā vietnē jau esmu apspriedis dažas indukcijas sildītāju ķēdes, kuras varat izlasīt zemāk:

Saules indukcijas sildītāja ķēde

Indukcijas sildītāja ķēde, izmantojot IGBT

Vienkārša indukcijas sildītāja ķēde - plīts plīts ķēde

Maza indukcijas sildītāja ķēde skolas projektam

Visām iepriekš minētajām saitēm ir kopīgas iepriekš minētās divas lietas, tas ir, tām ir darba spole un vadītāja oscilatora posms.

Darba spoles projektēšana

Veidojot indukcijas traukus, darba spolei ir jābūt plakanai, tāpēc tai jābūt divkāršam ar tās konfigurāciju, kā parādīts zemāk:

Iepriekš parādīto divkāršo spoles tipa dizainu var efektīvi īstenot, lai izveidotu jūsu mājās gatavotus indukcijas traukus.

Lai nodrošinātu optimālu reakciju un zemu siltuma veidošanos spolē, pārliecinieties, ka bifilarās spoles vads ir izgatavots, izmantojot daudz plānu vara pavedienu, nevis vienu cietu vadu.

Tādējādi tas kļūst par trauku darba spoli, tagad šīs spoles galus vienkārši jāintegrē ar atbilstošu kondensatoru un saderīgu frekvences draiveru tīklu, kā parādīts nākamajā attēlā:

H-Bridge sērijas rezonanses vadītāja shēmas projektēšana

Līdz šim informācijai būtu bijis jāapgūst jūs par to, kā konfigurēt vienkāršu indukcijas trauku vai indukcijas plīts virsmu, tomēr vissvarīgākā dizaina daļa ir spoles kondensatoru tīkla (tvertnes ķēdes) rezonēšana optimālākajā diapazonā, lai ķēde darbojas visefektīvākajā līmenī.

Lai spole / kondensatora tvertnes ķēde (LC ķēde) darbotos to rezonanses līmenī, spoles induktivitātei un kondensatora kapacitātei jābūt pilnībā saskaņotai.

Tas var notikt tikai tad, ja abu partneru reaktivitāte ir identiska, tas ir, spoles (induktora), kā arī kondensatora reaktivitāte ir aptuveni vienāda.

Kad tas būs novērsts, jūs varat sagaidīt, ka tvertnes ķēde darbosies dabiskajā frekvencē un LC tīkls sasniegs rezonanses punktu. To sauc par perfekti noregulētu LC ķēdi.

Ar to noslēdzas indukcijas sildītāja ķēdes projektēšanas pamatprocedūras

Jums var būt jautājums, kas ir LC ķēdes rezonanse.? Un kā to var ātri aprēķināt, lai pabeigtu konkrētu indukcijas sildītāja dizainu? Mēs to vispusīgi apspriedīsim nākamajās sadaļās.

Iepriekšējos punktos tika paskaidroti fundamentālie noslēpumi, kas saistīti ar zemu, bet efektīvu indukcijas plīts virsmu izveidi mājās, turpmākajos aprakstos mēs redzēsim, kā to var īstenot, īpaši aprēķinot tā izšķirošos parametrus, piemēram, noregulētās LC ķēdes rezonansi un spoles vads optimālas strāvas apstrādes jaudas nodrošināšanai.

Kas ir rezonanse indukcijas sildītāja LC ķēdē

Kad kondensators noregulētā LC ķēdē tiek īslaicīgi uzlādēts, kondensators mēģina izvadīt un izgāzt uzkrāto lādiņu virs spoles, spole pieņem lādiņu un uzglabā lādiņu magnētiskā lauka formā. Bet tiklīdz kondensators ir izlādējies procesā, spole magnētiskā lauka veidā attīsta gandrīz līdzvērtīgu lādiņa daudzumu, un tagad tā mēģina to piespiest kondensatora iekšienē, lai arī ar pretēju polaritāti.

Attēla pieklājība:

Vikipēdija

Kondensators atkal ir spiests uzlādēt, bet šoreiz pretējā virzienā, un, tiklīdz tas ir pilnībā uzlādēts, tas atkal mēģina iztukšot visu spoli, un tas rada lādiņu kopīgu izmantošanu uz priekšu un atpakaļ. svārstīga strāva visā LC tīklā.

Šīs svārstīgās strāvas frekvence kļūst par noregulētās LC ķēdes rezonanses frekvenci.

Tomēr raksturīgo zaudējumu dēļ iepriekš minētās svārstības laika gaitā izmirst, un frekvence, lādiņš pēc kāda laika beidzas.

Bet, ja frekvencei ir atļauts noturēties caur ārēju frekvences ieeju, kas noregulēta tajā pašā rezonanses līmenī, tas varētu nodrošināt pastāvīgu rezonanses efektu, kas tiek izraisīts visā LC ķēdē.

Pie rezonanses frekvences mēs varam sagaidīt, ka sprieguma amplitūda, kas svārstās visā LC ķēdē, būs maksimālā līmenī, kā rezultātā tiks panākta visefektīvākā indukcija.

Tāpēc mēs varam norādīt, ka, lai ieviestu perfektu rezonansi LC tīklā indukcijas sildītāja konstrukcijai, mums jānodrošina šādi izšķirošie parametri:

1) Noregulēta LC ķēde

2) Un atbilstoša frekvence, lai uzturētu LC ķēdes rezonansi.

To var aprēķināt, izmantojot šādu vienkāršu formulu:

F = 1 ÷ 2π x √LC

kur L ir Henrijā un C Faradā

Ja jūs nevēlaties iziet cauri spoles LC tvertnes rezonanses aprēķināšanas grūtībām, izmantojot formulu, daudz vienkāršāka iespēja varētu būt šādas programmatūras izmantošana:

LC rezonanses frekvenču kalkulators

Vai arī jūs varat to uzbūvēt Režģa mērīšanas mērītājs rezonanses frekvences identificēšanai un iestatīšanai.

Kad rezonanses frekvence ir identificēta, ir pienācis laiks iestatīt pilna tilta IC ar šo rezonanses frekvenci, atbilstoši izvēloties Rt un Ct laika komponentus. To var izdarīt, veicot dažus izmēģinājumus un kļūdas, veicot praktiskus mērījumus vai izmantojot šādu formulu:

Rt / Ct vērtību aprēķināšanai var izmantot šādu formulu:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, kur Rt ir omos un Ct Farads.

Izmantojot sērijas rezonansi

Šajā amatā aplūkotajā indukcijas sildītāja koncepcijā tiek izmantota virkne rezonanses ķēdes.

Ja tiek izmantota virknes rezonanses LC ķēde, mums ir virknē savienots induktors (L) un kondensators (C), kā parādīts šajā diagrammā.

Kopējais spriegums V lietots pāri sērijai LC, būs sprieguma summa induktorā L un kondensatorā C. Strāvas plūsma, kas plūst caur sistēmu, būs vienāda ar strāvu, kas plūst caur L un C komponentiem.

V = VL + VC

I = IL = IC

Pielietotā sprieguma biežums ietekmē induktora un kondensatora reaktivitāti. Palielinot frekvenci no minimālās vērtības uz lielāku, induktora induktīvā reaktivitāte XL proporcionāli palielināsies, bet XC, kas ir kapacitatīvā reaktivitāte, samazināsies.

Tomēr, kamēr biežums tiek palielināts, būs īpašs gadījums vai slieksnis, kad induktīvās reaktivitātes un kapacitatīvās reaktivitātes lielumi būs tieši vienādi. Šis gadījums būs sērijas LC rezonanses punkts, un frekvenci var iestatīt kā rezonanses frekvenci.

Tāpēc virknes rezonanses ķēdē rezonanse notiks, kad

XL = XC

vai ωL = 1 / ωC

kur ω = leņķa frekvence.

Novērtējot ω vērtību, iegūstam:

ω = ωo = 1 / √ LC, ko definē kā rezonanses leņķa frekvenci.

Aizstājot to iepriekšējā vienādojumā un arī leņķa frekvenci (radiānos sekundē) pārveidojot par frekvenci (Hz), mēs beidzot iegūstam:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Indukcijas sildītāja darba spoles stieples izmēra aprēķins

Kad esat aprēķinājis optimizētās L un C vērtības indukcijas sildītāja tvertnes ķēdei un novērtējis precīzu saderīgu frekvenci vadītāja ķēdei, ir pienācis laiks aprēķināt un noteikt darba spoles un kondensatora pašreizējo apstrādes jaudu.

Tā kā indukcijas sildītāja konstrukcijā iesaistītā strāva varētu būt ievērojami liela, šo parametru nevar ignorēt, un tas ir pareizi jāpiešķir LC ķēdei.

Formulu izmantošana vadu izmēru aprēķināšanai indukcijas stiepļu izmēram var būt nedaudz sarežģīta, it īpaši jaunpienācējiem, un tieši tāpēc šajā vietnē ir iespējota īpaša programmatūra, kuru var izmantot jebkurš interesants hobijs izmēra pareizā izmēra vadu jūsu indukcijas plīts virsmai.