Este princípio tem sido usado há muito tempo por muitas pessoas de sucesso, enquanto para outras é um segredo desconhecido. Para aquelas pessoas que sabem...
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Forno de indução para fusão de metal, diagrama, propriedades dos tipos. Diagrama do forno de fusão por indução

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Atualmente, os fornos de indução são amplamente utilizados no processo de fundição de metais. A corrente produzida no campo do indutor contribui para o aquecimento da substância, e esta característica de tais dispositivos não é apenas básica, mas também a mais importante. O processamento faz com que a substância passe por diversas transformações. O primeiro estágio de transformação é o estágio eletromagnético, seguido pelo estágio elétrico e depois pelo estágio térmico. A temperatura gerada pela estufa é utilizada praticamente sem deixar resíduos, pelo que esta solução é a melhor entre todas as outras. Muitos podem estar interessados em um fogão fabricado. A seguir falaremos sobre as possibilidades de implementação de tal solução.

Tipos de fornos para fusão de metais

Este tipo de equipamento pode ser dividido em categorias principais. O primeiro tem um canal cardíaco como base, e o metal é colocado nesses fornos em forma de anel ao redor do indutor. A segunda categoria não possui tal elemento. Esse tipo é chamado de cadinho e o metal é colocado dentro do próprio indutor. É tecnicamente impossível utilizar um núcleo fechado neste caso.

O forno de fusão, neste caso, opera com base no fenômeno da indução magnética. E existem vários componentes. O indutor é o componente mais importante deste dispositivo. É uma bobina cujos condutores não são fios comuns, mas tubos de cobre. Este requisito é imposto pelo próprio projeto dos fornos de fusão. A corrente que passa pelo indutor gera um campo magnético que afeta o cadinho dentro do qual o metal está localizado. Nesse caso, o material desempenha o papel de enrolamento secundário do transformador, ou seja, uma corrente passa por ele, aquecendo-o. É assim que ocorre o derretimento, mesmo que você mesmo faça um forno de indução. Como construir esse tipo de forno e aumentar sua eficiência? Esta é uma pergunta importante que tem uma resposta. O uso de correntes de alta frequência pode aumentar significativamente a eficiência dos equipamentos. Para isso, é apropriado utilizar fontes de alimentação especiais.

Características dos fornos de indução

Este tipo de equipamento possui certas características características, que são vantagens e desvantagens.

Como a distribuição do metal deve ser uniforme, o material resultante é caracterizado por uma boa massa homogênea. Este tipo de forno funciona transportando energia através das zonas, ao mesmo tempo que introduz a função de concentrar energia. Parâmetros como capacitância, frequência de operação e método de revestimento estão disponíveis para uso, além de regulação da temperatura de fusão do metal, o que facilita significativamente o processo de trabalho. O potencial tecnológico existente do forno cria uma alta taxa de fusão; os dispositivos são ecologicamente corretos, totalmente seguros para o homem e prontos para uso a qualquer momento.

A desvantagem mais notável desse equipamento é a dificuldade de limpeza. Como a escória é aquecida apenas pelo calor gerado pelo metal, essa temperatura não é suficiente para garantir seu pleno aproveitamento. A grande diferença de temperatura entre o metal e a escória não permite que o processo de remoção dos resíduos seja o mais simples possível. Como outra desvantagem, costuma-se destacar o vão, pelo qual é sempre necessário reduzir a espessura do forro. Devido a tais ações, depois de algum tempo ele pode apresentar defeito.

Utilização de fornos de indução em escala industrial

Na indústria, os fornos de indução de cadinho e canal são encontrados com mais frequência. No primeiro, é realizada a fusão de quaisquer metais em quantidades arbitrárias. Os recipientes de metal nessas variantes podem conter até várias toneladas de metal. Claro, neste caso é impossível fazer fornos de fusão por indução com as próprias mãos. Os fornos de canal são projetados para fundir vários tipos de metais não ferrosos, bem como ferro fundido.

Este tópico costuma ser do interesse dos fãs de design e tecnologia de rádio. Agora está ficando claro que é perfeitamente possível criar fornos de indução com as próprias mãos, e muitas pessoas conseguiram fazer isso. Porém, para criar tal equipamento, é necessário implementar o funcionamento de um circuito elétrico que contenha as ações prescritas do próprio forno. Tais soluções requerem o envolvimento daqueles capazes de produzir oscilações de ondas. Um forno de indução simples do tipo faça você mesmo de acordo com o circuito pode ser construído usando quatro lâmpadas eletrônicas em combinação com uma lâmpada neon, que dá um sinal de que o sistema está pronto para operação.

Neste caso, a alça do capacitor AC não está localizada dentro do aparelho. Graças a isso, você pode criar um forno de indução com suas próprias mãos. O diagrama do dispositivo descreve detalhadamente a localização de cada elemento individual. Você pode ter certeza de que o dispositivo é poderoso o suficiente usando uma chave de fenda, que deve atingir um estado incandescente em apenas alguns segundos.

Peculiaridades

Se você está criando um forno de indução com suas próprias mãos, cujo princípio de funcionamento e montagem é estudado e realizado de acordo com o esquema apropriado, você deve saber que a taxa de fusão neste caso pode ser afetada por um ou mais fatores listados abaixo :

Frequência de pulso;

Perdas por histerese;

Gerando energia;

O período de liberação de calor;

Perdas associadas à ocorrência de correntes parasitas.

Se você está planejando construir um fogão de indução com as próprias mãos, então ao usar lâmpadas é preciso lembrar que sua potência deve ser distribuída de forma que quatro peças sejam suficientes. Ao usar um retificador, você obterá uma rede de aproximadamente 220 V.

Uso doméstico de fogões

Na vida cotidiana, esses dispositivos raramente são usados, embora tecnologias semelhantes possam ser encontradas em sistemas de aquecimento. Eles podem ser vistos na forma de fornos de micro-ondas e. No ambiente das novas tecnologias, esse desenvolvimento tem encontrado ampla aplicação. Por exemplo, o uso de correntes parasitas em fogões de indução permite cozinhar uma grande variedade de pratos. Como demoram muito pouco para aquecer, o queimador não pode ser aceso se não houver nada sobre ele. No entanto, são necessários utensílios especiais para usar esses fogões especiais e úteis.

Processo de construção

A indução do tipo faça você mesmo consiste em um indutor, que é um solenóide feito de um tubo de cobre resfriado a água e um cadinho, que pode ser feito de materiais cerâmicos, e às vezes de aço, grafite e outros. Em tal dispositivo você pode fundir ferro fundido, aço, metais preciosos, alumínio, cobre, magnésio. Os fornos de indução "faça você mesmo" são fabricados com cadinho com capacidade de alguns quilogramas a várias toneladas. Eles podem ser a vácuo, cheios de gás, abertos e compressores. Os fornos são alimentados por correntes de alta, média e baixa frequência.

Assim, se você estiver interessado em fazer seu próprio forno de indução, o esquema envolve a utilização dos seguintes componentes principais: um banho de fusão e uma unidade de indução, que inclui uma pedra de lareira, um indutor e um núcleo magnético. Um forno de canal difere de um forno de cadinho porque a energia eletromagnética é convertida em energia térmica no canal de liberação de calor, no qual deve haver sempre um corpo eletricamente condutor. Para fazer a partida inicial de um forno de canal, nele é derramado metal fundido ou inserido um gabarito feito de um material que pode ser endireitado no forno. Quando a fusão é concluída, o metal não é completamente drenado, mas permanece um “pântano”, destinado a preencher o canal de liberação de calor para futuro acionamento. Se você vai construir um forno de indução com as próprias mãos, para facilitar a substituição da pedra da lareira do equipamento, ele é removível.

Componentes do forno

Portanto, se você tem interesse em fazer um miniforno de indução com as próprias mãos, é importante saber que seu principal elemento é a serpentina de aquecimento. No caso da versão caseira, basta utilizar um indutor feito de tubo de cobre nu com diâmetro de 10 mm. Para o indutor, é usado um diâmetro interno de 80 a 150 mm e o número de voltas é de 8 a 10. É importante que as voltas não se toquem e a distância entre elas seja de 5 a 7 mm. Partes do indutor não devem entrar em contato com sua tela; a folga mínima deve ser de 50 mm.

Se você está planejando fazer um forno de indução com suas próprias mãos, saiba que em escala industrial é usada água ou anticongelante para resfriar os indutores. No caso de baixo consumo de energia e operação de curto prazo do dispositivo que está sendo criado, você pode ficar sem resfriamento. Porém, durante a operação, o indutor fica muito quente e a incrustação no cobre pode não apenas reduzir drasticamente a eficiência do dispositivo, mas também levar à perda total de seu desempenho. É impossível fazer um indutor resfriado sozinho, por isso ele precisará ser substituído regularmente. Você não pode usar forçado resfriamento de ar, uma vez que a carcaça do ventilador colocada próxima à bobina “atrairá” EMF, o que levará ao superaquecimento e à diminuição da eficiência do forno.

Gerador

Ao montar um forno de indução com suas próprias mãos, o diagrama envolve o uso de tais elemento importante, como um alternador. Você não deve tentar fazer um fogão se não conhece os fundamentos da eletrônica de rádio, pelo menos no nível de um radioamador semiqualificado. A escolha do circuito gerador deve ser tal que não produza um espectro de corrente forte.

Usando Fornos de Indução

Esse tipo de equipamento é muito utilizado em áreas como fundições, onde o metal já foi limpo e precisa receber um formato específico. Você também pode obter algumas ligas. Eles também se difundiram na produção de joias. O simples princípio de funcionamento e a possibilidade de montar um forno de indução com as próprias mãos permitem aumentar a rentabilidade da sua utilização. Para esta área podem ser utilizados dispositivos com cadinho com capacidade de até 5 quilos. Para pequenas indústrias esta opção será ideal.

Um forno de indução DIY é uma excelente solução para aquecer vários ambientes.

Além do aquecimento forno de indução pode executar as seguintes funções:

fusão de metais;
purificação de metais preciosos;
aquecimento de produtos metálicos, após os quais são submetidos a um procedimento de endurecimento ou outros processos.

No entanto, as funções acima fornecem instalações industriais, e se precisar aquecer a casa, normalmente é instalado um fogão para a cozinha, que você pode adquirir em formulário finalizado ou faça você mesmo. Forno de indução caseiro Ele é criado de forma bastante simples e você não precisa gastar muito tempo nesse processo. Porém, é importante conhecer não só as regras de formação desta estrutura, mas também suas demais características, para que, se necessário, você mesmo possa realizar reparos ou substituição de quaisquer peças principais.

Princípio de funcionamento do equipamento

É importante conhecer as características de funcionamento deste tipo de forno para ter uma boa compreensão do seu funcionamento e parâmetros. O equipamento funciona devido ao fato de que com a ajuda de especiais correntes parasitas o aquecimento do material é garantido. Tais correntes são obtidas devido a indutor especial, que é um indutor. Contém várias voltas de fio de espessura bastante significativa.

O indutor pode aquecer devido a inversor de soldagem ou outro equipamento. O princípio de funcionamento de um forno de indução pressupõe que o indutor seja alimentado por uma rede de corrente alternada, podendo também ser utilizado um gerador de alta frequência para isso. A corrente que flui através do indutor forma campo variável, permeando o espaço. Se contiver algum material, serão induzidas correntes sobre ele, garantindo seu aquecimento efetivo.

Se um forno for usado para criar, geralmente o material é água, que esquenta. Se o equipamento for destinado a fins industriais, o material pode ser metálico, que começa a derreter sob a influência da corrente. Assim, o princípio de funcionamento fogão de induçãoÉ considerado simples e direto, portanto, criá-lo sozinho é bastante simples.

O projeto dos fornos de indução pode ser diferente, pois dois tipos completamente diferentes podem ser distinguidos:

equipamentos equipados com circuito magnético;
fornos sem núcleo magnético.

No primeiro caso, o indutor está localizado dentro metal especial, que começa a derreter sob a influência das correntes. No segundo, o indutor está localizado do lado de fora. O esquema de cada opção tem suas diferenças específicas.

Tipos e características de vários fornos de indução

Existem vários tipos de fornos de indução, cujos princípios de funcionamento apresentam algumas diferenças. Alguns destinam-se apenas a trabalhos industriais, enquanto outros podem ser utilizados em casa, pelo que muitas vezes se destinam à cozinha, onde fornecem aquecimento de alta qualidade. Na maioria das vezes, as opções mais recentes são formadas a partir de um inversor de soldagem, possuem design simples, devido ao qual eles manutenção e reparo são trabalhos simples.

Os principais tipos de fornos de indução incluem:

Forno de indução a vácuo. Nele, a fusão é feita a vácuo, o que permite remover impurezas nocivas e perigosas de diversas misturas. O resultado são produtos que completamente seguro para uso, eles são de alta qualidade. Ressalta-se que seu reparo é considerado um trabalho complexo, e o processo de criação em si geralmente não pode ser realizado por conta própria, sem equipamentos especializados e condições incomuns.
Design de canal. É fabricado usando transformador de soldagem convencional, que opera a uma frequência de 50 Hz. Aqui o enrolamento secundário deste dispositivo é substituído por um cadinho em forma de anel. Um vídeo da criação desse forno pode ser encontrado na Internet e seu diagrama não é considerado complicado. Equipamentos bem projetados podem ser usados para fundir um grande número de metais não ferrosos e o consumo de energia é considerado baixo. Os reparos são considerados específicos e complexos.
Fornalha de cadinho. O esquema deste projeto envolve a instalação de um indutor e um gerador, que são as partes mais básicas do equipamento. Para formar um indutor, um padrão tubo de cobre. Contudo, deve-se observar quantidade necessária voltas, que não devem ser superiores a 8, mas também inferiores a 10. O circuito do indutor em si pode ser diferente, pode ter figura oito forma ou outra configuração. Deve-se notar que reparar este equipamento é considerado um trabalho bastante simples.
Forno de indução para aquecer a sala. Via de regra, destina-se à cozinha e é criado a partir de um inversor de soldagem. Normalmente esta configuração é usada em combinação com caldeira de água quente, que permite fornecer aquecimento a cada divisão do edifício, além disso, será possível fornecer água quente à estrutura; O princípio de funcionamento é que o indutor receba energia de um inversor de soldagem. Acredita-se que a eficiência deste equipamento seja baixa, mas muitas vezes é o único possível para criar aquecimento na casa.

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Processo de formação de forno

Você pode fazer um fogão de indução baseado em inversor para sua cozinha ou outro cômodo da casa com seu próprio esforço. Para isso, recomenda-se não só estudar a parte teórica desse processo, mas também assistir a um vídeo de treinamento.

Para formar campo eletromagnético, que estará disponível fora do indutor, é necessário utilizar uma bobina especial na qual haverá quantidade suficiente grande número voltas. Além disso, será necessário dobrar o tubo, e esse trabalho apresenta algumas dificuldades, então uma solução mais racional neste caso seria a localização tubo reto diretamente dentro da bobina, e como resultado funcionará como um núcleo.

Normalmente usado tubo metálico, porém, é considerado um refrigerante fraco, portanto, pode-se usar um tubo de polímero, dentro do qual haverá pequenos pedaços de fio metálico. Para um gerador de corrente, o uso de um inversor padrão é considerado ideal. A sua manutenção e reparação são consideradas trabalhos simples e directos, pelo que será possível garantir longa vida útil do equipamento.

Assim, para criar o design você precisará de:

tubo de polímero;
fio de aço;
fio de cobre;
malha de arame;
a presença do próprio inversor.

Fio-máquina de aço corte em pedaços pequenos. Uma extremidade do tubo de polímero é coberta com uma malha e pedaços de arame metálico são carregados na outra. A segunda extremidade também é coberta por uma malha. No topo do tubo é criado enrolamento de indução, para que serve fio de cobre. As extremidades deste enrolamento estão bem isoladas e conectadas à saída do inversor. Assim que o dispositivo é ligado, um campo eletromagnético é criado a partir da bobina, o que garante o aparecimento de correntes parasitas no núcleo. Isso fará com que ele aqueça, então a água que flui pelo cano começará a esquentar. Isto cria um design ideal para uma cozinha ou outro cômodo, e sua manutenção e reparo são considerados simples.

É melhor revisar antes de começar a trabalhar vídeo de treinamento para não cometer erros. Após criar o equipamento, você pode instalá-lo no ambiente desejado. Pode destinar-se não só à sala do forno, mas também à cozinha. É importante escolher uma divisão onde possa facilmente cuidar do recuperador e efectuar as suas reparações.

O próprio princípio de funcionamento de um forno de indução é que o calor para fusão é obtido a partir da eletricidade, que é gerada por um campo magnético alternado. Nesses fornos, a energia é convertida de eletromagnética, depois em elétrica e, finalmente, em calor. Como fazer um forno de indução com as próprias mãos?

Esses fornos são divididos em dois tipos:

Cadinho. Nesses fornos, o indutor e o núcleo estão localizados dentro do metal. Este tipo de forno é utilizado em fundições industriais para fusão de cobre, alumínio, ferro fundido, aço, bem como em fábricas de joias para fusão de metais preciosos.
Duto. Neste tipo de forno, o indutor e o núcleo estão localizados ao redor do metal.

Em comparação com caldeiras ou outros fogões, os fogões de indução apresentam uma série de vantagens:

aquecer instantaneamente;
concentrar a energia em uma determinada faixa;
dispositivo ecologicamente correto e relativa segurança;
não há desperdício;
enormes possibilidades de ajuste de temperatura e capacidade;
homogeneidade do metal que está derretendo.

Fornos de indução também são usados para aquecimento. Este é um método de aquecimento conveniente e ao mesmo tempo silencioso.

Não necessita de sala especial para a caldeira. A incrustação não se acumula na resistência e qualquer líquido pode ser utilizado para circulação no sistema de aquecimento, seja óleo, água ou outros. O fogão também é durável, pois se desgasta minimamente. Como mencionado anteriormente, é muito amigo do ambiente, porque não existem emissões prejudiciais no ar e também atende a todos os requisitos de segurança contra incêndio.

Coleta de informações

Uma pessoa que sabe ler e compreender um diagrama elétrico não terá dificuldade em descobrir como fazer um forno de indução como este. Na internet você verá dezenas, ou até centenas de opções para fazer diversos fornos de indução a partir do lixo doméstico, por exemplo, de um micro-ondas antigo ou de um inversor de soldagem.

Lembre-se disso corrente elétrica- uma coisa perigosa. E para fazer um forno de indução, você precisa ter uma ideia do que é aquecimento por indução. É aconselhável ter alguém com você que tenha um bom conhecimento de pelo menos os fundamentos da engenharia elétrica ou que tenha experiência em trabalhar com equipamentos elétricos.

Princípio de funcionamento

A base do funcionamento de tal fogão é a extração de calor de uma corrente elétrica, que produz um campo magnético alternado por meio de um indutor. Acontece que obtemos calor primeiro da energia eletromagnética e depois da energia elétrica. O fechamento das correntes que fluem pelas espiras do indutor (indutor) gera calor e aquece o metal por dentro.

Esse fogão pode ter uma versão simplificada e funcionar a partir de uma rede doméstica de 220V. Mas isso requer um retificador, ou seja, um adaptador.

Estrutura do forno

O design de um dispositivo de indução é semelhante ao de um transformador. Nele, o enrolamento primário é alimentado por corrente alternada e o enrolamento secundário serve como corpo aquecido.

O indutor mais simples é considerado um condutor isolado (em forma de espiral ou núcleo), localizado na superfície de um tubo de metal ou dentro dele.

Aqui estão alguns nós que funcionam por indução:

indutor;
compartimento do forno de fusão;
um elemento de aquecimento para um forno de aquecimento;
gerador;
quadro.

O aquecimento por indução é impossível sem o uso de três elementos principais:

indutor;
gerador;
elemento de aquecimento.

Um indutor é uma bobina, geralmente feita de fio de cobre, que gera um campo magnético. Um alternador é usado para produzir corrente de alta frequência a partir da corrente elétrica doméstica padrão de 50 Hz. Um objeto metálico capaz de absorver energia térmica sob a influência de um campo magnético é usado como elemento de aquecimento.

Se você combinar esses elementos corretamente, poderá obter um dispositivo de alto desempenho perfeito para aquecer refrigerante líquido e aquecer uma casa. Através de um gerador, uma corrente elétrica com as características necessárias é fornecida ao indutor, ou seja, em uma bobina de cobre. Ao passar por ele, um fluxo de partículas carregadas forma um campo magnético.

O princípio de funcionamento dos aquecedores por indução é baseado na ocorrência de correntes elétricas no interior dos condutores que surgem sob a influência de campos magnéticos

A peculiaridade do campo é que ele tem a capacidade de mudar de direção em altas frequências ondas eletromagnéticas. Se algum objeto de metal for colocado neste campo, ele começará a aquecer sem contato direto com o indutor sob a influência das correntes parasitas criadas.

A corrente elétrica de alta frequência fornecida do inversor à bobina de indução cria um campo magnético com um vetor de ondas magnéticas em constante mudança. O metal colocado neste campo aquece rapidamente

A ausência de contato permite tornar insignificantes as perdas de energia durante a transição de um tipo para outro, o que explica maior eficiência caldeiras de indução.

Para aquecer a água do circuito de aquecimento, basta garantir o seu contacto com um aquecedor metálico. Frequentemente usado como elemento de aquecimento tubo metálico, através do qual simplesmente passa um jato de água. A água resfria simultaneamente o aquecedor, o que aumenta significativamente sua vida útil.

O eletroímã de um dispositivo de indução é obtido enrolando um fio em torno de um núcleo ferromagnético. A bobina de indução resultante aquece e transfere calor para o corpo aquecido ou para o refrigerante que flui próximo através do trocador de calor

Literatura

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Princípio de funcionamento

Esta última opção, mais utilizada em caldeiras de aquecimento, tem se tornado muito procurada devido à facilidade de sua implementação. O princípio de funcionamento de uma instalação de aquecimento por indução baseia-se na transferência da energia do campo magnético para o refrigerante (água). Um campo magnético é formado no indutor. A corrente alternada que passa pela bobina cria correntes parasitas que transformam energia em calor.

Princípio de funcionamento da instalação de aquecimento por indução A água fornecida pela tubulação inferior à caldeira é aquecida por transferência de energia e sai pela tubulação superior, entrando no sistema de aquecimento. Uma bomba embutida é usada para criar pressão. A circulação constante de água na caldeira evita o sobreaquecimento dos elementos. Além disso, durante o funcionamento o refrigerante vibra (com baixo nível de ruído), impossibilitando a formação de depósitos de incrustações nas paredes internas da caldeira..

Aquecedores por indução podem ser realizados

de várias maneiras

Cálculo de potência

Como o método de indução para fusão do aço é mais barato do que métodos semelhantes baseados no uso de óleo combustível, carvão e outras fontes de energia, o cálculo de um forno de indução começa com o cálculo da potência da unidade.

A potência de um forno de indução é dividida em ativa e útil, cada uma delas com sua fórmula.
Como dados iniciais você precisa saber:
a capacidade do forno, no caso considerado por exemplo, é de 8 toneladas;
potência unitária (seu valor máximo é considerado) – 1300 kW;

frequência atual – 50 Hz;

A produtividade da planta de fornos é de 6 toneladas por hora.

Também é necessário levar em consideração o metal ou liga que está sendo fundido: conforme o estado, é zinco. Este é um ponto importante, o equilíbrio térmico da fusão do ferro fundido em um forno de indução, assim como de outras ligas, é diferente.
Potência útil transferida para metal líquido: Рpol = Wteor×t×P, Por que -
consumo específico
t - temperatura de superaquecimento da liga ou tarugo metálico no banho do forno, 0C
Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Potência ativa:

P = Ppol/Yuterm,
Rpol – retirado da fórmula anterior, kW;
Yuterm é a eficiência de um forno de fundição, seus limites vão de 0,7 a 0,85, com média de 0,76.
P = 1311,2/0,76 = 1892,1 kW, o valor é arredondado para 1900 kW.

Na fase final, a potência do indutor é calculada:

Casca = P/N,
P – potência ativa da instalação do forno, kW;
N é o número de indutores fornecidos no forno.
Casca =1900/2= 950 kW.

O consumo de energia de um forno de indução durante a fusão do aço depende do seu desempenho e do tipo de indutor.

Componentes do forno

Para o indutor, é usado um diâmetro interno de 80 a 150 mm e o número de voltas é de 8 a 10. É importante que as voltas não se toquem e a distância entre elas seja de 5 a 7 mm. Partes do indutor não devem entrar em contato com sua tela; a folga mínima deve ser de 50 mm.

Se você está planejando fazer um forno de indução com suas próprias mãos, saiba que em escala industrial é usada água ou anticongelante para resfriar os indutores. No caso de baixo consumo de energia e operação de curto prazo do dispositivo que está sendo criado, você pode ficar sem resfriamento. Porém, durante a operação, o indutor fica muito quente e a incrustação no cobre pode não apenas reduzir drasticamente a eficiência do dispositivo, mas também levar à perda total de seu desempenho. É impossível fazer um indutor resfriado sozinho, por isso ele precisará ser substituído regularmente. Não é possível utilizar resfriamento com ar forçado, pois a carcaça do ventilador colocada próxima à bobina “atrairá” EMF, o que levará ao superaquecimento e diminuição da eficiência do forno.

O problema do aquecimento por indução de peças feitas de materiais magnéticos

Caso o inversor para aquecimento por indução não seja autooscilador, não possua circuito de controle automático de frequência (PLL) e funcione a partir de oscilador mestre externo (em frequência próxima à frequência de ressonância do circuito oscilatório “indutor - banco de capacitores compensador ”). No momento em que uma peça feita de material magnético é introduzida no indutor (se as dimensões da peça forem grandes o suficiente e proporcionais às dimensões do indutor), a indutância do indutor aumenta acentuadamente, o que leva a uma diminuição repentina na frequência ressonante natural do circuito oscilatório e seu desvio da frequência do oscilador mestre. O circuito sai de ressonância com o oscilador mestre, o que leva a um aumento em sua resistência e a uma diminuição repentina na potência transmitida à peça. Se a potência da instalação for regulada por uma fonte de alimentação externa, então a reação natural do operador é aumentar a tensão de alimentação da instalação. Quando a peça é aquecida até o ponto Curie, suas propriedades magnéticas desaparecem e a frequência natural do circuito oscilatório retorna à frequência do oscilador mestre. A resistência do circuito diminui acentuadamente e o consumo de corrente aumenta acentuadamente. Se o operador não tiver tempo para remover o aumento da tensão de alimentação, a instalação superaquecerá e falhará.
Se a instalação estiver equipada com sistema de controle automático, então o sistema de controle deve monitorar a transição através do ponto Curie e reduzir automaticamente a frequência do oscilador mestre, ajustando-o para ressonância com o circuito oscilatório (ou reduzir a potência fornecida se a frequência mudança é inaceitável).

Se materiais não magnéticos forem aquecidos, o que foi dito acima não importa. A introdução de uma peça feita de material não magnético no indutor praticamente não altera a indutância do indutor e não altera a frequência de ressonância do circuito oscilatório de trabalho, e não há necessidade de sistema de controle.

Se houver muitos tamanhos de peças de trabalho tamanhos menores indutor, então também não altera muito a ressonância do circuito operacional.

Fogões de indução

Artigo principal: Fogão de indução

Fogão de indução- um fogão elétrico de cozinha que aquece utensílios de metal com correntes parasitas induzidas criadas por um campo magnético de alta frequência com frequência de 20-100 kHz.

Esse fogão tem maior eficiência em relação aos elementos de aquecimento elétrico, pois gasta-se menos calor no aquecimento do corpo e, além disso, não há período de aceleração e resfriamento (quando a energia gerada, mas não absorvida pela panela, é desperdiçada).

Fornos de fusão por indução

Artigo principal: Forno de cadinho de indução

Fornos de fusão por indução (sem contato) são fornos elétricos para fusão e superaquecimento de metais, nos quais o aquecimento ocorre devido a correntes parasitas que surgem no cadinho de metal (e metal), ou apenas no metal (se o cadinho não for feito de metal; este método de aquecimento é mais eficiente, se o cadinho estiver mal isolado).

É usado em fundições de fábricas, bem como em oficinas de fundição de precisão e oficinas de construção de máquinas para produzir peças fundidas de aço de alta qualidade. É possível fundir metais não ferrosos (bronze, latão, alumínio) e suas ligas em cadinho de grafite. Um forno de indução funciona segundo o princípio de um transformador, no qual o enrolamento primário é um indutor resfriado a água, e o secundário e ao mesmo tempo a carga é o metal localizado no cadinho. O aquecimento e o derretimento do metal ocorrem devido às correntes que fluem nele, que surgem sob a influência de campo eletromagnético, criado pelo indutor.

História do aquecimento por indução

A descoberta da indução eletromagnética em 1831 pertence a Michael Faraday. Quando um condutor se move no campo de um ímã, um EMF é induzido nele, assim como quando um ímã se move, cujas linhas de campo cruzam o circuito condutor. A corrente no circuito é chamada de indução. A lei da indução eletromagnética é a base para a invenção de muitos dispositivos, inclusive os definidores - geradores e transformadores que geram e distribuem energia elétrica, que é a base fundamental de toda a indústria elétrica.

Em 1841, James Joule (e de forma independente Emil Lenz) formulou uma avaliação quantitativa do efeito térmico da corrente elétrica: “A potência do calor liberado por unidade de volume de um meio durante o fluxo de corrente elétrica é proporcional ao produto da corrente elétrica densidade e a magnitude da intensidade do campo elétrico” (Lei de Joule - Lenz). O efeito térmico da corrente induzida deu origem à busca de dispositivos para aquecimento sem contato de metais. Os primeiros experimentos de aquecimento de aço por corrente de indução foram feitos por E. Colby nos EUA.

O primeiro a operar com sucesso o chamado. O forno de indução de canal para fusão de aço foi construído em 1900 por Benedicks Bultfabrik em Gysing, Suécia. Na respeitável revista da época “THE ENGINEER” de 8 de julho de 1904, apareceu uma famosa, onde o engenheiro inventor sueco F. A. Kjellin fala sobre seu desenvolvimento. O forno foi alimentado por um transformador monofásico. A fusão foi realizada em um cadinho em forma de anel; o metal nele contido representava o enrolamento secundário de um transformador, alimentado por uma corrente de 50-60 Hz.

O primeiro forno com capacidade de 78 kW entrou em operação em 18 de março de 1900 e revelou-se pouco econômico, pois a capacidade de fusão era de apenas 270 kg de aço por dia. O próximo forno foi fabricado em novembro do mesmo ano com potência de 58 kW e capacidade de aço de 100 kg. O forno apresentou alta eficiência; a capacidade de fusão variou de 600 a 700 kg de aço por dia. No entanto, o desgaste causado pelas flutuações térmicas revelou-se num nível inaceitável e as frequentes substituições dos revestimentos reduziram a eficiência final.

O inventor chegou à conclusão de que para obter o máximo desempenho de fusão é necessário deixar uma parte significativa do fundido durante a drenagem, o que evita muitos problemas, inclusive o desgaste do revestimento. Esse método de fundição de aço com resíduo, que passou a ser chamado de “pântano”, ainda é preservado em algumas indústrias que utilizam fornos de grande capacidade.

Em maio de 1902, um forno significativamente melhorado com capacidade de 1.800 kg foi colocado em operação, a vazão era de 1.000-1.100 kg, o restante 700-800 kg, potência de 165 kW, a capacidade de fusão do aço poderia chegar a 4.100 kg por dia! Este resultado num consumo de energia de 970 kWh/t é impressionante na sua eficiência, que não é muito inferior à produtividade moderna de cerca de 650 kWh/t. De acordo com os cálculos do inventor, de um consumo de energia de 165 kW, foram perdidos 87,5 kW, a potência térmica útil foi de 77,5 kW e foi obtida uma eficiência total muito elevada de 47%. A relação custo-benefício é explicada pelo desenho anular do cadinho, que possibilitou a confecção de um indutor multivoltas com baixa corrente e alta tensão - 3.000 V. Os fornos modernos com cadinho cilíndrico são muito mais compactos, exigem menos investimento de capital , são mais fáceis de operar, estão equipados com muitas melhorias ao longo de cem anos de seu desenvolvimento, mas a eficiência aumenta de forma insignificante. É verdade que o inventor em sua publicação ignorou o fato de que a eletricidade não é paga pela potência ativa, mas pela potência total, que na frequência de 50-60 Hz é aproximadamente duas vezes maior que a potência ativa. E nos fornos modernos, a potência reativa é compensada por um banco de capacitores.

Com sua invenção, o engenheiro F. A. Kjellin lançou as bases para o desenvolvimento de fornos de canal industrial para fusão de metais não ferrosos e aço nos países industrializados da Europa e da América. A transição dos fornos de canal de 50-60 Hz para os modernos fornos de cadinho de alta frequência durou de 1900 a 1940.

Sistema de aquecimento

Para fazer um aquecedor por indução, artesãos experientes usam um simples inversor de soldagem que converte tensão contínua em tensão alternada. Para tais casos, utilize um cabo com corte transversal 6-8 mm, mas não é padrão para máquinas de solda de 2,5 mm.

Esses sistemas de aquecimento devem ser do tipo fechado e controlados automaticamente. Para maior segurança, você precisa de uma bomba que forneça circulação pelo sistema, bem como de uma válvula de sangria de ar. Esse aquecedor deve ser protegido de móveis de madeira, bem como do piso e do teto em pelo menos 1 metro.

Implementação em condições domésticas

O aquecimento por indução ainda não penetrou suficientemente no mercado devido a alto custo o próprio sistema de aquecimento. Assim, por exemplo, para empresas industriais tal sistema custará 100.000 rublos, para uso doméstico - a partir de 25.000 rublos. e superior. Portanto, é bastante compreensível o interesse por circuitos que permitem criar um aquecedor por indução caseiro com as próprias mãos.

caldeira de aquecimento por indução

Baseado em transformador

O elemento principal de um sistema de aquecimento por indução com transformador será o próprio dispositivo, que possui enrolamento primário e secundário. Fluxos de vórtice se formarão no enrolamento primário e criarão um campo de indução eletromagnética. Este campo afetará o secundário, que é, na verdade, um aquecedor por indução, implementado fisicamente na forma de um corpo de caldeira de aquecimento. É o enrolamento secundário em curto-circuito que transfere energia para o refrigerante.

Enrolamento secundário em curto-circuito do transformador

Os principais elementos de uma instalação de aquecimento por indução são:

essencial;
enrolamento;
dois tipos de isolamento - isolamento térmico e elétrico.

O núcleo é composto por dois tubos ferrimagnéticos diâmetros diferentes com espessura de parede de pelo menos 10 mm, soldados entre si. Enrolamento toroidal feito de fio de cobreé realizado através do tubo externo. É necessário aplicar de 85 a 100 voltas com igual distância entre as voltas. A corrente alternada, mudando ao longo do tempo, cria fluxos de vórtices em circuito fechado, que aquecem o núcleo e, portanto, o refrigerante, realizando aquecimento por indução.

Usando inversor de soldagem de alta frequência

Um aquecedor por indução pode ser criado usando um inversor de soldagem, onde os principais componentes do circuito são um alternador, um indutor e um elemento de aquecimento.

O gerador é usado para converter a frequência padrão da fonte de alimentação de 50 Hz em uma corrente com frequência mais alta. Essa corrente modulada é fornecida a uma bobina indutora cilíndrica, onde o fio de cobre é utilizado como enrolamento.

Fio de cobre para enrolamento

A bobina cria um campo magnético alternado, cujo vetor muda com uma frequência especificada pelo gerador. As correntes parasitas criadas e induzidas pelo campo magnético produzem aquecimento do elemento metálico, que transfere energia para o refrigerante. Desta forma, outro esquema de aquecimento por indução do tipo "faça você mesmo" é implementado.

O elemento de aquecimento também pode ser criado com suas próprias mãos a partir de um fio de metal cortado com cerca de 5 mm de comprimento e um pedaço de tubo de polímero no qual o metal é colocado. Ao instalar válvulas na parte superior e inferior do tubo, verifique a densidade de enchimento - não deve haver espaço livre. De acordo com o diagrama, cerca de 100 voltas de fio de cobre são colocadas no topo do tubo, que é o indutor conectado aos terminais do gerador. O aquecimento por indução do fio de cobre ocorre devido a correntes parasitas geradas por um campo magnético alternado.

Observação: Os aquecedores por indução DIY podem ser feitos de acordo com qualquer esquema, o principal a lembrar é que é importante fornecer um isolamento térmico confiável, caso contrário a eficiência do sistema de aquecimento diminuirá significativamente; .

Vantagens e desvantagens do dispositivo

Existem muitas “vantagens” de um aquecedor de indução de vórtice. É fácil para self made circuito, maior confiabilidade, alta eficiência, custos de energia relativamente baixos, longa vida útil, baixa probabilidade de quebras, etc.

A produtividade do dispositivo pode ser significativa; unidades deste tipo são utilizadas com sucesso na indústria metalúrgica. Em termos de taxa de aquecimento do refrigerante, dispositivos deste tipo competem com segurança com os tradicionais. caldeiras elétricas, a temperatura da água no sistema atinge rapidamente o nível necessário.

Durante o funcionamento da caldeira de indução, o aquecedor vibra ligeiramente. Essa vibração elimina o calcário e outros possíveis contaminantes das paredes do tubo de metal, de modo que esse dispositivo raramente precisa ser limpo. Obviamente, o sistema de aquecimento deve ser protegido desses contaminantes por meio de um filtro mecânico.

Uma bobina de indução aquece o metal (tubo ou pedaços de fio) colocado dentro dela usando correntes parasitas de alta frequência, sem necessidade de contato

O contato constante com a água minimiza a probabilidade de queima do aquecedor, o que é um problema bastante comum em caldeiras tradicionais com elementos de aquecimento. Apesar da vibração, a caldeira funciona de forma extremamente silenciosa, não sendo necessário isolamento acústico adicional no local de instalação do dispositivo.

Outra coisa boa das caldeiras de indução é que quase nunca vazam, a menos que o sistema esteja instalado corretamente. A ausência de vazamentos se deve ao método sem contato de transferência de energia térmica para o aquecedor. Usando a tecnologia descrita acima, o refrigerante pode ser aquecido quase ao estado de vapor.

Isto proporciona convecção térmica suficiente para estimular o movimento eficiente do líquido refrigerante através dos tubos. Na maioria dos casos, o sistema de aquecimento não necessitará de ser equipado com bomba de circulação, embora tudo dependa das características e design do sistema de aquecimento específico.

Às vezes é necessária uma bomba de circulação. Instalar o dispositivo é relativamente fácil. Embora isso exija algumas habilidades na instalação de aparelhos elétricos e tubos de aquecimento.

Mas este dispositivo conveniente e confiável tem uma série de desvantagens que também devem ser levadas em consideração. Por exemplo, uma caldeira aquece não apenas o refrigerante, mas também todo o espaço de trabalho que o rodeia. É necessário alocar uma sala separada para tal unidade e remover todos os objetos estranhos dela. Para homem longa estadia nas imediações de uma caldeira em funcionamento também pode ser inseguro.

Aquecedores por indução requerem corrente elétrica para funcionar. Tanto os equipamentos caseiros quanto os de fábrica são conectados a uma rede CA doméstica

O dispositivo requer eletricidade para funcionar. Em áreas onde não haja livre acesso a este benefício da civilização, uma caldeira de indução será inútil. E mesmo onde há cortes de energia frequentes, demonstrará baixa eficiência

Se o dispositivo for manuseado de forma descuidada, poderá ocorrer uma explosão.

Se você superaquecer o refrigerante, ele se transformará em vapor. Como resultado, a pressão no sistema aumentará acentuadamente, o que os tubos simplesmente não conseguirão suportar e explodirão. Portanto, para o funcionamento normal do sistema, o dispositivo deve ser equipado com pelo menos um manômetro, e melhor ainda - um dispositivo de desligamento de emergência, um termostato, etc.

Tudo isso pode aumentar significativamente o custo de uma caldeira de indução caseira. Embora o dispositivo seja considerado praticamente silencioso, nem sempre é esse o caso. Alguns modelos ainda podem produzir algum ruído por vários motivos. Para um dispositivo fabricado de forma independente, a probabilidade de tal resultado aumenta.

Praticamente não há componentes de desgaste no projeto de aquecedores por indução feitos em fábrica e em casa. Eles duram muito tempo e funcionam perfeitamente

Caldeiras de indução caseiras

O mais circuito simples O dispositivo montado consiste em um pedaço de tubo de plástico em cuja cavidade são colocados vários elementos metálicos para criar um núcleo. Pode ser aço inoxidável fino enrolado em bolas, fio cortado em pequenos pedaços - fio-máquina com diâmetro de 6 a 8 mm, ou mesmo uma broca com diâmetro correspondente ao tamanho interno do tubo. Do lado de fora, bastões de fibra de vidro são colados nele e um fio com isolamento de vidro de 1,5 a 1,7 mm de espessura é enrolado neles. O comprimento do fio é de cerca de 11 m. A tecnologia de fabricação pode ser estudada assistindo ao vídeo:

O aquecedor de indução caseiro foi então testado enchendo-o com água e conectando-o a um fogão de indução ORION de 2 kW feito de fábrica em vez do indutor padrão. Os resultados do teste são mostrados no vídeo a seguir:

Outros artesãos recomendam usar um inversor de soldagem de baixa potência como fonte, conectando os terminais do enrolamento secundário aos terminais da bobina. Se você estudar cuidadosamente o trabalho realizado pelo autor, surgirão as seguintes conclusões:

O autor fez um bom trabalho e seu produto sem dúvida funciona.
Não foram feitos cálculos sobre a espessura do fio, o número e o diâmetro das voltas da bobina. Os parâmetros do enrolamento foram adotados por analogia com fogão Assim, um aquecedor de água por indução terá uma potência não superior a 2 kW.
Na melhor das hipóteses, uma unidade caseira será capaz de aquecer água para dois radiadores de aquecimento de 1 kW cada, o que é suficiente para aquecer um ambiente. Na pior das hipóteses, o aquecimento será fraco ou desaparecerá completamente, pois os testes foram realizados sem fluxo de refrigerante.

É difícil tirar conclusões mais precisas devido à falta de informações sobre testes adicionais do dispositivo. Outra forma de organizar de forma independente o aquecimento por indução de água para aquecimento é mostrada no vídeo a seguir:

O radiador, soldado a partir de vários tubos de metal, atua como um núcleo externo para as correntes parasitas criadas pela bobina da mesma placa de indução. As conclusões são as seguintes:

A potência térmica do aquecedor resultante não excede a potência elétrica do painel.
O número e o tamanho dos tubos foram escolhidos aleatoriamente, mas forneceram área de superfície suficiente para transferir o calor gerado pelas correntes parasitas.
Este circuito de aquecimento por indução revelou-se um sucesso para um caso específico em que o apartamento está rodeado por instalações de outros apartamentos aquecidos. Além disso, o autor não mostrou o funcionamento da instalação na estação fria com registro da temperatura do ar nos ambientes.

Para confirmar as conclusões tiradas, propõe-se assistir a um vídeo onde o autor tentou utilizar um aquecedor semelhante em um edifício independente e isolado:

Método de indução para manter metais líquidos em suspensão / Ed. A. N. Shamova. - 2ª ed., rev. - L.: Engenharia Mecânica, 1989. - 79 p. - (Biblioteca de termistas de alta frequência; Edição 11). - 2.950 exemplares.

O aquecimento por indução é o aquecimento de materiais por correntes elétricas induzidas por um campo magnético alternado. Consequentemente, trata-se do aquecimento de produtos feitos de materiais condutores (condutores) pelo campo magnético dos indutores (fontes de campo magnético alternado).

O aquecimento por indução é realizado da seguinte forma. Uma peça eletricamente condutora (metal, grafite) é colocada em um chamado indutor, que consiste em uma ou mais voltas de fio (geralmente cobre). Correntes poderosas de várias frequências (de dezenas de Hz a vários MHz) são induzidas no indutor usando um gerador especial, resultando em um campo eletromagnético ao redor do indutor. O campo eletromagnético induz correntes parasitas na peça de trabalho. As correntes parasitas aquecem a peça de trabalho sob a influência do calor Joule.

O sistema indutor-blanco é um transformador sem núcleo no qual o indutor é o enrolamento primário. A peça de trabalho é como um enrolamento secundário, em curto-circuito. O fluxo magnético entre os enrolamentos é fechado através do ar.

Em altas frequências, as correntes parasitas são deslocadas pelo campo magnético que elas próprias geram em finas camadas superficiais da peça de trabalho Δ (efeito de pele), como resultado do qual sua densidade aumenta acentuadamente e a peça de trabalho aquece. As camadas subjacentes de metal são aquecidas devido à condutividade térmica. Não é a corrente que importa, mas a alta densidade de corrente. Na camada da pele Δ, a densidade de corrente aumenta em e vezes em relação à densidade de corrente na peça de trabalho, enquanto 86,4% do calor do calor total liberado é liberado na camada superficial. A profundidade da camada da pele depende da frequência da radiação: quanto maior a frequência, mais fina é a camada da pele. Também depende da permeabilidade magnética relativa μ do material da peça.

Para ferro, cobalto, níquel e ligas magnéticas em temperaturas abaixo do ponto Curie, μ tem um valor de várias centenas a dezenas de milhares. Para outros materiais (fundidos, metais não ferrosos, eutéticos líquidos de baixo ponto de fusão, grafite, cerâmicas eletricamente condutivas, etc.) μ é aproximadamente igual à unidade.

Fórmula para calcular a profundidade da pele em mm:

Δ=103ρμπf(\displaystyle \Delta =10^(3)(\sqrt (\frac (\rho )(\mu \pi f)))),

Onde ρ - específico resistência elétrica material da peça na temperatura de processamento, Ohm m, f- frequência do campo eletromagnético gerado pelo indutor, Hz.

Por exemplo, a uma frequência de 2 MHz, a profundidade da película para o cobre é de cerca de 0,047 mm, para o ferro ≈ 0,0001 mm.

O indutor fica muito quente durante a operação, pois absorve sua própria radiação. Além disso, absorve a radiação térmica da peça quente. Os indutores são feitos de tubos de cobre resfriados por água. A água é fornecida por sucção - isso garante segurança em caso de queima ou outra despressurização do indutor.

Método de indução para manter metais líquidos em suspensão / Ed. A. N. Shamova. - 2ª ed., rev. - L.: Engenharia Mecânica, 1989. - 79 p. - (Biblioteca de termistas de alta frequência; Edição 11). - 2.950 exemplares.

A unidade de fusão de um forno de indução é usada para aquecer uma ampla variedade de metais e ligas. O design clássico consiste nos seguintes elementos:

Bomba de drenagem.
Indutor resfriado a água.
Estrutura em aço inoxidável ou alumínio.
Área de contato.
A lareira é feita de concreto resistente ao calor.
Suporte com cilindro hidráulico e unidade de rolamento.

O princípio de funcionamento é baseado na criação de correntes parasitas de indução de Foucault. Via de regra, tais correntes causam mau funcionamento durante o funcionamento de eletrodomésticos, mas neste caso são utilizadas para aquecer a carga até a temperatura desejada. Quase todos os componentes eletrônicos começam a esquentar durante a operação. Este fator negativo no uso da eletricidade é aproveitado em toda a sua capacidade.

Vantagens do dispositivo

O forno de fusão por indução começou a ser usado há relativamente pouco tempo. Os famosos fornos abertos, altos-fornos e outros tipos de equipamentos são instalados nos locais de produção. Tal forno para fusão de metal tem as seguintes vantagens:

A utilização do princípio da indução permite tornar o equipamento compacto. É por isso que não há problemas com sua colocação em pequenos espaços. Um exemplo são os altos-fornos, que podem ser instalados exclusivamente em salas preparadas.
Os resultados dos estudos indicam que a eficiência é de quase 100%.
Alta velocidade de fusão. A alta taxa de eficiência determina que leva muito menos tempo para aquecer o metal quando comparado com outros fornos.
Ao derreter em alguns fornos, a composição química do metal pode mudar. A indução ocupa o primeiro lugar em termos de pureza do fundido. As correntes de Foucault criadas aquecem a peça por dentro, eliminando assim a possibilidade de entrada de diversas impurezas na composição.

É esta última vantagem que determina a difusão dos fornos de indução na joalheria, pois mesmo uma pequena concentração de impurezas estranhas pode afetar negativamente o resultado obtido.

Devido ao fato de M. Faraday ter descoberto o fenômeno da indução eletromagnética em 1831, o mundo viu um grande número de dispositivos que aquecem água e outros meios.

Como esta descoberta foi realizada, as pessoas a utilizam na vida cotidiana:

Chaleira elétrica com aquecedor de disco para aquecimento de água;
Forno multicooker;
Placa de indução;
Microondas (fogão);
Aquecedor;
Coluna de aquecimento.

A abertura também é utilizada para uma extrusora (não mecânica). Anteriormente, era amplamente utilizado na metalurgia e em outras indústrias relacionadas ao processamento de metais. Uma caldeira de indução de fábrica funciona segundo o princípio da ação de correntes parasitas sobre um núcleo especial localizado na parte interna da bobina. As correntes parasitas de Foucault são superficiais, por isso é melhor usar um tubo de metal oco como núcleo através do qual passa o elemento refrigerante.

A ocorrência de correntes elétricas ocorre devido ao fornecimento de tensão elétrica alternada ao enrolamento, provocando o aparecimento de um campo magnético elétrico alternado, que altera os potenciais 50 vezes/seg. em uma frequência industrial padrão de 50 Hz.

Neste caso, a bobina de indução Ruhmkorff é projetada de forma que possa ser conectada diretamente a uma fonte de alimentação CA. Na produção, para esse aquecimento, são utilizadas correntes elétricas de alta frequência - até 1 MHz, por isso é bastante difícil conseguir o funcionamento do dispositivo a 50 Hz. A espessura do fio e o número de voltas do enrolamento que o dispositivo utiliza são calculados separadamente para cada unidade de acordo com método especial para a produção de calor necessária. Uma unidade potente e caseira deve funcionar de forma eficiente, aquecer rapidamente a água que flui pela tubulação e não esquentar.

As organizações investem muito dinheiro no desenvolvimento e implementação de tais produtos, portanto:

Todos os problemas são resolvidos com sucesso;
A eficiência do dispositivo de aquecimento é de 98%;
Funciona sem interrupção.

Além da maior eficiência, não podemos deixar de nos sentir atraídos pela velocidade com que o meio que passa pelo núcleo é aquecido. Na Fig. É proposto um diagrama de funcionamento de um aquecedor de água por indução criado na planta. Tal esquema conta com uma unidade da marca “VIN”, que é produzida pela fábrica de Izhevsk.

O tempo de operação da unidade depende unicamente de quão vedada está a caixa e de como o isolamento do fio não está danificado, e esse é um período bastante significativo, segundo o fabricante - até 30 anos.

Por todas essas vantagens, que o aparelho tem 100%, é preciso pagar muito dinheiro, um aquecedor de água magnético é o mais caro de todos os tipos de instalações de aquecimento. Portanto, muitos artesãos preferem montar eles próprios uma unidade de aquecimento ultraeconômica.

Regras para fazer você mesmo o equipamento

Para que a instalação de aquecimento por indução funcione corretamente, a corrente desse produto deve corresponder à potência (deve ser de pelo menos 15 amperes, se necessário, mais).

O fio deve ser cortado em pedaços não maiores que cinco centímetros. Isto é necessário para um aquecimento eficiente em um campo de alta frequência.
O corpo não deve ter diâmetro menor que o fio preparado e ter paredes grossas.
Para fixação à rede de aquecimento, um adaptador especial é fixado em um dos lados da estrutura.
Uma malha deve ser colocada na parte inferior do tubo para evitar que o fio caia.
Este último é necessário em quantidade tal que preencha todo o espaço interno.
A estrutura é fechada e o adaptador instalado.
Então uma bobina é construída a partir deste tubo. Para isso, enrole-o com arame já preparado. O número de voltas deve ser observado: mínimo 80, máximo 90.
Depois de conectar ao sistema de aquecimento, a água é despejada no dispositivo. A bobina está conectada ao inversor preparado.
Uma bomba de abastecimento de água está instalada.
Um regulador de temperatura está instalado.

Assim, o cálculo do aquecimento por indução dependerá dos seguintes parâmetros: comprimento, diâmetro, temperatura e tempo de processamento

Preste atenção na indutância dos barramentos que levam ao indutor, que pode ser muito maior que a do próprio indutor.

Aquecimento por indução de alta precisão

Este aquecimento tem o princípio mais simples, pois é sem contato. O aquecimento por pulso de alta frequência permite atingir o mais alto regime de temperatura, no qual é possível processar os metais mais difíceis de fundir. Para realizar o aquecimento por indução, é necessário criar a tensão necessária de 12 V (volts) e a frequência de indutância em campos eletromagnéticos.

Isso pode ser feito em um dispositivo especial - um indutor. É alimentado por eletricidade de uma fonte de alimentação industrial de 50 Hz.

É possível utilizar fontes de energia individuais para isso – conversores/geradores. O dispositivo mais simples para um dispositivo de baixa frequência é uma espiral (condutor isolado), que pode ser colocada no interior de um tubo de metal ou enrolada nele. As correntes que fluem aquecem o tubo, que posteriormente fornece calor para a sala.

A utilização de aquecimento por indução em frequências mínimas não é comum. O processamento mais comum de metais ocorre em frequências altas ou médias. Tais dispositivos se diferenciam pelo fato de a onda magnética viajar até a superfície, onde é atenuada. A energia é convertida em calor. Para obter o melhor efeito, ambos os componentes devem ter um formato semelhante. Onde o calor é aplicado?

Hoje, o uso de aquecimento de alta frequência é generalizado:

Para fundir metais e soldá-los por método sem contato;
Indústria de engenharia mecânica;
Joia;
Criação de pequenos elementos (placas) que podem ser danificados com outras técnicas;
Endurecimento de superfícies de peças de diversas configurações;
Tratamento térmico de peças;
Prática médica (desinfecção de dispositivos/instrumentos).

O aquecimento pode resolver muitos problemas.

O que é aquecimento por indução

O princípio de funcionamento de um aquecedor de água por indução.

Um dispositivo de indução opera com energia gerada por um campo eletromagnético. É absorvido pelo transportador de calor, liberando-o então nas instalações:

Um indutor cria um campo eletromagnético nesse aquecedor de água. Esta é uma bobina de fio multivoltas de formato cilíndrico.
Fluindo através dele, uma corrente elétrica alternada ao redor da bobina gera um campo magnético.
Suas linhas são colocadas perpendicularmente ao vetor de fluxo eletromagnético. Quando movidos, eles recriam um círculo fechado.
As correntes parasitas criadas pela corrente alternada convertem energia elétrica em calor.

A energia térmica durante o aquecimento por indução é gasta com moderação e com baixa taxa de aquecimento. Graças a isso, o dispositivo de indução leva a água do sistema de aquecimento a uma temperatura elevada em um curto período de tempo.

Recursos do dispositivo

A corrente elétrica está conectada ao enrolamento primário.

O aquecimento por indução é realizado por meio de um transformador. Consiste em um par de enrolamentos:

externo (primário);
interno em curto-circuito (secundário).

As correntes parasitas surgem na parte profunda do transformador. Eles redirecionam o campo eletromagnético emergente para o circuito secundário. Funciona simultaneamente como habitação e como elemento de aquecimento de água.

Com o aumento da densidade dos fluxos de vórtice direcionados ao núcleo, primeiro ele aquece, depois todo o elemento térmico.

Para enviar água fria e a remoção do refrigerante preparado para o sistema de aquecimento, o aquecedor por indução é equipado com um par de tubos:

O inferior é instalado na entrada do sistema de abastecimento de água.
Tubo superior - para a seção de abastecimento sistema de aquecimento.

Em que elementos consiste o dispositivo e como funciona?

Um aquecedor de água por indução consiste nos seguintes elementos estruturais:

Foto	Unidade estrutural
	Indutor. Consiste em muitas voltas de fio de cobre. É neles que o campo eletromagnético é gerado.
	Elemento de aquecimento. Este é um tubo de metal ou pedaços de fio de aço colocados dentro do indutor.
	Gerador. Ele transforma a eletricidade doméstica em corrente elétrica de alta frequência. O papel de gerador pode ser desempenhado por um inversor de uma máquina de solda.

Esquema de funcionamento de um sistema de aquecimento com esquentador por indução.

Quando todos os componentes do dispositivo interagem, a energia térmica é gerada e transferida para a água. O diagrama operacional da unidade é o seguinte:

O gerador produz corrente elétrica de alta frequência. Em seguida, transmite-o para a bobina de indução.
Ele recebe a corrente e a transforma em um campo magnético elétrico.
O aquecedor localizado dentro da bobina aquece pela ação dos fluxos de vórtices que aparecem devido a uma mudança no vetor do campo magnético.
A água que circula dentro do elemento é aquecida por ele. Depois entra no sistema de aquecimento.

Vantagens e desvantagens do método de aquecimento por indução

A unidade é compacta e ocupa pouco espaço.

Os aquecedores por indução são dotados de tais vantagens:

alto nível de eficiência;
não requerem manutenção frequente;
ocupam pouco espaço livre;
devido às vibrações do campo magnético, a incrustação não se instala dentro deles;
os dispositivos estão silenciosos;
eles estão seguros;
devido ao aperto da caixa, não há vazamentos;
A operação do aquecedor é totalmente automatizada;
A unidade é ecologicamente correta, não emite fuligem, monóxido de carbono, etc.

A foto mostra uma caldeira de indução para aquecimento de água de fábrica.

A principal desvantagem do aparelho é o alto custo de seus modelos de fábrica..

No entanto, esta desvantagem pode ser mitigada se você montar um aquecedor por indução com suas próprias mãos. A unidade é montada a partir de elementos de fácil acesso e seu preço é baixo.

Benefícios de usar todos os tipos de aquecedores por indução

Um aquecedor por indução tem vantagens indiscutíveis e é líder entre todos os tipos de dispositivos. Essa vantagem é a seguinte:

Consome menos eletricidade e não polui o espaço envolvente.
Fácil de usar, proporciona um trabalho de alta qualidade e permite controlar o processo.
O aquecimento através das paredes da câmara garante pureza especial e capacidade de obtenção de ligas ultrapuras, enquanto a fusão pode ser realizada em diferentes atmosferas, incluindo gases inertes e vácuo.
Com sua ajuda é possível aquecer uniformemente peças de qualquer formato ou aquecimento seletivo
Finalmente, os aquecedores por indução são universais, o que permite que sejam usados em qualquer lugar, substituindo instalações obsoletas, consumidoras de energia e ineficientes.

Ao fazer um aquecedor por indução com as próprias mãos, você precisa se preocupar com a segurança do aparelho. Para fazer isso, você deve seguir as seguintes regras que aumentam o nível de confiabilidade do sistema geral:

Uma válvula de segurança deve ser inserida no tee superior para aliviar o excesso de pressão. Caso contrário, se a bomba de circulação falhar, o núcleo simplesmente explodirá sob a influência do vapor. Via de regra, o circuito de um simples aquecedor por indução prevê tais momentos.
O inversor está conectado à rede apenas através de um RCD. Este dispositivo opera em situações críticas e ajudará a evitar curtos-circuitos.
O inversor de soldagem deve ser aterrado conduzindo o cabo a um circuito metálico especial montado no solo atrás das paredes da estrutura.
O corpo do aquecedor por indução deve ser colocado a uma altura de 80 cm acima do nível do chão. Além disso, a distância até o teto deve ser de pelo menos 70 cm, e dos demais móveis - mais de 30 cm.
Um aquecedor por indução produz um campo eletromagnético muito forte, portanto, tal instalação deve ser mantida longe de alojamentos e recintos com animais de estimação.

Circuito aquecedor por indução

Graças à descoberta por M. Faraday em 1831 do fenômeno da indução eletromagnética em nosso vida moderna Surgiram muitos dispositivos que aquecem água e outros meios. Todos os dias utilizamos uma chaleira eléctrica com aquecedor de disco, uma multicooker e uma placa de indução, pois só no nosso tempo conseguimos concretizar esta descoberta para o uso quotidiano. Anteriormente, era utilizado nas indústrias metalúrgicas e outras indústrias metalúrgicas.

Uma caldeira de indução de fábrica utiliza em seu funcionamento o princípio da ação de correntes parasitas sobre um núcleo metálico colocado no interior da bobina. As correntes parasitas de Foucault são de natureza superficial, por isso faz sentido usar um tubo de metal oco como núcleo através do qual flui um refrigerante aquecido.

Princípio de funcionamento de um aquecedor por indução

A ocorrência de correntes se deve ao fornecimento de tensão elétrica alternada ao enrolamento, causando o aparecimento de um campo eletromagnético alternado que altera os potenciais 50 vezes por segundo em uma frequência industrial normal de 50 Hz. Neste caso, a bobina de indução é projetada de forma que possa ser conectada diretamente à rede elétrica CA. Na indústria, para esse aquecimento, são utilizadas correntes de alta frequência - até 1 MHz, por isso é bastante difícil conseguir a operação do dispositivo a uma frequência de 50 Hz.

A espessura do fio de cobre e o número de voltas do enrolamento utilizado pelos aquecedores de água por indução são calculados separadamente para cada unidade de acordo com técnica especial para o necessário energia térmica. O produto deve funcionar de forma eficiente, aquecer rapidamente a água que flui pela tubulação e não superaquecer. As empresas investem muito dinheiro no desenvolvimento e implementação de tais produtos, para que todos os problemas sejam resolvidos com sucesso e a eficiência do aquecedor seja de 98%.

Além da alta eficiência, o que é particularmente atraente é a velocidade com que o meio que flui através do núcleo é aquecido. A figura mostra um diagrama de funcionamento de um aquecedor por indução fabricado em fábrica. Este esquema é usado em unidades do conhecido marca registrada"VIN", produzido pela fábrica de Izhevsk.

Diagrama de operação do aquecedor

A longevidade do gerador de calor depende apenas da estanqueidade da carcaça e da integridade do isolamento das espiras do fio, e este é um período bastante longo declarado pelos fabricantes; Por todas essas vantagens que esses aparelhos realmente apresentam, é preciso pagar muito dinheiro; um aquecedor de água por indução é o mais caro de todos os tipos de instalações de aquecimento elétrico. Por esta razão, alguns artesãos iniciaram a produção dispositivo caseiro para utilizá-lo no aquecimento da casa.

Processo faça você mesmo

As seguintes ferramentas serão úteis para o trabalho:

inversor de soldagem;
soldagem gerando corrente de 15 amperes.

Você também precisará de fio de cobre, que é enrolado no corpo central. O dispositivo atuará como um indutor. Os contatos dos fios são conectados aos terminais do inversor para que não haja torções. O pedaço de material necessário para montar o núcleo deve ter o comprimento necessário. Em média, o número de voltas é 50, o diâmetro do fio é de 3 milímetros.

Fio de cobre de diferentes diâmetros para enrolamento

Agora vamos passar para o núcleo. Seu papel será um tubo de polímero feito de polietileno. Este tipo de plástico pode suportar temperaturas bastante elevadas. O diâmetro do núcleo é de 50 milímetros, a espessura da parede é de pelo menos 3 mm. Esta peça é utilizada como medidor no qual é enrolado o fio de cobre, formando um indutor. Quase qualquer pessoa pode montar um simples aquecedor de água por indução.

No vídeo você verá uma maneira de organizar de forma independente o aquecimento por indução de água para aquecimento:

Primeira opção

O fio é cortado em seções de 50 mm e um tubo de plástico é preenchido com ele. Para evitar que derrame do tubo, sele as extremidades com tela de arame. Os adaptadores do tubo são colocados nas extremidades, no local onde o aquecedor está conectado.

Um enrolamento é enrolado no corpo deste último com fio de cobre. Para isso, são necessários aproximadamente 17 metros de fio: são necessárias 90 voltas, o diâmetro do tubo é de 60 milímetros. 3,14×60×90=17m.

Importante saber! Ao verificar o funcionamento do dispositivo, certifique-se cuidadosamente de que há água (líquido refrigerante) nele. Caso contrário, o corpo do dispositivo derreterá rapidamente.
. O tubo bate no oleoduto

O aquecedor está conectado ao inversor. Resta encher o aparelho com água e ligá-lo. Está tudo pronto!

O tubo bate no pipeline. O aquecedor está conectado ao inversor. Resta encher o aparelho com água e ligá-lo. Está tudo pronto!

Segunda opção

Esta opção é muito mais simples. Uma seção reta do tamanho de um metro é selecionada na parte vertical do tubo. Deve ser completamente limpo de tinta com lixa. A seguir, esta seção do tubo é coberta com três camadas de tecido elétrico. Uma bobina de indução é enrolada com fio de cobre. Todo o sistema de conexão está bem isolado. Agora você pode conectar o inversor de soldagem e o processo de montagem estará totalmente concluído.

Bobina de indução enrolada com fio de cobre

Antes de começar a fazer um aquecedor de água com as próprias mãos, é aconselhável se familiarizar com as características dos produtos de fábrica e estudar seus desenhos. Isso o ajudará a entender os dados iniciais dos equipamentos caseiros e a evitar possíveis erros.

Terceira opção

Para fazer o aquecedor dessa forma mais complexa, é necessário usar soldagem. Você também precisará de um transformador trifásico para operação. Dois tubos precisam ser soldados um ao outro, o que atuará como aquecedor e núcleo. Um enrolamento é parafusado no corpo do indutor. Isso aumenta o desempenho do aparelho, que possui um tamanho compacto, o que é muito prático para uso em casa.

Enrolamento no corpo do indutor

Para fornecer e drenar a água, 2 tubos são soldados no corpo da unidade de indução. Para não perder calor e evitar possíveis vazamentos de corrente, é necessário fazer isolamento. Eliminará os problemas descritos acima e eliminará completamente o ruído durante o funcionamento da caldeira.

Dependendo das características do projeto, os fornos de indução de piso e de mesa são diferenciados. Independentemente da opção escolhida, existem várias regras básicas para instalação:

Quando o equipamento está em operação, há uma carga elevada na rede elétrica. Para eliminar a possibilidade de curto-circuito devido ao desgaste do isolamento, durante a instalação deve ser realizado um aterramento de alta qualidade.
O projeto possui circuito de refrigeração a água, o que elimina a possibilidade de superaquecimento dos elementos principais. É por isso que é necessário garantir um aumento confiável da água.
Se for instalar um fogão de mesa, preste atenção à estabilidade da base utilizada.
O forno para fusão de metal é representado por um complexo aparelho elétrico, ao instalar o qual você deve seguir todas as recomendações do fabricante. Atenção especialé dado aos parâmetros da fonte de alimentação, que devem corresponder ao modelo do dispositivo.
Não se esqueça que deve haver bastante espaço livre ao redor do fogão. Durante a operação, mesmo um pequeno volume e massa derretido pode espirrar acidentalmente para fora do molde. Em temperaturas acima de 1000 graus Celsius, causará danos irreparáveis a diversos materiais e também poderá causar incêndio.

O dispositivo pode ficar muito quente durante a operação. É por isso que não deve haver substâncias inflamáveis ou explosivas nas proximidades. Além disso, de acordo com as precauções de segurança contra incêndio nas proximidades, um escudo contra fogo deve ser instalado.

Regras de segurança

Para sistemas de aquecimento que utilizam aquecimento por indução, é importante seguir diversas regras para evitar vazamentos, perdas de eficiência, consumo de energia e acidentes. . Os sistemas de aquecimento por indução requerem válvula de segurança para liberar água e vapor em caso de falha da bomba.

Para evitar falhas de energia, recomenda-se ligar a caldeira com aquecimento por indução, feito manualmente de acordo com os diagramas propostos, para uma linha de alimentação separada, cuja seção transversal do cabo será de pelo menos 5 mm2

A fiação convencional pode não ser capaz de lidar com o consumo de energia necessário.

Os sistemas de aquecimento por indução requerem uma válvula de segurança para liberar água e vapor caso a bomba falhe.
Um manômetro e um RCD são necessários para a operação segura de um sistema de aquecimento montado por você.
Ter todo o sistema de aquecimento por indução aterrado e isolado eletricamente evitará choque elétrico.
Para evitar os efeitos nocivos do campo eletromagnético no corpo humano, é preferível deslocar tais sistemas para fora da área residencial, onde devem ser seguidas as regras de instalação, segundo as quais o dispositivo de aquecimento por indução deve ser colocado a uma distância de 80 cm de horizontal (piso e teto) e 30 cm de superfícies verticais.
Antes de ligar o sistema, verifique a presença de líquido refrigerante.
Para evitar falhas no funcionamento da rede eléctrica, recomenda-se ligar uma caldeira com aquecimento por indução, feita manualmente de acordo com os esquemas propostos, a uma linha de alimentação separada, cuja secção transversal do cabo será de pelo menos 5 mm2 . A fiação convencional pode não ser capaz de lidar com o consumo de energia necessário.

Criação de dispositivos sofisticados

Fazer uma instalação de aquecimento HDTV com as próprias mãos é mais difícil, mas os rádios amadores podem fazê-lo, pois para montá-la será necessário um circuito multivibrador. O princípio de operação é semelhante - correntes parasitas decorrentes da interação do enchimento metálico no centro da bobina e seu próprio campo altamente magnético aquecem a superfície.

Projeto de instalações HDTV

Como mesmo bobinas pequenas produzem uma corrente de cerca de 100 A, será necessário conectar uma capacitância ressonante a elas para equilibrar a tiragem de indução. Existem 2 tipos de circuitos de trabalho para aquecimento de HDTV a 12 V:

conectado à rede elétrica.

elétrica direcionada;
conectado à rede elétrica.

No primeiro caso, uma instalação de mini HDTV pode ser montada em uma hora. Mesmo na ausência de uma rede de 220 V, você pode usar esse gerador em qualquer lugar, desde que tenha baterias de carro como fonte de energia. É claro que não é potente o suficiente para derreter metal, mas pode atingir as altas temperaturas necessárias para pequenos trabalhos, como aquecer facas e chaves de fenda azuis. Para criá-lo você precisa comprar:

transistores de efeito de campo BUZ11, IRFP460, IRFP240;
bateria de carro a partir de 70 A/h;
capacitores de alta tensão.

A corrente da fonte de alimentação de 11 A diminui para 6 A durante o aquecimento devido à resistência do metal, mas permanece a necessidade de fios grossos que possam suportar uma corrente de 11-12 A para evitar superaquecimento.

O segundo circuito para instalação de aquecimento por indução em caixa plástica é mais complexo, baseado no driver IR2153, mas é mais conveniente utilizá-lo para construir uma ressonância de 100k através do regulador. O circuito deve ser controlado através de um adaptador de rede com tensão de 12 V ou mais. A seção de potência pode ser conectada diretamente à rede principal de 220 V por meio de uma ponte de diodos. A frequência de ressonância é de 30 kHz. Serão necessários os seguintes itens:

Núcleo de ferrite de 10 mm e indutor de 20 voltas;
tubo de cobre como uma bobina HDTV de 25 voltas em um mandril de 5 a 8 cm;
capacitores 250 V.

Aquecedores de vórtice

Uma instalação mais potente, capaz de aquecer os parafusos até ficarem amarelos, pode ser montada usando um esquema simples. Porém, durante a operação, a geração de calor será bastante grande, por isso é recomendável instalar radiadores em transistores. Você também precisará de um acelerador, que pode ser emprestado da fonte de alimentação de qualquer computador, e dos seguintes materiais auxiliares:

fio ferromagnético de aço;
fio de cobre 1,5 mm;
transistores e diodos de efeito de campo para tensão reversa a partir de 500 V;
Diodos Zener com potência de 2-3 W, avaliados em 15 V;
resistores simples.

Dependendo do resultado desejado, o enrolamento do fio sobre uma base de cobre varia de 10 a 30 voltas. Em seguida vem a montagem do circuito e a preparação da bobina base do aquecedor a partir de aproximadamente 7 voltas de fio de cobre de 1,5 mm. Ele está conectado ao circuito e depois à eletricidade.

Os artesãos familiarizados com a soldagem e operação de um transformador trifásico podem aumentar ainda mais a eficiência do dispositivo e, ao mesmo tempo, reduzir o peso e o tamanho. Para fazer isso, você precisa soldar as bases de dois tubos, que servirão como núcleo e aquecedor, e soldar dois tubos na carcaça após o enrolamento para fornecer e remover o refrigerante.

Vantagens e Desvantagens

Tendo compreendido o princípio de funcionamento de um aquecedor por indução, podemos considerá-lo positivo e aspectos negativos. Considerando a alta popularidade deste tipo de geradores de calor, pode-se supor que ele apresenta muito mais vantagens do que desvantagens. Entre as vantagens mais significativas estão:

Simplicidade de design.
Alta taxa de eficiência.
Longa vida útil.
Pequeno risco de danos ao dispositivo.
Economias de energia significativas.

Como o indicador de desempenho de uma caldeira de indução está em uma ampla faixa, você pode facilmente selecionar a unidade para sistema específico aquecimento do edifício. Esses dispositivos são capazes de aquecer rapidamente o refrigerante a uma determinada temperatura, o que os torna um concorrente digno das caldeiras tradicionais.

Durante o funcionamento do aquecedor por indução, observa-se uma leve vibração, devido à qual a incrustação é sacudida dos tubos. Como resultado, a unidade pode ser limpa com menos frequência. Como o refrigerante está em contato constante com elemento de aquecimento, então os riscos de seu fracasso são relativamente pequenos.

Parte 1. CALDEIRA DE INDUÇÃO DIY - é fácil. Dispositivo para placa de indução.

Se nenhum erro foi cometido durante a instalação da caldeira de indução, os vazamentos estão praticamente excluídos. Isto se deve à transferência sem contato de energia térmica para o aquecedor. Usando tecnologia de aquecimento de água por indução permite que você o leve quase ao estado gasoso. Desta forma, consegue-se uma movimentação eficiente da água nas tubulações e, em algumas situações, é até possível prescindir do uso de unidades de bombeamento de circulação.

Infelizmente, dispositivos ideais não existem hoje. Juntamente com um grande número de vantagens, os aquecedores por indução também apresentam uma série de desvantagens. Dado que a unidade necessita de eletricidade para funcionar, não será capaz de funcionar com eficiência máxima em áreas com cortes de energia frequentes. Quando o refrigerante superaquece, a pressão no sistema aumenta acentuadamente e os tubos podem estourar. Para evitar isso, o aquecedor por indução deve estar equipado com um dispositivo de desligamento de emergência.

Aquecedor de indução faça você mesmo

Princípio de funcionamento do aquecimento por indução

Um aquecedor por indução utiliza a energia de um campo eletromagnético, que o objeto aquecido absorve e converte em calor. Para gerar um campo magnético, é utilizado um indutor, ou seja, uma bobina cilíndrica multivoltas. Ao passar por este indutor, uma corrente elétrica alternada cria um campo magnético alternado ao redor da bobina.

Um aquecedor inversor caseiro permite aquecer rapidamente e a temperaturas muito altas. Com a ajuda de tais dispositivos, você pode não apenas aquecer água, mas até derreter vários metais.

Se um objeto aquecido for colocado dentro ou próximo ao indutor, ele será penetrado pelo fluxo do vetor de indução magnética, que muda constantemente ao longo do tempo. Neste caso, surge campo elétrico, cujas linhas são perpendiculares à direção do fluxo magnético e se movem em um círculo fechado. Graças a esses fluxos de vórtices, a energia elétrica é transformada em energia térmica e o objeto aquece.

Assim, a energia elétrica do indutor é transferida para o objeto sem a utilização de contatos, como acontece nos fornos de resistência. Como resultado, a energia térmica é gasta de forma mais eficiente e a taxa de aquecimento aumenta visivelmente. Este princípio é amplamente utilizado na área de processamento de metais: fusão, forjamento, soldagem, revestimento, etc. Com não menos sucesso, um aquecedor de indução de vórtice pode ser usado para aquecer água.

Aquecedores por indução de alta frequência

A mais ampla gama de aplicações é para aquecedores por indução de alta frequência. Os aquecedores são caracterizados por uma alta frequência de 30 a 100 kHz e uma ampla faixa de potência de 15 a 160 kW. O tipo de alta frequência fornece aquecimento superficial, mas isso é suficiente para melhorar propriedades químicas metal

Os aquecedores por indução de alta frequência são fáceis de operar e econômicos, e sua eficiência pode chegar a 95%. Todos os tipos operam continuamente por um longo tempo, e a versão de dois blocos (quando o transformador de alta frequência é colocado em um bloco separado) permite operação 24 horas por dia. O aquecedor possui 28 tipos de proteção, cada uma responsável por sua função. Exemplo: monitorar a pressão da água em um sistema de refrigeração.

Aquecedor por indução 60 kW Perm
Aquecedor por indução 65 kW Novosibirsk
Aquecedor por indução 60 kW Krasnoyarsk
Aquecedor por indução 60 kW Kaluga
Aquecedor por indução 100 kW Novosibirsk
Aquecedor por indução 120 kW Ekaterinburg
Aquecedor por indução 160 kW Samara

Aplicativo:

endurecimento superficial da engrenagem
endurecimento de eixos
endurecimento de rodas de guindaste
aquecer peças antes de dobrar
soldagem de fresas, fresas, brocas
aquecendo a peça de trabalho durante a estampagem a quente
parafusos de pouso
soldagem e revestimento de metais
restauração de peças.

Há muitos anos que as pessoas fundem metal. Cada material possui seu próprio ponto de fusão, que só pode ser alcançado com equipamentos especiais. Os primeiros fornos para fusão de metal eram bastante grandes e instalados exclusivamente nas oficinas de grandes organizações. Hoje, um moderno forno de indução pode ser instalado em pequenas oficinas na montagem da produção de joias. É pequeno, fácil de usar e altamente eficaz.

Princípio de funcionamento

A unidade de fusão de um forno de indução é usada para aquecer uma ampla variedade de metais e ligas. O design clássico consiste nos seguintes elementos:

Bomba de drenagem.
Indutor resfriado a água.
Estrutura em aço inoxidável ou alumínio.
Área de contato.
A lareira é feita de concreto resistente ao calor.
Suporte com cilindro hidráulico e unidade de rolamento.

Vantagens do dispositivo

É esta última vantagem que determina a difusão dos fornos de indução na joalheria, pois mesmo uma pequena concentração de impurezas estranhas pode afetar negativamente o resultado obtido.

Dependendo das características do projeto, os fornos de indução de piso e de mesa são diferenciados. Independentemente da opção escolhida, existem várias regras básicas para instalação:

Apenas dois tipos de fornos são amplamente utilizados: cadinho e canal. Eles têm vantagens e desvantagens semelhantes, as diferenças residem apenas no método de operação utilizado:

O tipo mais popular de forno de indução é o tipo cadinho. Isto se deve ao seu alto desempenho e facilidade de operação. Além disso, se necessário, tal projeto pode ser feito de forma independente.

Versões caseiras são bastante comuns. Para criá-los você precisa de:

Gerador.
Cadinho.
Indutor.

Um eletricista experiente, se necessário, pode fazer um indutor com as próprias mãos. Este elemento estrutural é representado por um enrolamento de fio de cobre. O cadinho pode ser adquirido na loja, mas como gerador utiliza-se um circuito de lâmpada, uma bateria de transistores automontada ou um inversor de soldagem.

Usando um inversor de soldagem

Um forno de indução para derreter metal com suas próprias mãos pode ser criado usando um inversor de soldagem como gerador. Esta opção é a mais utilizada já que os esforços realizados dizem respeito apenas à fabricação do indutor:

Tubo de cobre de paredes finas é usado como material principal. O diâmetro recomendado é de 8 a 10 cm.
O tubo se curva o modelo necessário, que depende das características do invólucro utilizado.
Deve haver uma distância não superior a 8 mm entre as voltas.
O indutor é colocado em uma caixa de textolite ou grafite.

Depois de criar o indutor e colocá-lo na caixa, resta instalar o cadinho adquirido em seu lugar.

Tal circuito é bastante complexo de implementar e envolve a utilização de resistores, diversos diodos, transistores de diversas capacidades, um capacitor de filme, fio de cobre com dois diâmetros diferentes e anéis indutores. As recomendações de montagem são as seguintes:

O circuito criado é colocado em uma caixa de textolite ou grafite, que são dielétricos. Esquema, envolvendo o uso de transistores, bastante difícil de implementar. Portanto, você deve realizar a fabricação de tal fogão somente se tiver certas habilidades de trabalho.

Fogão de lâmpada

EM ultimamente fogões com lâmpadas são cada vez menos criados, pois exigem cautela no manuseio. O circuito utilizado é mais simples comparado ao caso de utilização de transistores. A montagem pode ser realizada em várias etapas:

As lhamas utilizadas devem ser protegidas de impactos mecânicos.

Resfriamento de equipamentos

Ao criar um forno de indução com as próprias mãos, o maior problema que surge é o resfriamento. Isto se deve aos seguintes pontos:

Durante a operação, não apenas o metal fundido é aquecido, mas também alguns elementos do equipamento. É por isso que o resfriamento eficaz é necessário para uma operação de longo prazo.
O método baseado na utilização de fluxo de ar é caracterizado pela baixa eficiência. Além disso, não é recomendável instalar ventiladores próximos ao fogão. Isso se deve ao fato de que elementos metálicos podem influenciar as correntes parasitas geradas.

Normalmente, o resfriamento é realizado através do fornecimento de água. Criar um circuito de refrigeração de água em casa não é apenas difícil, mas também economicamente não lucrativo. As versões industriais do forno já possuem um circuito embutido, ao qual basta conectar água fria.

Precauções de segurança

Ao usar um forno de indução, certas precauções de segurança devem ser seguidas. Recomendações básicas:

Ao instalar o equipamento, deve-se considerar como a carga será carregada e o metal fundido será extraído. Recomenda-se reservar uma sala separada preparada para a instalação de um forno de indução.

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