litar

Pemanas Induksi DIY

Apabila anda memikirkan cara untuk memanaskan objek logam, anda memikirkan kebakaran? Kebakaran adalah cara yang tidak cekap, lama, dan lambat untuk memanaskan objek logam. Ia membuang banyak tenaga sebagai haba dan mencipta banyak asap yang kotor. Baiklah, bagaimana jika anda mempunyai cara untuk memanaskan objek logam yang menyelesaikan semua isu ini-ini akan menjadi hebat, kan? Dalam pengajaran ini, saya akan menunjukkan kepada anda cara membina pemanas induksi ZVS. Ini adalah peranti yang memanaskan kebanyakan logam menggunakan litar pemacu ZVS dan elektromagnetisme. Ia sangat cekap, tidak menghasilkan asap, dan boleh memanaskan objek seperti papan kertas dalam beberapa saat. Video di bawah ini memberi demonstrasi pemanasan induksi ini dalam tindakan, bersama dengan satu lagi arahan mengenai cara membinanya.

Mari kita mulakan.

Langkah 1: Bagaimana Ia berfungsi

Ramai di antara kamu yang membaca ini mungkin bertanya "Apakah pemandu ZVS"? Nah, ia adalah litar pengayun yang sangat cekap yang mampu menghasilkan medan elektromagnetik yang sangat kuat yang memanaskan logam. Ia adalah tulang belakang pemanasan induksi yang boleh dibimbing ini menunjukkan cara untuk membuatnya.

Untuk memahami bagaimana bekalan kuasa ini berfungsi, saya akan menerangkan bahagian yang berlainan. Bahagian pertama ialah bekalan kuasa 24 volt. Bekalan kuasa perlu menghasilkan 24 volt pada arus 10 amp. Untuk bekalan kuasa saya, saya akan menggunakan dua bateri asid plumbum yang dimeteraikan secara siri. Kuasa kemudian dimasukkan ke dalam papan pemandu ZVS. Pengayun ZVS menolak dan menarik arus walaupun gegelung sekitar objek yang dipanaskan. Perubahan arah arah yang berterusan ini menyebabkan medan magnet yang berubah-ubah. Ini mendorong banyak arus eddy kecil dalam logam (rujuk rajah di atas). Semua arus ini agak tinggi, dan kerana rintangan rendah logam sasaran, haba dihasilkan. Mengikut undang-undang ohm, kuasa ditukar kepada haba dalam litar resistif adalah P = I ^ 2 * R.

Sekarang, jenis logam objek yang dipanaskan sangat penting. Logam ferrous mempunyai kebolehtelapan magnet yang lebih tinggi, jadi mereka dapat memanfaatkan lebih banyak tenaga dari medan magnet. Ini membolehkan mereka dipanaskan lebih cepat daripada bahan-bahan lain. Logam, seperti aluminium, mempunyai kebolehtelapan magnet yang lebih rendah, jadi ia memerlukan masa yang lebih lama untuk memanaskan badan. Perkara-perkara yang mempunyai ketahanan tinggi dan kebolehtelapan magnet yang rendah, seperti jari manusia, tidak akan dipanaskan sama sekali oleh pemanas induksi. Rintangan bahan juga sangat penting. Sekiranya anda mempunyai rintangan yang lebih tinggi dalam logam sasaran, maka arus yang kurang akan mengalir, oleh itu kuasa yang ditukar kepada haba semakin pesat. Jika anda mempunyai logam dengan rintangan yang lebih rendah, maka arus akan lebih tinggi, tetapi kehilangan daya akan lebih rendah disebabkan oleh hukum ohm. Ia agak rumit, tetapi kerana hubungan antara rintangan dan output kuasa, output kuasa tertinggi dicapai apabila rintangan objek menghampiri 0.

Pengayun ZVS adalah bahagian paling kompleks dalam litar ini, jadi saya akan menerangkan bagaimana ia berfungsi. Pertama sekali, apabila arus dihidupkan, ia mengalir walaupun 2 induktif tercekik ke setiap sisi gegelung. Yang tercekik adalah untuk memastikan litar tidak menarik kepada banyak amperage pada permulaan. Aliran semasa juga mengandaikan kedua-dua 470 ohm resistor ke pintu kedua-dua Mosfets. Kini, kerana tiada komponen yang sempurna, satu Mosfet akan dihidupkan terlebih dahulu. Apabila ini berlaku, ia memasuki semua pintu gerbang dari Mosfet yang lain. Ia juga akan menarik saluran yang Mosfet itu ke tanah. Ini bukan sahaja akan mengalir aliran semasa walaupun gegelung ke tanah, tetapi ia juga akan membiarkan aliran semasa walaupun salah satu diod cepat membentuk pintu lain dari Mosfet yang lain, menguncinya. Kerana terdapat kapasitor selari dengan gegelung, ia mewujudkan litar tangki resonan yang mula berayun. Oleh kerana tindakan resonan ini, saliran Mosfet yang lain akan berulang-ulang dalam voltannya, akhirnya mencapai 0 volt. Sebaik sahaja voltan ini tercapai, caj pintu dari Mosfet yang sedang dijalankan akan dikeluarkan walaupun diod cepat ke longkang Mosfet bertentangan, dengan berkesan mematikannya. Dengan Mosfet ini, Mosfet yang lain mempunyai peluang untuk menghidupkannya. Selepas ini, kitaran itu berulang kali ribuan kali sesaat. Perintang 10K dimaksudkan untuk mengurangkan sebarang caj pintu berlebihan pada Mosfet, kerana ia seperti kapasitor, dan diode Zener dimaksudkan untuk menjaga pintu-pintu dari mosfets pada 12 volt atau di bawah sehingga mereka tidak meletup. Pengayun kuasa tinggi frekuensi tinggi ini adalah apa yang membolehkan objek logam dipanaskan.

Sekarang, waktunya untuk membina perkara ini!

Langkah 2: Bahan

Untuk membina bekalan kuasa ini, anda memerlukan beberapa bahagian, bernasib baik, yang paling boleh diselamatkan secara percuma. Jika anda pernah melihat sebuah TV CRT lama yang terletak di tepi jalan, pilihlah ia, kerana ia mempunyai sebahagian besar bahagian yang diperlukan untuk projek ini di dalamnya. Jika anda mahukan komponen berkualiti tinggi, anda boleh membelinya di kedai dalam talian LCSC. Klik bahagian untuk memaparkan pautan produk di LCSC.

Anda perlu:

IRFP260 Mosfets
Diod Cepat
12 volt Zener Diodes
220 Ohm perintang
Resistor 10K
Kapasitor 10x /.047uF
2x 50uH inductors (Dapatkan dari bekalan kuasa komputer) Amazon Link
Pautan Tembaga Amazon Link
Kayu
Pautan asid 2x yang disegel

Langkah 3: Alat

Untuk projek ini, anda perlu:

Pematerian Besi Amazon Pematerian
Pembuka dawai / pemotong Amazon Link
Link Amazon Multimeter

Langkah 4: Transistor dan Penyejukan

Dalam litar ini, kerana transistor bertukar pada 0 volt (Oleh itu nama, Zero Voltage Switching ZVS) mereka tidak menjadi sangat panas, tetapi mereka masih perlu dipasang pada sink haba jika anda merancang untuk menjalankan litar ini lebih dari 1 minit . Saya memasang kedua-dua transistor pada satu sink haba. Apabila anda melakukan ini, pastikan anda mengasingkan palam logam FET daripada sink haba. Jika kedua-dua mereka menyentuh, ia akan keluar dan meletupkan FET anda. Sink haba saya dari bekalan kuasa komputer, dan sudah datang dengan sekeping silikon penebat, jadi transistor saya terpencil. Untuk memastikan transistor anda terpencil, sentuh multi-meter anda ke pin tengah kedua-dua transistor, longkang. Jika anda mendapat kesinambungan, maka FET anda tidak terpencil.

Langkah 5: Bank Capacitor

Dalam litar ini, kapasitor menjadi sangat panas. Ini disebabkan mereka selalu mengalir mengingati mereka. Sekarang, nilai kapasitor yang kita perlukan untuk membuat litar ini berfungsi dengan betul adalah 0.47uF, jadi kita memerlukan jumlah kapasitor yang paling banyak untuk mencapai nilai yang sama, tetapi mempunyai luas permukaan yang lebih besar untuk pelesapan haba. Anda juga perlu mendapatkan rating voltan mereka melebihi 400 volt disebabkan pancang voltan induktif dalam litar resonan. Apa yang saya lakukan, membuat cincin tembaga, dan tambah 10 kapasitor .047uF selari di sekelilingnya. Ini menjadikan bank kapasitor gabungan mempunyai kapasitansi .47uF, dengan banyak kawasan permukaan untuk penyejukan udara. Ini bank kapasitor akan selari dengan gegelung kerja.

Langkah 6: Gulungan Kerja

Bahagian litar ini adalah apa yang menghasilkan medan magnet. Ia terbentuk menggunakan wayar tembaga. Adalah sangat penting bahawa anda menggunakan tembaga. Saya memulakan projek ini dengan menggunakan gegelung kerja keluli. Ia tidak berfungsi dengan baik. Apabila ia berjalan tanpa beban, ia telah menarik 14 amp; Apabila saya menghidupkannya dengan gegelung tembaga, ia hanya menarik 3 amp. Saya fikir ini kerana bahan besi dalam gegelung keluli mempunyai arus eddy yang diinduksi ke dalamnya. Kebolehtelapan magnet yang tinggi menjadikan gegelung subjek pemanasan induksi, yang menyia-nyiakan kuasa dan menghentikannya daripada pemanasan bahan yang dimasukkan. Saya tidak pasti sama ada ini adalah sebab yang tepat ini tidak berfungsi, tetapi ini adalah argumen yang paling logik berdasarkan bukti yang diberikan.

Untuk membuat gegelung anda, gunakan dawai tembaga yang terkandas, dan bungkusnya sekitar sekeping PVC paip kira-kira 9 kali.

Langkah 7: Membina Percubaan dan Ralat Litar

Membina litar ini mengambil banyak percubaan dan kesilapan. Isu nombor satu saya adalah bekalan dan gegelung asal saya. Bekalan kuasa adalah bekalan suis 55 volt 12 volt. Saya fikir bekalan kuasa ini menggerakkan litar ZVS dengan terlalu tinggi arus awal, ini meletupkan mosfets. Mereka meletup, seperti dalam gambar pertama. Ini mungkin telah diperbaiki dengan menambahkan induktor yang lebih besar, tetapi saya memutuskan untuk menggunakan bateri asid plumbum.

Isu kedua saya ialah gegelung. Dalam langkah 6, anda melihat bahawa gegelung keluli tidak berfungsi. Ini seri semasa yang tinggi kerana gegelung keluli meniup beberapa mosfets juga. Keseluruhannya, saya kehilangan kira-kira 6 MOSFET untuk letupan. Ini mungkin buruk, tetapi saya belajar dari kesilapan saya.

Sepanjang projek ini, saya membina litar sekali lagi, tetapi saya hanya akan menerangkan bagaimana saya membina versi yang paling berjaya.

Langkah 8: Membina Litar

Untuk membina litar pemacu ZVS ini, anda perlu mengikuti rajah litar di atas. Saya mula-mula mengambil diod zener dan memutarkannya bersama-sama dengan 10k perintang. Anda kemudian boleh mengambil sepasang komponen ini, dan menyoldernya di antara pintu dan tanah mosfet. Pastikan bahawa hujung hitam diod zener menghadap pintu pagar. Kemudian, pateri MOSFET kepada sekeping untuk menjadi ahli. Gunakan bahagian bawah papan perfusi untuk menyeberang dua diod cepat antara longkang dan pintu setiap fet. Pastikan garis putih menghadap parit (pin 2). Kemudian, pasangkan wayar VCC-dari bekalan kuasa anda-melalui 2 220 ohm perintang ke pintu setiap transistor. Kedua-dua sumber. Kemudian, solder gegelung kerja dan bank kapasitor selari dengan satu sama lain dan solder setiap hujung ke longkang yang berbeza. Akhir sekali, jalankan kuasa ke parit setiap mosfet melalui induksi 2 50uh. Ini boleh menjadi teras toroidial dengan 10 pusingan dawai. Dengan itu, litar anda perlu bersedia untuk digunakan.

Langkah 9: Pangkalan

Asas pemanas induksi anda hanya untuk menyokong semua komponen. Saya menggunakan sekeping kayu 2x4. Papan litar, bank kapasitor, dan gegelung kerja semuanya panas terpaku pada kayu. Saya fikir persediaan ini menjadikannya kelihatan sejuk.

Langkah 10: Menguji Pemanas Induksi Anda

Untuk menyalakan pemanas induksi anda, hubungkannya ke bekalan kuasa yang anda miliki. Kemudian masukkan bahagian yang anda cuba panaskan ke dalam gegelung. Ia sepatutnya mula pemanasan. Saya dapat mendapatkan klip kertas dengan suhu panas merah dalam masa 10 saat. Perkara-perkara lain, seperti kuku, mengambil masa kira-kira 30 saat. Dengan objek ini dimasukkan, tarikan semasa meningkat sebanyak kira-kira 2 amps. Ini adalah litar yang menyeronokkan untuk membina permainan di sekitar. Ia juga boleh digunakan dengan sangat praktikal. Ia boleh memanaskan objek tanpa mana-mana jelaga yang berasal dari asap. Ia juga boleh memanaskan objek logam terpencil, seperti bahan getter dalam tiub vakum. Ia juga selamat manusia, jadi anda tidak akan dibakar dengan meletakkan jari anda di dalam gegelung. Bagaimanapun, ia akan membakar anda jika anda menyentuh objek yang telah dipanaskan.

Pemanas ini mempunyai banyak kemungkinan, beritahu saya dalam ulasan yang anda merancang untuk menggunakannya!

Terima kasih untuk membaca!