Индукционный нагреватель, в его задачи входит лишь повышение частоты, но на деле, всë немного сложнее. В данной работе я хотел, чтобы прибор вбирал в себе: простоту, универсальность, мощность, надëжность и безопасность.
Я решил взяться за его создание тогда, когда испытал в нëм необходимость и понял, что не только мне,но и многим другим он может пригодиться. До этого я уже имел опыт создания подобных устройств, но меня не устраивала то мощность, то отсутствие корпуса, в общем, решил создать проект как надо.
Вложение | Размер |
---|---|
induktsionnyy_nagrevatel.docx | 254.03 КБ |
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Республиканская полилингвальная многопрофильная
гимназия № 2 ״СМАРТ״»
Перспективные материалы и новые технологии
Промышленный индукционный нагреватель широкого применения
Выполнил:Санников Даниил
Учитель: Камалова Д.Ю.
Уфа, 2023
Введение
Принцип разогрева материалов токами Фуко высокой частоты давно применяется в промышленности. Метод можно использовать в быту для нагрева воды, в том числе в целях отопления дома, так как передача энергии происходит более эффективно и с меньшими потерями.
Актуальность работы заключается в практической значимости применения индукционного нагревателя в разных отраслях промышленности.
Объектом исследования является промышленный индукционный нагреватель.
Предмет исследования: индукционный нагрев.
Цель работы: изучить и создать промышленный индукционный нагреватель.
Задачи:
1) изучить теоретический материал, касающийся индукционного нагрева ;
2) расширить представления о физических и химических свойствах индукционного нагрева;
3) рассмотреть способы создания нагревателя.
Методы исследования базируются на общих положениях теории электрических цепей, теории алгебраических и дифференциальных уравнений, вычислительных методах и использовании современных инструментальных систем и методов математического моделирования. Проверка основных теоретических положений осуществлялась путем экспериментальных исследований на физических и математических моделях.
Научная новизна исследования заключается в обосновании идеи и необходимости разработки методов использования приборов работающих за счет вихревых токов.
Практическая значимость заключается в изучении создания и применения индукционного нагревателя в быту.
Глава 1. Индукционный нагрев
Принцип работы индукционного нагревателя заключается в разогреве электропроводящей металлической заготовки индуцированным в ней замкнутым вихревым током.
Вихревые токи — токи, возникающие в сплошных проводниках вследствие явления электромагнитной индукции, когда эти проводники пронизываются переменным магнитным полем. На создание этих токов затрачивается энергия, которая превращается в тепло и нагревает проводники.
Для уменьшения этих потерь и устранения нагрева вместо сплошных проводников применяют слоистые, в которых отдельные слои разделены изоляцией. Эта изоляция препятствует возникновению больших замкнутых вихревых токов и уменьшает потери энергии на их поддержание. Именно из этих соображений сердечники трансформатора, якоря генераторов и т. п. делают из тонких листов стали, изолированных друг от друга слоями лака.
В качестве индуктора в индукционном нагревателе выступает катушка с переменным током, предназначенная для создания переменного электромагнитного поля высокой частоты.
Переменное магнитное поле высокой частоты, в свою очередь, действует на электропроводящий материал, наводя в нем замкнутый ток высокой плотности, и тем самым разогревая заготовку вплоть до ее расплавления. Данное явление известно давно, и объяснимо со времен Майкла Фарадея, описавшего явление электромагнитной индукции еще в 1931 году.
Изменяющееся во времени магнитное поле наводит переменную ЭДС в проводнике, который оно при этом своими силовыми линиями пересекает. Таким проводником может в принципе быть обмотка трансформатора, сердечник трансформатора, или цельный кусок какого-нибудь металла.
Если ЭДС наводится в обмотке, то получается трансформатор или приемник, а если прямо в магнитопроводе или в накоротко замкнутой обмотке — получается индукционный нагрев магнитопровода или обмотки.
В некачественно спроектированном трансформаторе, например, нагрев сердечника токами Фуко был бы однозначно явлением вредным, но в индукционном нагревателе похожее явление служит для достижения полезной цели.
Глава 2. Индукционный нагреватель своими руками
Индукционный нагреватель, в его задачи входит лишь повышение частоты, но на деле, всë немного сложнее. В данной работе я хотел, чтобы прибор вбирал в себе: простоту, универсальность, мощность, надëжность и безопасность.
Я решил взяться за его создание тогда, когда испытал в нëм необходимость и понял, что не только мне, но и многим другим он может пригодиться. До этого я уже имел опыт создания подобных устройств, но меня не устраивала то мощность, то отсутствие корпуса, в общем, решил создать проект как надо.
Как мне кажется, улучшать этот прибор можно бесконечно вплоть до подключения к вай-фай и серебряной панели, но задача именно этого проекта вполне реализована хоть и может быть улучшена.
Работает этот прибор на основе мощного модуля купленного на всём известном сайте, конечно, пришлось и его тоже немного доработать. На его питании стоит мощный диодный мост с трансформатором тороедального типа(по-русски бублик). Это обеспечивает низкий холостой ход и высокий КПД. Так же стоит два стрелочных вольтметра: сеть и внутреннее напряжение питания.
Для питания(мозгов) вентиляторов и т.д., также используется отдельный гальванически развязанный источник.
Плюсом этой системы является возможность варьировать количество витков индуктора, при этом ток не сильно меняется.
В комплекте, конечно, идут спенные индукторы но при желании можете намотать свой. Любой формы и под любые задачи. Можно даже организовать хитроумный индуктор позволяющий узреть столь прекрасный эффект под названием левитационная плавка, в прочем это совсем другая история.
Заключение
Индукционный нагреватель, в его задачи входит лишь повышение частоты, но на деле, всë немного сложнее. В данной работе я хотел, чтобы прибор вбирал в себе: простоту, универсальность, мощность, надëжность и безопасность.
Я решил взяться за его создание тогда, когда испытал в нëм необходимость и понял, что не только мне,но и многим другим он может пригодиться. До этого я уже имел опыт создания подобных устройств, но меня не устраивала то мощность, то отсутствие корпуса, в общем, решил создать проект как надо.
Список литературы
Рукавичка
Колумбово яйцо
Приключения Тома Сойера и Гекельберри Финна
Знакомые следы
Самодельный телефон