Индукционный нагреватель из сварочного аппарата своими руками: Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора своими руками

Использование индукционных катушек вместо традиционных ТЭН в отопительном оборудовании позволило значительно увеличить КПД агрегатов при меньшем потреблении электроэнергии. Индукционные нагреватели появились в продаже относительно недавно, к тому же по достаточно высоким ценам. Поэтому народные умельцы не оставили эту тему без внимания и придумали, как сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора.

Содержание

Преимущества индукционного нагревателя

Индукционные нагреватели с каждым днем набирают популярность у потребителя благодаря следующим достоинствам:

• высокий показатель КПД;
• агрегат работает практически бесшумно;
• индукционные котлы и нагреватели считаются достаточно безопасными в сравнении с газовым оборудованием;
• нагреватель работает полностью в автоматическом режиме;
• оборудование не требует постоянного обслуживания;
• благодаря герметичности аппарат, исключаются протечки;
• из-за вибраций электромагнитного поля образование накипи становится невозможным.

Также к преимуществам данного типа нагревателя можно отнести простоту его конструкции и доступность материалов для сборки аппарата своими руками.

Схема работы индукционного нагревателя

Нагреватель индукторного типа содержит следующие элементы.

1. Генератор тока. Благодаря данному модулю переменный ток бытовой электросети преобразуется в высокочастотный.
2. Индуктор. Изготавливается из медной проволоки, скрученной в виде катушки, для образования магнитного поля.
3. Нагревательный элемент. Представляет собой металлическую трубу, размещенную внутри индуктора.

Все перечисленные элементы, взаимодействуя между собой, работают по следующему принципу. Выработанный генератором высокочастотный ток поступает на катушку индуктора, изготовленную из медного проводника. Ток высокой частоты преобразуется индуктором в электромагнитное поле. Далее, металлическая труба, находящаяся внутри индуктора, разогревается благодаря воздействию на нее вихревых потоков, возникающих в катушке. Теплоноситель (вода), проходящий через нагреватель, забирает тепловую энергию и переносит ее в отопительную систему. Также теплоноситель выступает в роли охладителя нагревательного элемента, что продляет “жизнь” отопительному котлу.

Ниже предоставлена электрическая схема индукционного нагревателя.

На следующем фото показано, как работает индукционный нагреватель металла.

Важно! Если прикоснуться разогреваемой деталью к двум виткам индуктора, то произойдет межвитковое замыкание, от которого мгновенно выгорят транзисторы.

Сборка и монтаж системы

Подключать индуктор к клеммам сварочного аппарата, предназначенным для подсоединения сварочных кабелей, нельзя. Если это сделать, то агрегат просто выйдет из строя. Чтобы приспособить инвертор под работу с индукционным нагревателем, потребуется достаточно сложная переделка аппарата, требующая, в первую очередь, знаний в радиоэлектронике.

В двух словах, эта переделка выглядит так: катушку, а именно ее первичную обмотку, требуется подсоединить после преобразователя высокой частоты инвертора вместо встроенной индукционной катушки последнего. Кроме этого, потребуется удалить диодный мост и спаять конденсаторный блок.

Как происходит переделка сварочного инвертора в индукционный нагреватель, можно узнать из этого видео.

Индукционная печь для металла

Чтобы сделать индукционный нагреватель из сварочного инвертора, потребуются следующие материалы.

1. Инверторный сварочный аппарат. Хорошо, если в агрегате будет реализована функция плавной регулировки тока.
2. Медная трубка диаметром около 8 мм и длиной, достаточной, чтобы сделать 7 витков вокруг заготовки 4-5 см в диаметре. Кроме этого, после витков должны остаться свободные концы трубки длиной около 25 см.

Для сборки печи выполните следующие действия.

1. Подберите какую-либо деталь диаметром 4-5 см, которая будет служить шаблоном для наматывания катушки из медной трубки. Это может быть деревянная круглая деталь, металлическая или пластиковая труба.
2. Возьмите медную трубку и заклепайте один ее конец молотком.
3. Плотно заполните трубку сухим песком и заклепайте второй ее конец. Песок не даст трубке сломаться при скручивании.
4. Сделайте 7 витков трубки вокруг шаблона, после чего спилите ее концы и высыпьте песок.
5. Подсоедините получившуюся катушку к переделанному инвертору.

Совет! Если предполагается, что индукционная печь будет работать длительное время на большой мощности, то к трубке рекомендуется подвести водяное охлаждение.

Индукционный нагреватель для воды

Для сборки отопительного котла потребуются следующие конструктивные элементы.

1. Инвертор. Аппарат выбирается такой мощности, какая нужна для отопительного котла.
2. Толстостенная труба (пластиковая), можно марки PN Ее длина должна быть 40-50 см. Сквозь нее будет проходить теплоноситель (вода). Внутренний диаметр трубы должен быть не меньше 5 см. В таком случае наружный диаметр будет равняться 7,5 см. Если внутренний диаметр будет меньше, то и производительность котла буде невысокой.
3. Стальная проволока. Также можно взять пруток из металла диаметром 6-7 мм. Из проволоки или прутка нарезаются небольшие куски (4-5 мм). Эти отрезки будут выполнять роль теплообменника (сердечника) индуктора. Вместо стальных отрезков можно использовать цельнометаллическую трубку меньшего диаметра или стальной шнек.
4. Палочки или стержни из текстолита, на которые будет наматываться индукционная катушка. Применение текстолита убережет трубу от нагретой катушки, поскольку данный материал устойчив к высоким температурам.
5. Изолированный кабель сечением 1,5 мм ² и длиной 10-10,5 метров. Изоляция кабеля должна быть волокнистой, эмалевой, стекловолоконной или асбестовой.

Совет! Вместо стальной проволоки допускается использовать металлическую губку из нержавейки. Но перед покупкой их проверяют магнитом: если мочалка притягивается магнитом, то ее можно использовать в качестве нагревателя.

Индукционный котел отопления собирается по следующему алгоритму. Заполните корпус теплообменника изделиями из металла, о которых говорилось выше. На конце трубы, служащей корпусом, припаяйте переходники, подходящие по диаметру к трубам отопительного контура.

При необходимости, к переходникам можно припаять уголки. Также следует припаять муфты-американки. Благодаря им нагреватель будет легко демонтировать, для проведения ремонта или профилактического осмотра.

На следующем этапе на корпус теплообменника необходимо наклеить

текстолитовые полоски, на которые будет наматываться катушка. Также следует сделать из того же текстолита пару стоек высотой 12-15 мм. На них будут расположены контакты для подключения нагревателя к переделанному инвертору.

Поверх полосок из текстолита намотайте катушку. Между витками должно быть расстояние не менее 3 мм. Намотка должна состоять из 90 витков проводника. Концы кабеля необходимо закрепить на ранее подготовленных стойках.

Вся конструкция помещается в кожух, который в целях безопасности будет выполнять роль изоляции. Для кожуха подойдет пластиковая труба диаметром большим, чем катушка. В защитном кожухе необходимо сделать 2 отверстия для вывода электрического кабеля. В торцы трубы можно установить заглушки, после чего в них следует проделать отверстия под патрубки. Через последние котел будет подсоединяться к отопительной магистрали.

Важно! Испытывать нагреватель можно лишь после заполнение его водой. Если включить его “на сухую”, то пластиковая труба расплавится, и придется собирать нагреватель заново.

Далее, котел врезается в систему отопления по схеме, приведенной ниже.

Схема подключения состоит из следующих элементов.

1. Источник высокочастотного тока. В данном случае – это видоизмененный инвертор.
2. Индукционный нагреватель.
3. Элементы безопасности. В эту группу могут входить: термометр, предохранительный клапан, манометр и т.д.
4. Шаровые краны. Используются для слива или заправки системы водой, а также для перекрытия подачи воды на определенном участке контура.
5. Циркуляционный насос. Благодаря ему вода сможет двигаться по отопительной системе.
6. Фильтр. Применяется для очистки теплоносителя от механических загрязнений. Благодаря очистке воды продлевается срок службы всего оборудования.
7. Расширительный бачок мембранного типа. Применяется для компенсации теплового расширения воды.
8. Радиатор отопления. Для индукционного отопления лучше использовать либо алюминиевые радиаторы, либо биметаллические, поскольку они при небольших габаритах имеют высокую теплоотдачу.
9. Шланг, через который можно заполнять систему либо сливать из нее теплоноситель.

Как видно из вышеописанного метода, самостоятельно изготовить индукционный нагреватель вполне возможно. Но лучше покупного он не будет. Даже если вы обладаете необходимыми знаниями в электротехнике, следует задуматься, насколько будет безопасной эксплуатация такого аппарата, поскольку он не оборудован ни специальными датчиками, ни блоком контроля.

Поэтому рекомендуется отдать предпочтение готовому оборудованию, изготовленному в заводских условиях.

как сделать своими руками, схемы и процесс установки

Содержание

1. Описание самодельного индукционного нагревателя
2. Устройство самоделки
3. Сфера применения
4. Принцип работы индукционного нагревателя для металла
5. Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве
6. Преимущества самодельного устройства
7. Недостатки нагревателя
8. Что потребуется для изготовления своими руками
9. Схемы для изготовления нагревателя
10. Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя
11. Простое изделие на основе сварочного инвертора
12. Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт
13. Печь для нагрева металла
14. Нагреватель для воды
15. Особенности эксплуатации самоделки
16. Индукционная катушка
17. Модуль резонансного конденсатора
18. Установка индукционного нагревателя
19. Безопасность устройства
20. Полезное видео по созданию нагревателя индукционного типа
21. Дополнительные советы по изготовлению

Индукционный нагреватель из сварочного инвертора представляет собой эффективный прибор с высоким КПД и несложным внутренним устройством. Устройства промышленного производства обойдутся достаточно дорого, поэтому самостоятельная сборка является неплохой альтернативой.

Описание самодельного индукционного нагревателя

Нагревательное оборудование, которое работает по принципу индукции, стремительно набирает популярность. Это обусловлено практически бесшумной работой, эффективным обогревом окружающего пространства и повышенной безопасностью в сравнении с топливными системами.

Индукционные нагреватели из сварочного инвертора отличаются 

высоким КПД и несложным внутренним устройством.

Устройство самоделки

Самодельный прибор состоит из таких частей:

1. Нагревательного элемента. В его качестве используется трубка из металла или полимерных материалов, которая спрятана в индукторном компоненте и содержит теплоноситель.
2. Альтернатора (генератора переменного ТВЧ). Устройство требуется для повышения частот бытовой сети. Оно делает их выше стандарта в 50 Гц.
3. Индуктора. Представляет собой цилиндрическую катушку из проволоки, которая генерирует электромагнитное поле.

Сфера применения

Принцип индукции широко применяется в таких сферах человеческой деятельности:

1. Металлургия. С помощью технологии производится плавка металлических заготовок.
2. В бытовой сфере. С помощью нагревателей выполняется готовка пищи, нагрев воды или обогрев частных сооружений.
3. В отдельных направлениях промышленности. Метод используется в работе индукционных печей быстрого разогрева.

Принцип работы индукционного нагревателя для металла

Под индуктором подразумевается катушка, изготовленная из медной проволоки, которая провоцирует магнитное поле. С помощью генератора переменного тока формируется высокочастотный поток из базового потока бытовой электросети с частотой 50 Гц. Роль нагревателя играет металлический элемент, поглощающий тепло. При правильном соединении таких составляющих получается эффективный прибор, который может использоваться для нагрева жидкого вещества и обогрева помещения.

Принцип работы нагревателя.

Генератор направляет электрический ток с соответствующими параметрами на катушку (индуктор). Когда сквозь деталь проходит поток заряженных частиц, это вызывает формирование магнитного поля.

Индукционные нагреватели работают по принципу образования электропотоков в проводниках. Магнитное поле может менять направление электромагнитных волн. В случае взаимодействия с металлическими изделиями, оно моментально нагревает их без контакта с индуктором. Этому способствуют вихревые токи.

Действительно ли можно сэкономить на индукционном нагреве

Популярность использования оборудования в быту обусловлена неплохой экономией электроэнергии. При установке на кухне плит, работающих по методу индукции, у владельца исчезает необходимость включения вентиляции, т.к. окружающее пространство практически не прогревается. Нагревательная поверхность не требует сложной очистки, поскольку она выполнена из стекла.

Из-за увеличенной скорости нагрева продолжительность работы системы сокращается, что тоже позволяет сэкономить на электричестве.

Преимущества самодельного устройства

Нагреватели имеют несколько важных достоинств. К ним относят следующие пункты:

1. На поверхности агрегата не появляется накипь, поскольку при образовании вихревых токов происходит вибрация. Подобная особенность исключает дополнительные траты на очистку котлов.
2. Теплогенератор отличается максимальной герметичностью, даже если он изготовлен своими руками. Вероятность протечек в котлах исключается, поскольку теплоноситель прогревается внутри трубы, а тепловая энергия передается посредством электромагнитного поля. В устройстве системы не предусмотрены разъемные соединения.
3. Нагревательный прибор не нуждается в ремонте или обслуживании, поскольку он представляет собой трубку из меди. Для сравнения, спираль ТЭНа часто перегорает и требует замены.
4. Во время работы инверторного оборудования отсутствует избыточный шум. При этом агрегат создает вибрации, но их частота настолько низкая, что они практически не ощущаются.
5. Сборка и обслуживание системы не сопровождаются большими затратами. Это позволяет без особых сложностей и финансовых вложений соорудить обогревательный прибор в домашних условиях.

Помимо положительных качеств, нагреватели индукционного типа имеют и недостатки. При размещении на небольшом расстоянии от оборудования можно получить ожоги, поскольку оно нагревает не только теплоноситель, но и окружающее пространство. В сравнении с газовыми котлами индукционные системы дороже в эксплуатации.

В число недостатков относится риск детонации из-за перегрева теплоносителя.

Проблема исключается путем монтажа датчика давления.

Что потребуется для изготовления своими руками

Для предстоящей сборки нагревателя из инверторного механизма потребуется подготовить:

1. Корпус будущего агрегата. Его делают из полимерной трубы диаметром 50 мм, которая устойчива к нагреву.
2. Нагревательный элемент. В качестве этой детали можно использовать проволоку из нержавеющего материала.
3. Держатель для проволочных отрезков. Это металлическая сетка с небольшим сечением ячеек.
4. Индукторная составляющая. Подойдет медная проволока.
5. Система подачи жидкости. Для этих целей используется циркуляционный насос.

Кроме того, потребуется подготовить терморегулятор и элементы подключения к отопительному контуру, к которым относятся шаровые краны и переходники.

Схемы для изготовления нагревателя

Существуют готовые чертежи для сборки нагревательного оборудования. В зависимости от технических параметров и назначения устройства они различаются.

Классическая схема нагревателя функционирует по принципу «двойного полумоста», который оснащен 4 силовыми транзисторами и изолированным затвором. Для управления транзисторами используют микросхему IR2153.

Схема индукционного нагревателя.

Инструкция по изготовлению индукционного нагревателя

Чтобы осуществить переделку сварочного оборудования в индукционную печь, необходимо подготовить расходные детали и инструменты. Также важно подготовить чертежи и придерживаться инструкции по сборке.

Простое изделие на основе сварочного инвертора

Для изготовления простого, но эффективного нагревателя, можно использовать сварочный инвертор. Процесс изготовления достаточно простой:

1. Для начала нужно взять толстостенную полимерную трубку.
2. С торцевой части трубы стоит установить разводку и 2 вентиля, а внутрь засыпать куски стальной проволоки небольшого диаметра и размера (5 мм).
3. Закрепить верхний вентиль.
4. Выполнить 90 витков медной проволокой для сборки индуктора.

В качестве генератора используется сварочный аппарат, а роль нагревателя играет трубка с проволокой. Аппарат устанавливается в режим переменного тока с повышенной частотой.

Чтобы система работала корректно, останется подключить медную проволоку к плюсовому значению сварки и оценить работоспособность конструкции.

В процессе нагрева происходит излучение магнитного поля и прогревание проволоки вихревыми потоками. Это вызывает закипание жидкости.

Экспериментальная модель нагревателя мощностью 1600 Вт

Для сборки экспериментального оборудования мощностью 1,6 кВт потребуется подготовить металлическую трубу с толстыми стенками. Поскольку катушка без особых сложностей сможет прогреть любой материал, можно усовершенствовать нагреватель.

Корпус можно изготовить из пластиковой трубы, которая обладает большим диаметром, чем элемент системы отопления. Оптимальная длина изделия составляет 1 м, а внутреннее сечение — 50-80 мм.

Чтобы подключить нагреватель к оборудованию, потребуется закрепить переходники сверху и снизу корпуса. Нижняя секция закрывается решеткой, а затем внутрь корпуса помещают наполнитель из небольших металлических частиц.

Длина отрезков регулируется индивидуально без особых ограничений. При этом, чем выше показатель магнитного сопротивления стали, тем быстрее будет осуществляться нагрев.

Для обмотки подходит медный провод с изоляцией сечением 1-1,5 мм. Использование более толстой проволоки неоправданно, поскольку это усложнит плотное расположение витков.

Печь для нагрева металла

Из-за повышенной пожарной безопасности метод индукции применяется в металлургии. Собрать нагреватель для обработки металлических заготовок можно из подручных средств. Для предстоящих работ потребуется подготовить:

1. 12-вольтный аккумулятор.
2. Медную обмоточную проволоку.
3. Пленочные конденсаторы.
4. Транзисторы и диоды.
5. Кольца блока питания от персонального компьютера.

Индукционная печь из сварочного инвертора.

Последующая сборка производится по такой инструкции:

1. На радиаторы охлаждения устанавливаются транзисторы. Во время использования прибор интенсивно нагревается, поэтому лучше подготовить крупные радиаторы.
2. Изготавливаются дроссели. Для их сборки применяют медную проволоку и кольца блока питания ПК. Важно следить, чтобы межвитковое расстояние оставалось идентичным на каждом отрезке.
3. Собирается конденсаторная батарея. Емкость элемента питания должна составлять 4,7 мкФ.
4. Изготавливается обмотка. Диаметр медной проволоки должен составлять 2 мм. Потребуется выполнить 8 витков, чтобы во внутреннем пространстве поместились все обрабатываемые детали.

На последнем этапе подключается аккумулятор. Ток регулируется во время изготовления печи. Для этого достаточно поменять количество витков.

Если планируется частая и интенсивная эксплуатация оборудования, лучше подготовить блок питания повышенной мощности.

Кроме того, следует предусмотреть систему отвода тепла и вентиляции, т.к. во время работы печь сильно нагревается.

Нагреватель для воды

Использование такого агрегата в частном доме позволит организовать бесперебойную подачу ГВС или обогрев помещения. Система расходует много электрической энергии, но обладает простой схемой сборки и отсутствием сложностей в обслуживании. Предстоящая сборка начинается с подготовки:

1. Сварочного инвертора.
2. Теплоизолятора (подойдет керамзит).
3. Проволоки из меди и стали.
4. Отрезка пластиковой трубы с толстыми стенками.
5. Трубок разного диаметра.

На первом этапе начинается изготовление котла. Его можно соорудить из 2 трубок разного сечения, которые вставляются друг в друга с выдерживанием зазора 20-25 мм.

Дальше производится приваривание концов колец и подсоединение к общей системе отопления. Во внешнюю стенку нужно вварить выходную и входную трубки.

Затем изготавливается обмотка, которая в точности повторяет форму котла. Всего нужно выполнить 35-40 витков, соблюдая равное межвитковое расстояние.

На последнем этапе собирается защитный корпус, который делается из диэлектрического материала, и подключается инверторный аппарат и теплоноситель.

Правильно собранная конструкция сможет прослужить в течение 20-25 лет без ремонта и замены расходных деталей.

Особенности эксплуатации самоделки

При благополучной сборке индукционного устройства нужно научиться правильно его использовать. Каждая система представляет опасность, т.к. не умеет автоматически регулировать интенсивность нагрева теплоносителя. Проблема решается посредством некоторых доработок, которые сводятся к монтажу и подсоединению дополнительных механизмов.

Индукционная катушка

Рабочая катушка состоит из проволоки диаметром 3.3 мм. Рекомендуется изготавливать ее из медной трубы, в которую можно интегрировать примитивный контур охлаждения. В процессе работы катушка подвергается интенсивного нагреву. Поэтому нужно собирать ее из устойчивых к температурному воздействию материалов.

Индукционная катушка должна быть из материалов, устойчивых к температурному воздействию.

Модуль резонансного конденсатора

Для сборки резонансного конденсатора, который напоминает небольшую батарею, нужно использовать 23 небольших конденсатора. Емкость детали составит 2,3 мкФ. Допускается применение конденсаторов емкостью 100 нФ.

Такие типы не предназначаются для схемы индукционного нагревателя, но они хорошо справляются со своей задачей.

Установка индукционного нагревателя

Чтобы исключить перегрев индукционного нагревателя и деформацию трубы из пластика, нужно предусмотреть термостат и подключить его к системе аварийного отключения.

Специалисты применяют для таких целей терморегуляторы с реле и датчиками. Такие элементы умеют отключать цепь при нагреве теплоносителя до требуемой температуры.

Безопасность устройства

Для повышения безопасности самодельного нагревателя необходимо выполнить такие требования:

1. Организовать качественную изоляцию. Все проводники и соединения нужно тщательно заизолировать, чтобы исключить риск получения удара током.
2. Правильно выбрать отопительную систему. Индукционные системы не подходят для совместного использования с оборудованием, которое применяет принцип естественной циркуляции воды. Для этих систем нужен водяной насос.
3. Выбрать подходящее размещение устройства. Прибор должен находиться на расстоянии от 40 см от стен и предметов интерьера, и на расстоянии от 80 см от потолка или напольного покрытия.
4. Установить регулировочные клапаны и манометры. Такие средства безопасности защитят оборудование от скачков давления. Кроме того, нужно предусмотреть систему стравливания воздуха.

Полезное видео по созданию нагревателя индукционного типа

В предложенных видео подробно описан принцип работы устройств индукционного типа. Также в ролике можно посмотреть особенности самостоятельной сборки агрегата.

Дополнительные советы по изготовлению

При изготовлении системы необходимо изолировать открытые элементы для повышения безопасности. Рекомендуется предусмотреть автоматическую систему управления системой и подключать прибор к электрической сети с помощью подходящих переходников. Такие действия повысят безопасность нагревателя и продлят срок его службы.

Индукционный нагреватель своими руками из сварочного инвертора

Индукционные нагревательные котлы – это устройства, обладающие очень высоким КПД. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию по сравнению с традиционными приборами, оснащенными нагревательными элементами.

Модели промышленного производства стоят недешево. Однако сделать индукционный нагреватель своими руками сможет любой домашний мастер, владеющий нехитрым набором инструментов. В помощь ему предлагаем подробное описание принципа работы и сборки эффективного обогревателя.

Содержание статьи:

• Принцип работы индукционного нагревателя
• Преимущества и недостатки устройства
• Самодельные ступеньки
• Несколько слов о безопасности
• Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагрев невозможен без использования трех основных элементов:

• индуктор;
• генератор;
• нагревательный элемент.

Индуктор представляет собой катушку, обычно изготовленную из медной проволоки, с ее помощью создают магнитное поле. Генератор используется для получения высокочастотного потока из стандартного потока бытовой электросети частотой 50 Гц.

В качестве нагревательного элемента используется металлический предмет, способный поглощать тепловую энергию под действием магнитного поля. Если правильно соединить эти элементы, можно получить высокопроизводительное устройство, которое отлично подойдет для нагрева жидкого теплоносителя и .

Фотогалерея

Фото

Вне зависимости от сложности конструкции, габаритов и решаемых задач, его основными узлами являются индуктор, вихретоковый генератор и нагревательный элемент

Несомненным преимуществом индукционных нагревателей является быстрый нагрев со значительно меньшими энергозатратами по сравнению с другими нагревательными приборами

Весомым минусом индукционных нагревателей признают обязательную потребность в источнике энергии. Без электричества устройство совершенно бесполезно

Если установить самодельный индукционный нагреватель на металлическую трубу отопления, то он будет не только эффективно нагревать теплоноситель, но и стимулировать движение нагретой жидкости по контуру

Для того, чтобы инвертор нормально работал в схема с индукционной катушкой, она подключена через термостат. К выходам подключаются выпрямительные диоды, иначе система будет работать как электромагнит, а не как индукционный нагреватель

Простейшим генератором индукционного тока для самодельного нагревателя будет инвертор, обычно применяемый при электросварке

Индукционная катушка, генерирующая вихревые токи, подключается к полюсам инвертора, при включении в сеть сразу начинает вырабатываться тепловая энергия

Принцип индукции используется не только при приготовлении теплоносителя и подогрев санитарной воды для гигиенических целей. Его используют при плавке металлов.

Сборка простейшего индукционного нагревателя

Быстрый вихретоковый нагрев

Обязательный доступ к источнику энергии

Металлический трубчатый нагрев

Модернизация обычного инвертора

Использование инвертора в качестве генератора

Места подключения индукционных катушек

Применение индукции при плавке металлов

Использование генератора электрического тока с необходимыми характеристиками подается на индуктор, т. е. на медную катушку. При прохождении через него поток заряженных частиц образует магнитное поле.

Принцип действия индукционных нагревателей основан на возникновении внутри проводников электрических токов, возникающих под действием магнитных полей

Особенность поля в том, что оно обладает способностью изменять направление электромагнитных волн на высоких частотах. Если в это поле поместить любой металлический предмет, то он начнет нагреваться без непосредственного контакта с индуктором под действием создаваемых вихревых токов.

Высокочастотный электрический ток, поступающий от инвертора на индукционную катушку, создает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором магнитных волн. Металл, помещенный в это поле, быстро нагревается

Отсутствие контакта позволяет сделать потери энергии при переходе с одного типа на другой незначительными, чем и объясняется повышенный КПД индукционных котлов.

Для нагрева воды для отопительного контура достаточно обеспечить ее контакт с металлическим нагревателем. Часто в качестве нагревательного элемента используется металлическая труба, через которую просто пропускают струю воды. Вода одновременно охлаждает нагреватель, что значительно увеличивает срок его службы.

Электромагнит индукционного устройства получают путем намотки провода на сердечник из ферромагнетика. Образовавшаяся индукционная катушка нагревается и передает тепло нагретому телу или находящемуся рядом теплоносителю через теплообменник

Достоинства и недостатки прибора

«Плюсов» вихревого индукционного нагревателя великое множество. Это простая схема для самостоятельного изготовления, повышенная надежность, высокий КПД, относительно небольшие энергозатраты, длительный срок службы, малая вероятность поломок и т. д.

Производительность устройства может быть значительной, агрегаты данного типа успешно применяются в металлургической промышленность. По скорости нагрева теплоносителя устройства этого типа уверенно конкурируют с традиционными электрическими котлами, температура воды в системе быстро достигает необходимого уровня.

Во время работы индукционного котла нагреватель слегка вибрирует. Эта вибрация стряхивает известняковый осадок и другие возможные загрязнения со стенок металлической трубы; поэтому такое устройство редко нуждается в очистке. Разумеется, система отопления должна быть защищена от этих загрязнений с помощью механического фильтра.

Индукционная катушка нагревает металл (трубу или отрезки проволоки), помещенный внутри нее, с помощью вихревых токов высокой частоты, контакт не обязателен

Постоянный контакт с водой сводит к минимуму вероятность перегорания ТЭНа, что является довольно распространенной проблемой для традиционных котлов с ТЭНами. Несмотря на вибрацию, котел работает очень тихо; дополнительная звукоизоляция в месте установки не нужна.

Еще индукционные котлы хороши тем, что они почти никогда не протекают, если только правильно сделан монтаж системы. Это очень ценное качество для , так как исключает или значительно снижает вероятность возникновения опасных ситуаций.

Отсутствие протечек обусловлено бесконтактным способом передачи тепловой энергии нагревателю. Используя описанную выше технологию, теплоноситель можно нагреть практически до парообразного состояния.

Обеспечивает достаточную тепловую конвекцию для эффективного движения теплоносителя по трубам. В большинстве случаев систему отопления не обязательно оснащать циркуляционным насосом, хотя все зависит от особенностей и схемы конкретной системы отопления.

Иногда необходимо. Установка устройства относительно проста. Хотя для этого потребуются некоторые навыки монтажа электроприборов и труб отопления. Но у этого удобного и надежного устройства есть ряд недостатков, с которыми также следует считаться.

Например, котел прогревает не только теплоноситель, но и все окружающее его рабочее пространство. Для такого агрегата необходимо выделить отдельное помещение и убрать из него все посторонние предметы. Для человека длительное пребывание в непосредственной близости от работающего котла также может быть небезопасным.

Для работы индукционных нагревателей требуется электрический ток. Как самодельное, так и заводское оборудование подключается к бытовой сети переменного тока

Для работы устройства требуется электричество. В районах, где нет свободного доступа к этому благу цивилизации, индукционный котел будет бесполезен. А там, где наблюдаются частые перебои с электричеством, будет демонстрировать низкий КПД. При неосторожном обращении с устройством может произойти взрыв.

Если охлаждающая жидкость перегреется, она превратится в пар. В результате резко возрастет давление в системе, которое трубы просто не выдержат и порвутся. Поэтому для нормальной работы системы прибор должен быть оборудован как минимум манометром, а еще лучше – устройством аварийного отключения, терморегулятором и т. д.

Все это может значительно увеличить стоимость самодельного индукционного котла. Хотя устройство считается почти бесшумным, это не всегда так. Некоторые модели по разным причинам могут по-прежнему издавать некоторый шум. Для устройства, изготовленного самостоятельно, вероятность такого исхода возрастает.

В конструкции как заводских, так и самодельных индукционных нагревателей практически отсутствуют быстроизнашивающиеся детали. Долго служат и работают без нареканий

Самодельные ступеньки

Самому сделать такое устройство не так уж и сложно. Для этого вам понадобится:

1. Изготовить нагревательный элемент.
2. Изготовьте катушку индуктивности из медной проволоки.
3. Возьмем готовый генератор.
4. Подключить обогреватель со змеевиком к системе отопления.
5. Подсоедините катушку к генератору.
6. Подключите питание к системе.
7. Выполните пробный запуск для проверки работы агрегата.

В промышленных моделях в качестве нагревателя используется металлическая труба с толстыми стенками, но обеспечить самодельному устройству достаточную мощность для обогрева такого элемента очень сложно и не имеет особого смысла. Индукционная катушка может нагревать любой металл, поэтому нагреватель можно модифицировать.

Промышленные модели индукционных котлов оснащены нагревательным элементом из толстой металлической трубы. В домашних условиях скопировать такой агрегат затруднительно

В качестве корпуса для индукционного нагревателя от сварочного инвертора используется кусок пластиковой трубы. Он должен быть немного больше в диаметре, чем трубы отопления. Длина трубы для обогревателя может составлять примерно один метр, внутренний диаметр может варьироваться в пределах 50-80 мм.

Для подключения нагревателя к системе установите переходники в нижнюю и верхнюю части корпуса. Нижнюю часть трубы необходимо закрыть решеткой, затем внутрь корпуса помещается наполнитель, состоящий из мелких частиц металла. Получить наполнитель можно, например, из проволоки, прутка, узкой металлической трубы и т. д.

Длина сегментов может варьироваться произвольно. Чаще всего для этого используют стальную проволоку диаметром 6-8 мм, которую просто нарезают на мелкие кусочки. Некоторые мастера рекомендуют нарезать его на длинные прутья примерно по 90 см, т. е. почти по длине каменки.

Для кожуха ТЭНа индукционного котла, который мы изготовили сами, вам понадобится широкая, диаметром около 50 мм, пластиковая труба

Чем выше магнитное сопротивление стали, из которой изготовлена ​​проволока, тем лучше будет нагреваться. В зависимости от размеров этих кусков подбирается и защитная сетка, которая крепится на дне корпуса. Наполнитель засыпается или укладывается в трубу до самого верха. После этого верхняя часть также накрывается сеткой.

Схема позволяет получить представление о том, как подключить индукционную катушку к нагревателю котла и к сварочному аппарату

Таким образом, самодельный нагреватель для индукционного котла выглядит как толстая пластиковая труба, набитая куски металла и закрытые с двух сторон сеткой. Сверху и снизу у обогревателя есть переходники для подключения к отопительному контуру. Полимерная труба для обогревателя должна иметь достаточно толстые стенки.

Кроме того, любой пластик для этих целей не подходит, материал должен выдерживать воздействие достаточно сильного нагрева и при этом не выделять в атмосферу или теплоноситель никаких вредных веществ. Теперь следует сделать индукционную сетку. Для этого возьмите медный провод и намотайте его прямо на корпус нагревателя.

В некоторых моделях самодельных индукционных нагревателей вместо пластиковой трубы используется узкая медная трубка. Это не лучший вариант, так как свернуть такой элемент в спираль будет непросто

Чем больше витков проволоки, тем лучше. Считается, что индукционная катушка должна иметь не менее 90 витков. Индуктор наматывается на трубу очень плотно, между витками не должно быть зазора.

Для обмотки подходит медный изолированный провод 1-1,5 мм. Более толстый кабель здесь не нужен, так как он также усложнит работу по намотке, будет сложнее расположить витки вплотную.

Данная схема поможет правильно подключить катушку индуктора к инверторному сварочному аппарату, при неправильном выполнении катушка превратится в электромагнит (+)

Наличие зазоров может привести к шуму из-за вибрации, которая сопровождает работы такого агрегата. Со временем такая ситуация может привести к разрушению изоляции, что вызовет межвитковое замыкание.

Сверху и снизу, помимо переходников, должны быть установлены запорные краны. Они нужны для обеспечения возможности при необходимости перекрыть воду в контуре отопления.

При установке отопителя следует помнить, что его нижний конец должен быть направлен на обратный патрубок, предназначенный для сбора остывшего теплоносителя в . Самый простой способ получить генератор переменного поля – это взять инвертор от сварочного аппарата.

Контакты индукционной катушки подключаются к полюсам инвертора. Как только к агрегату будет подключено питание и он включен в сеть, самодельный индукционный котел начнет работать.

Для изготовления такого устройства подойдёт даже недорогой сварочный аппарат, например, модель китайского производства, позволяющая регулировать силу тока, начиная с уровня 10 А. Рядом должен быть установлен датчик терморегулятора адаптер на корме. Через этот термостат подключается сварочный инвертор.

На выходах необходимо установить выпрямительные диоды. Для этого придется вскрыть корпус сварочного аппарата и припаять к выходу провода, затем присоединить их к диодам. Если подключить без диодов напрямую, то на обмотку будет поступать ток выпрямленного напряжения, и катушка будет работать как электромагнит, а не как индуктор.

Для создания индукционной спирали рекомендуется использовать медный провод сечением 1,5 мм в надежной изолирующей оболочке, необходимо сделать около 90 витков

Некоторые современные сварочные аппараты имеют сенсорный датчик, который включается при электрод касается рабочей поверхности. Этот момент необходимо учитывать, чтобы датчик либо срабатывал в нужный момент, либо не влиял на работу самодельного котла.

Если у неопытного мастера возникли проблемы с переделкой сварочного аппарата, ему лучше обратиться за консультацией к профессионалу.

Для изготовления индукционного котла своими руками можно взять любой сварочный аппарат с подходящими характеристиками. При необходимости аппарат можно использовать повторно для сварки

Если все сделано правильно, то сварочный аппарат в дальнейшем можно использовать по назначению. Нужно будет отпаять проводники с диодами и собрать заново. Под действием переменного тока высокой частоты индукционная катушка создаст магнитное поле.

Металл внутри полимерного корпуса начнет нагреваться и передавать тепло воде, которая циркулирует по контуру отопления. Устройству потребуется всего несколько минут, чтобы прогреть теплоноситель.

Место для индукционного нагревателя должно быть выбрано правильно. Агрегат должен располагаться на 800 мм ниже потолка, а от стен и мебели его должно отделять не менее 300 мм.

Несколько слов о безопасности

Самодельные индукционные котлы обычно не оснащены системами управления и защиты, что делает их небезопасными. Поэтому перед включением агрегата необходимо убедиться, что полость корпуса заполнена жидким теплоносителем.

Если полимерный корпус ТЭНа подвергать постоянному нагреву без промывки теплоносителем, то он просто расплавится, иногда это приводит не только к деформации ТЭНа, но и к его полному выходу из строя.

Установки этого типа часто используются для накаливания и плавки металлов. Высокие температуры от индукционного нагревателя требуют внимательного отношения к технике безопасности.

Выпадение горячего металлического наполнителя из расплавленного тела также может быть опасным. В этом случае вам придется практически полностью демонтировать устройство и изготовить для него новый нагревательный элемент.

Подключение к источнику питания должно осуществляться отдельным от щитка кабелем. Разумеется, необходимо тщательно заклеить все контакты изоляцией. Инвертор сварочного аппарата также необходимо заземлить, это важный момент для безопасности.

В этом случае нужен кабель сечением не менее четырех миллиметров. Некоторые специалисты рекомендуют отдать предпочтение шестимиллиметровому кабелю. Для предотвращения перегрева самодельного индукционного нагревателя из-за отсутствия воды в системе рекомендуется установить на входе нагревателя клапан избыточного давления.

Индукционный нагревательный прибор занимает относительно немного места, но его необходимо размещать на определенном расстоянии от потолка, стен, мебели и т. д.

Самодельный прибор такого типа, не оснащенный специальными средствами защиты, является потенциально опасным объектом, требующим постоянного наблюдения. Поэтому стоит потратить немного больше денег, но приобрести необходимые устройства.

При этом не помешает оценить затраты, возможно покупка готового индукционного котла обойдется ненамного дороже. Промышленные устройства обычно оснащены всей необходимой защитой.

Особенности и пошаговая технология изготовления еще одного варианта самодельного индукционного котла для системы отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик №1. Обзор принципов индукционного нагрева:

Ролик №2. Интересный вариант изготовления индукционного нагревателя:

Для установки индукционного нагревателя необходимо не нужно получать разрешение контролирующих органов, промышленные модели таких устройств полностью безопасны, подходят и для частного дома, и для обычной квартиры. Но владельцам самодельных агрегатов не стоит забывать о безопасности.

Пожалуйста, прокомментируйте материал, предложенный нами для ознакомления. Задавайте вопросы об интересных или неясных моментах. Возможно, у вас есть собственный опыт строительства или монтажа индукционного котла? Вы можете рассказать и разместить уникальные фотографии в разделе комментариев ниже.

источник питания – Сделать индукционный нагреватель из сварочного аппарата TIG

Я имею в виду…

Это возможно, в том же смысле, что можно включить ВОМ трактора в комбайн или электрический генератор. Вы просто отцепляете один и подключаете другой, насколько это может быть сложно?

Но это не будет так просто, если только оно не спроектировано таким образом, как трактор. Чтобы достичь этого с нуля, не нужно просто собирать детали и молиться, чтобы они работали. Не на этих уровнях мощности (несколько кВт для сварщика, возможно, десятки кВт для нагревателя).

Общими аспектами обоих являются входной фильтр переменного тока, выпрямитель, коррекция коэффициента мощности (если применимо), инвертор* и некоторые аспекты контроллера (для простоты предположим, что это ШИМ-ГУН типа TL494).

*Скорее всего применимо, но не обязательно. Двухполупериодный преобразователь прямого действия будет использовать инвертор мостового типа, а полуволновой — нет, наряду с несколькими другими типами. Индукция общего назначения редко использует что-либо, кроме моста.

После этого сварочному аппарату требуется выход постоянного тока, а значит, понижающий трансформатор, выпрямитель, фильтр, цепь обратной связи (для ШИМ-управления), а также опционально импульсный контроллер, переключатель полярности и т. д. (для реализации импульсного и переменного тока режимы).

Принимая во внимание, что для индукционного нагревателя требуется выход переменного тока, поэтому согласующий трансформатор, дополнительный согласующий индуктор, резонансный конденсатор, цепь обратной связи (для управления частотой, дополнительно также PWM), а также дополнительно таймер или контроллер профиля нагрева, термостат, и т. д.

Оба, скорее всего, будут использовать водяное охлаждение, но индукционный нагреватель нуждается в нем больше из-за более высоких токов.

Можно спроектировать систему с модульной выходной сетью с подключенным управлением, чтобы можно было использовать один и тот же входной каскад для индукции или сварки, в зависимости от обстоятельств.

Возможно, с правильной выходной сетью их можно было бы соединить в цепочку, а не поменять местами: индукционный нагреватель мог бы работать в особом низкодобротном режиме, питая индуктор в выпрямителе, а поверх него складывались все элементы управления сварочным аппаратом. Точной иерархии нет ни здесь, ни там; есть некоторое аппаратное обеспечение вывода и много технологий управления, которые используются только в одном режиме.

Это , а не , обычный любительский проект — лично я потратил много лет на разработку одного (с нуля) и несколько лет на проектирование другого (профессионально). (На самом деле я один из первых людей в Интернете, кто сделал это; хотя это было уже давно, так что это ни здесь, ни там.) И это было с уже обширным опытом (до формального школьного обучения). ) в электронике.

Это напряжения и уровни мощности, которые могут привести к реальным травмам и смерти. Можно следовать безопасным методам, как мы это делаем в промышленности, но требуется опыт, чтобы понять, на что следует обращать внимание при оценке безопасности ситуации.

Это будет сложный проект. Это, конечно, не является непреодолимым, как могу подтвердить я и несколько других (которых я знаю/знал). Но это глубокое погружение в самое сердце силовой электроники и теории управления, с большой ценой отказа, если вы сделаете малейшую ошибку (например, по крайней мере, взорвете несколько IGBT или хуже).