Induktionsvärmare för laboratorier och butiker

Inlägget förklarar hur man gör en liten hemlagad induktionsvärmekrets för laboratorier och butiker för att utföra småskaliga uppvärmningsjobb som smältprydnader eller koka små mängder vätskor med el eller batteri. Idén begärdes av Herr Suni och Herr Naeem

1. Kretsmål och krav
2. Vår utmaning är att skapa en induktionskrets för användning från 12 V till 24 V med en platt spiral som kan få en halv liter vatten att koka på så kort tid som möjligt.
3. Det primära målet är att få induktionskretsen att fungera men det finns andra utmaningar som beskrivs nedan.
4. Behållaren där vattnet ska koka är av dubbelväggigt rostfritt stål och är isolerad och avståndet mellan den yttre och den inre behållaren där induktionen fungerar är cirka 5-7 mm.
5. Vi har valt induktion för att skydda de elektroniska komponenterna från värmen från en konventionell spiralvärmare som är möjlig när tanken är isolerad.
6. Den yttre behållaren har en diameter på Ø 70 mm och utrymmet för de elektroniska komponenterna är 20 mm högt, så en annan utmaning är att se om vi har plats för komponenterna.
7. I anslutning till strömförsörjningen är en lutningsbrytare ansluten som sänker strömmen till induktionsslingan om behållaren lutas 15 grader eller mer. När strömmen till induktionskretsen avbryts utlöser detta en ljudsummer.
8. Vidare är induktionsslingan ansluten till två termostater. En termostat som avbryter strömmen till induktionskretsen när vattnet når kokpunkten och en annan termostat som tar över för att hålla vattentemperaturen på cirka 60 grader - vet inte om detta kräver en programmerbar krets. Jag skulle också vilja veta om det finns några infraröda termostater tillgängliga.
9. Jag vet att det här är mycket på en gång, men som nämnts är det primära målet att få induktionskretsen att fungera. Är det möjligt för dig att skicka oss en lista över nödvändiga komponenter och ett diagram över kretsen.
10. Ser fram emot att höra ifrån dig!
11. Med vänliga hälsningar Súni Christiansen
12. hej herr, jag behöver ett kretsschema för induktionsvärmare för vår butik. Vi har en silversmyckenbutik
13. så jag vill silver smälta och ibland guld men om du skickar liten krets med transformatorlös strömförsörjning som kommer att vara bra för mig.
14. Jag såg på internet väldigt litet projekt för induktionsvärmare men jag hittade inte strömförsörjningen nufomerlös kan du hjälpa mig om du skickar både projektet Induktionsvärmare och hans strömförsörjning transformatorlös

Designen

I ett av de tidigare inläggen lärde vi oss den grundläggande metoden för utforma en anpassad induktionsvärmare genom att optimera resonansen hos LC-tankkretsen, här kommer vi att använda samma koncept och se hur den föreslagna hemlagade induktionsvärmekretsen kan byggas för användning i laboratorier och smycken.

Följande bild visar standard induktionsvärmare design som kan anpassas efter behov av användaren, enligt deras individuella preferenser.

Kretsschema

Kretsdrift

Hela kretsen är konfigurerad runt den populära fullbryggan IC IRS2453 som verkligen gör design av fullbrygga växelriktare extremt lätt och idiotsäker. Här använder vi denna IC för att skapa en DC till DC-induktionsvärmareomvandlare.

Som framgår av konstruktionen använder IC inte mer än 4 N-kanalsmusketer för att implementera hela broomvandlarens topologi, dessutom innefattar IC en inbyggd oscillator och ett bootstrapping-nätverk som säkerställer en extremt kompakt design för inverterarkretsen.

Oscillatorfrekvensen kan justeras genom att ändra Ct- och Rt-komponenterna.

Mosfet H-bron laddas av LC-tankkretsen med en bifilar spole som bildar induktionsspolen tillsammans med några parallella kondensatorer.

IC: n innehåller också en avstängningsutgång som kan utnyttjas för att stänga av IC och hela kretsen vid katastrofala omständigheter.

Här har vi använt en nuvarande begränsar nätverk med BC547 transistor och konfigurerade den med SD-stiftet på IC för att säkerställa en strömstyrd säker implementering av kretsen. Med detta arrangemang på plats kan användaren fritt experimentera med kretsen utan rädsla för att bränna kraftenheterna under de olika optimeringsoperationerna.

Som diskuteras i en av de tidigare artiklarna blir optimering av arbetsspolens nyckelpunkt för alla induktionsvärmare och här ser vi också till att frekvensen justeras korrekt för att möjliggöra den mest gynnsamma resonansen för vår induktionsvärmare LC-krets.

Det spelar ingen roll om arbetsspolen har formen av en spiralbifil spole eller en cylindrisk lindad lindning, så länge resonansen är korrekt matchad kan resultatet förväntas vara optimalt från den valda designen.

Hur man beräknar resonansfrekvensen

Resonansfrekvensen för LC-tankkretsen kan beräknas med formeln:

F = 1 / 2π x √LC Där F är frekvensen är L spolen (med magnetisk belastning insatt) och C är kondensator ansluten parallellt med spolen. Se till att sätta värdet på L i Henry och C i Farad . Alternativt kan du också använda detta programvara för resonanskalkylator för att bestämma värdena för de olika parametrarna i konstruktionen .

Värdet på F kan väljas godtyckligt, säg till exempel att vi kan anta att det är 50kHz, L kan sedan identifieras genom att mäta induktansen hos arbetsspolen, och slutligen kan värdet C hittas med formeln ovan, eller refererad kalkylatorprogramvara.

När du mäter induktansen L, se till att hålla den ferromagnetiska belastningen fäst med arbetsspolen, med kondensatorerna frånkopplade.

Välja kondensator

Eftersom en betydande mängd ström kan vara involverad i den föreslagna induktionsvärmaren för laboratoriet eller för smältning av ornament, måste kondensatorn klassificeras lämpligt för den höga strömfrekvensen.

För att ta itu med detta kan vi behöva använda många antal kondensatorer parallellt och se till att slutvärdet för parallellkombinationen är lika med det beräknade värdet. Till exempel om det beräknade värdet är 0,1 uF, och om du har bestämt dig för att använda 10 kondensatorer parallellt, måste värdet på varje kondensator vara runt 0,01 uF, och så vidare.

Välja strömbegränsningsmotstånd Rx

Rx kan enkelt beräknas med formeln:

Rx = 0,7 / Max ström

Här avser maxström den maximala strömmen som kan vara tillåten för arbetsspolen eller lasten utan att skada myggarna och för optimal uppvärmning av lasten.

Till exempel, om den optimala uppvärmningsströmmen bestäms till 10 ampere, kan Rx beräknas och dimensioneras för att begränsa något över denna ström, och mosfetterna måste väljas för att hantera mer än 15 ampere.

Alla dessa kan kräva lite experiment, och Rx kan initialt hållas högre och sedan sänkas gradvis tills rätt effektivitet uppnås.

Kylning av arbetsspolen.

Arbetsspolen kan byggas med ett ihåligt mässingsrör eller ett kopparrör och kylas genom att pumpa kranvatten genom det, eller alternativt kan en kylfläkt användas precis under spolen för att suga ut värmen från spolen från baksidan. i höljet. Andra lämpliga metoder kan också testas av användaren.

Strömförsörjning

Den strömförsörjningsenhet som krävs för ovanstående förklarade induktionsvärmare för laboratorier och butiker kan byggas med en 20 amp, 12V transformator och genom att korrigera utgången med en 30 amp brygglikriktare och en 10.000uF / 35V kondensator.

Transformatorlös strömförsörjning kan vara olämplig för en induktionsvärmare eftersom det skulle kräva en 20 amp smps-krets som kan vara extremt kostsamt.