หลักการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเข้ามาในชีวิตประจำวันของเราเมื่อไม่นานมานี้และได้รับความนิยมอย่างมากในทันที เหตุผลก็คือมนุษย์ค้นหาแหล่งความร้อนที่ไม่แพงและประหยัดมาสร้างความร้อนให้กับบ้านของเขาอย่างไม่สิ้นสุด หลายคนถึงกับตัดสินใจลองสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยมือของตนเองเพื่อเชื่อมต่อกับระบบทำความร้อนของบ้านส่วนตัว ลองคิดดูว่าอะไรเกิดขึ้นและความพยายามและเวลาที่ใช้ไปนั้นคุ้มค่าหรือไม่
ด้วยการค้นพบปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าโดย M. Faraday ในปี 1831 อุปกรณ์จำนวนมากที่ให้น้ำร้อนและสื่ออื่น ๆ ได้ปรากฏขึ้นในชีวิตสมัยใหม่ของเรา ทุกวันเราใช้กาต้มน้ำไฟฟ้าพร้อมเครื่องทำความร้อนแบบจาน เตาอเนกประสงค์ และเตาแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากในสมัยของเราเท่านั้นที่เราสามารถตระหนักถึงการค้นพบนี้สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน ก่อนหน้านี้เคยใช้ในอุตสาหกรรมโลหะและงานโลหะอื่นๆ
หม้อไอน้ำแบบเหนี่ยวนำจากโรงงานใช้หลักการของการกระทำของกระแสไหลวนบนแกนโลหะที่อยู่ภายในขดลวดในการทำงาน กระแสน้ำไหลวนของ Foucault มีลักษณะเป็นพื้นผิว ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะใช้ท่อโลหะกลวงเป็นแกนกลางที่สารหล่อเย็นที่ได้รับความร้อนจะไหลผ่าน
หลักการทำงานของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
การเกิดกระแสเกิดจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไปที่ขดลวด ทำให้เกิดลักษณะของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับที่เปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้า 50 ครั้งต่อวินาทีที่ความถี่อุตสาหกรรมปกติ 50 เฮิรตซ์ ในกรณีนี้ ขดลวดเหนี่ยวนำได้รับการออกแบบในลักษณะที่สามารถเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก AC ได้โดยตรง ในอุตสาหกรรมมีการใช้กระแสความถี่สูงเพื่อให้ความร้อน - สูงถึง 1 MHz ดังนั้นจึงค่อนข้างยากที่จะใช้งานอุปกรณ์ที่ความถี่ 50 Hz
ความหนาของลวดทองแดงและจำนวนรอบของขดลวดที่ใช้โดยเครื่องทำน้ำอุ่นแบบเหนี่ยวนำจะคำนวณแยกกันสำหรับแต่ละยูนิตโดยใช้วิธีพิเศษสำหรับพลังงานความร้อนที่ต้องการ สินค้าต้องทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ให้ความร้อนแก่น้ำที่ไหลผ่านท่อได้รวดเร็วและไม่ร้อนเกินไป องค์กรต่างๆลงทุนเงินจำนวนมากในการพัฒนาและใช้งานผลิตภัณฑ์ดังกล่าวดังนั้นปัญหาทั้งหมดจึงได้รับการแก้ไขได้สำเร็จและประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอยู่ที่ 98%
นอกจากประสิทธิภาพสูงแล้ว สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือความเร็วที่ตัวกลางที่ไหลผ่านแกนถูกให้ความร้อน รูปนี้แสดงแผนภาพการทำงานของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ผลิตในโรงงาน โครงการนี้ใช้ในหน่วยของแบรนด์ VIN ที่รู้จักกันดีซึ่งผลิตโดยโรงงาน Izhevsk
แผนภาพการทำงานของเครื่องทำความร้อน
อายุการใช้งานที่ยาวนานของเครื่องกำเนิดความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของตัวเรือนและความสมบูรณ์ของฉนวนของการหมุนของสายไฟเท่านั้นและนี่จะกลายเป็นระยะเวลาที่ค่อนข้างยาวนาน สำหรับข้อดีทั้งหมดที่อุปกรณ์เหล่านี้มีจริงคุณต้องจ่ายเงินเป็นจำนวนมากเครื่องทำน้ำอุ่นแบบเหนี่ยวนำนั้นแพงที่สุดในบรรดาการติดตั้งเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าทุกประเภท ด้วยเหตุนี้ ช่างฝีมือบางคนจึงหันมาทำอุปกรณ์แบบโฮมเมดโดยมีเป้าหมายเพื่อใช้ทำความร้อนในบ้าน
วงจรที่ง่ายที่สุดของอุปกรณ์ซึ่งประกอบขึ้นประกอบด้วยท่อพลาสติกชิ้นหนึ่งเข้าไปในช่องซึ่งมีองค์ประกอบโลหะต่างๆวางอยู่เพื่อสร้างแกนกลาง ซึ่งอาจเป็นเหล็กสแตนเลสบาง ๆ รีดเป็นลูกบอล ลวดตัดเป็นชิ้นเล็ก ๆ - เหล็กลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6-8 มม. หรือแม้แต่สว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตรงกับขนาดภายในของท่อ จากด้านนอกติดแท่งไฟเบอร์กลาสและมีลวดหนา 1.5-1.7 มม. ในฉนวนแก้วพันไว้ ความยาวของสายไฟประมาณ 11 ม. สามารถศึกษาเทคโนโลยีการผลิตได้จากการดูวิดีโอ:
จากนั้นจึงทดสอบเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำแบบโฮมเมดโดยเติมน้ำและเชื่อมต่อกับเตาแม่เหล็กไฟฟ้า ORION 2 kW ที่ผลิตจากโรงงานแทนการใช้ตัวเหนี่ยวนำ ผลการทดสอบจะแสดงในวิดีโอต่อไปนี้:
ช่างฝีมือคนอื่นๆ แนะนำให้ใช้อินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อมพลังงานต่ำเป็นแหล่งกำเนิด โดยเชื่อมต่อขั้วขดลวดทุติยภูมิเข้ากับขั้วคอยล์ หากคุณศึกษางานของผู้เขียนอย่างรอบคอบจะได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:
เป็นการยากที่จะสรุปผลที่แม่นยำยิ่งขึ้นเนื่องจากขาดข้อมูลเกี่ยวกับการทดสอบอุปกรณ์เพิ่มเติม อีกวิธีหนึ่งในการจัดระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำของน้ำเพื่อให้ความร้อนอย่างอิสระจะแสดงในวิดีโอต่อไปนี้:
หม้อน้ำซึ่งเชื่อมจากท่อโลหะหลายท่อ ทำหน้าที่เป็นแกนภายนอกสำหรับกระแสไหลวนที่สร้างขึ้นโดยขดลวดของเตาเหนี่ยวนำเดียวกัน ข้อสรุปมีดังนี้:
เพื่อยืนยันข้อสรุปที่วาดไว้ขอแนะนำให้ดูวิดีโอที่ผู้เขียนพยายามใช้เครื่องทำความร้อนที่คล้ายกันในอาคารฉนวนอิสระ:
การออกแบบและการผลิตหม้อไอน้ำแบบเหนี่ยวนำเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต้องใช้แนวทางที่จริงจัง ตัวอย่างที่นำเสนอแสดงให้เห็นว่าในขณะนี้ยังไม่สามารถสร้างหน่วยทำเองที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในทุกระบบทำความร้อน ไม่สามารถนำเสนอโมเดลทดลองให้กับเจ้าของบ้านที่ต้องการสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่คล้ายกันที่บ้านด้วยมือของตัวเอง
สามารถติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้ในอพาร์ตเมนต์ โดยไม่จำเป็นต้องได้รับการอนุมัติใดๆ และมีค่าใช้จ่ายและความยุ่งยากที่เกี่ยวข้อง ความปรารถนาของเจ้าของก็เพียงพอแล้ว จำเป็นต้องมีโปรเจ็กต์การเชื่อมต่อตามหลักทฤษฎีเท่านั้น นี่เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้รับความนิยมแม้ว่าจะมีค่าไฟฟ้าสูงก็ตาม
การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำคือการทำความร้อนของตัวนำที่วางอยู่ในสนามนี้โดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ กระแสเอ็ดดี้ (Foucault currents) เกิดขึ้นในตัวนำซึ่งทำให้ร้อนขึ้น โดยพื้นฐานแล้วมันคือหม้อแปลงไฟฟ้า ขดลวดปฐมภูมิคือขดลวดที่เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำ และขดลวดทุติยภูมิคือแท็บหรือขดลวดลัดวงจร ความร้อนไม่ได้ถูกส่งไปยังแท็บ แต่ถูกสร้างขึ้นภายในโดยกระแสน้ำที่หลงทาง ทุกสิ่งที่อยู่รอบๆ ยังคงเย็นอยู่ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของอุปกรณ์ประเภทนี้
ความร้อนในแท็บมีการกระจายไม่สม่ำเสมอ แต่จะกระจายเฉพาะในชั้นพื้นผิวเท่านั้นและกระจายออกไปทั่วทั้งปริมาตรเนื่องจากค่าการนำความร้อนของวัสดุแท็บ นอกจากนี้ ด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้นของสนามแม่เหล็กสลับ ความลึกของการเจาะลดลงและความเข้มเพิ่มขึ้น
ในการใช้งานตัวเหนี่ยวนำด้วยความถี่ที่สูงกว่าเครือข่าย (50Hz) จะใช้ตัวแปลงความถี่ของทรานซิสเตอร์หรือไทริสเตอร์ ตัวแปลงไทริสเตอร์อนุญาตให้รับความถี่สูงถึง 8 KHz, ตัวแปลงทรานซิสเตอร์ - สูงถึง 25 KHz แผนการเชื่อมต่อสามารถพบได้ง่าย
เมื่อวางแผนการติดตั้งระบบทำความร้อนในบ้านของคุณเองหรือบ้านในชนบทนอกเหนือจากตัวเลือกอื่น ๆ ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวหรือของแข็งคุณต้องพิจารณาตัวเลือกในการใช้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำของหม้อไอน้ำ ด้วยความร้อนนี้ คุณจะไม่สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้แต่ไม่มีสารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ
วัตถุประสงค์หลักของตัวเหนี่ยวนำคือการสร้างพลังงานความร้อนจากไฟฟ้า โดยไม่ต้องใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าความร้อนในวิธีที่แตกต่างโดยพื้นฐาน
ตัวเหนี่ยวนำทั่วไปประกอบด้วยชิ้นส่วนและอุปกรณ์หลักดังต่อไปนี้:
องค์ประกอบพื้นฐานของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำสำหรับระบบทำความร้อน
สับลวดเหล็กเป็นชิ้นยาวไม่เกิน 50 มม. เติมท่อพลาสติกด้วยลวดสับ สิ้นสุด คลุมด้วยลวดตาข่ายเพื่อป้องกันสายไฟรั่ว
ที่ปลายท่อให้ติดตั้งอะแดปเตอร์จากท่อพลาสติกตามขนาดของท่อ ณ ตำแหน่งที่เชื่อมต่อเครื่องทำความร้อน
ใช้ลวดทองแดงเคลือบเพื่อพันขดลวดบนตัวทำความร้อน (ท่อพลาสติก) ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องใช้สายไฟประมาณ 17 เมตรจำนวนรอบคือ 90 เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อประมาณ 60 มม.: 3.14 x 60 x90 = 17 (เมตร) ระบุความยาวเพิ่มเติมเมื่อทราบเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่ออย่างชัดเจน
วางท่อพลาสติกซึ่งปัจจุบันเป็นหม้อต้มน้ำแบบเหนี่ยวนำเข้าไปในท่อในแนวตั้ง
เมื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีสารหล่อเย็นอยู่ในหม้อไอน้ำ ไม่เช่นนั้นตัวเครื่อง (ท่อพลาสติก) จะละลายเร็วมาก
จำเป็นต้องเชื่อมต่อหม้อไอน้ำเข้ากับอินเวอร์เตอร์ เติมระบบด้วยสารหล่อเย็นและสามารถเปิดใช้งานได้
การออกแบบเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจากอินเวอร์เตอร์เชื่อมตามตัวเลือกนี้มีความซับซ้อนมากขึ้น ต้องใช้ทักษะและความสามารถบางอย่างอย่างไรก็ตามการทำงานด้วยมือของคุณเองจะมีประสิทธิภาพมากกว่า หลักการก็เหมือนกัน - การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำของสารหล่อเย็น
ก่อนอื่นคุณต้องสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำเอง - หม้อไอน้ำ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องมีท่อสองท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันซึ่งเสียบเข้าด้วยกันโดยมีช่องว่างระหว่างท่อประมาณ 20 มม. ความยาวของท่ออยู่ระหว่าง 150 ถึง 500 มม. ขึ้นอยู่กับกำลังที่คาดหวังของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ จำเป็นต้องตัดวงแหวนสองวงที่ตรงกับช่องว่างระหว่างท่อและเชื่อมอย่างแน่นหนาที่ปลาย ผลลัพธ์ที่ได้คือภาชนะรูปทรงวงแหวน
สิ่งที่เหลืออยู่คือการเชื่อมท่อทางเข้า (ด้านล่าง) สัมผัสกับตัวถังเข้ากับผนังด้านนอกและท่อด้านบน (ทางออก) ขนานกับทางเข้าที่ด้านตรงข้ามของวงแหวน ขนาดของท่อคือขนาดของท่อระบบทำความร้อน ตำแหน่งของท่อทางเข้าและทางออกเป็นแบบสัมผัส จะช่วยให้แน่ใจว่าการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นตลอดปริมาตรทั้งหมดของหม้อไอน้ำโดยไม่มีการก่อตัวของโซนนิ่ง
ขั้นตอนที่สองคือการสร้างขดลวด ลวดทองแดงเคลือบจะต้องพันในแนวตั้ง โดยสอดเข้าไปข้างในแล้วยกขึ้นตามแนวด้านนอกของตัวเรือน และหมุนไปประมาณ 30-40 รอบ เกิดเป็นขดลวดวงแหวน ในตัวเลือกนี้ พื้นผิวทั้งหมดของหม้อไอน้ำจะถูกให้ความร้อนในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพอย่างมาก
สร้างตัวเครื่องด้านนอกของเครื่องทำความร้อนจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าโดยใช้เช่นท่อพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือถังพลาสติกธรรมดาหากความสูงเพียงพอ เส้นผ่านศูนย์กลางของปลอกด้านนอกต้องแน่ใจว่าท่อหม้อไอน้ำออกจากด้านข้าง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยทางไฟฟ้าตลอดแผนภาพการเชื่อมต่อทั้งหมด
แยกตัวหม้อไอน้ำออกจากตัวถังด้านนอกด้วยฉนวนความร้อน คุณสามารถใช้วัสดุฉนวนความร้อนจำนวนมาก (ดินเหนียวขยาย) หรือวัสดุปูกระเบื้อง (isover, minislab ฯลฯ ) เพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนสู่ชั้นบรรยากาศจากการพาความร้อน
สิ่งที่เหลืออยู่คือเติมระบบด้วยน้ำยาหล่อเย็นและเชื่อมต่อเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำจากอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อม
หม้อต้มดังกล่าว ไม่ต้องการการแทรกแซงใดๆ เลยและสามารถทำงานได้นาน 25 ปีขึ้นไปโดยไม่ต้องซ่อมแซม เนื่องจากการออกแบบไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และแผนภาพการเชื่อมต่อกำหนดให้ใช้การควบคุมอัตโนมัติ
ตรงกันข้ามคือ ตัวเลือกการทำความร้อนที่ง่ายที่สุดที่บ้านทำด้วยมือของคุณเอง ในส่วนแนวตั้งของท่อระบบทำความร้อนคุณจะต้องเลือกส่วนตรงที่ยาวอย่างน้อยหนึ่งเมตรแล้วทำความสะอาดสีด้วยผ้าทราย จากนั้นหุ้มฉนวนส่วนนี้ของท่อด้วยผ้าไฟฟ้า 2-3 ชั้นหรือไฟเบอร์กลาสที่มีความหนาแน่นสูง หลังจากนั้นให้พันขดลวดเหนี่ยวนำด้วยลวดทองแดงอาบน้ำยา แยกวงจรเชื่อมต่อทั้งหมดอย่างระมัดระวัง
สิ่งที่เหลืออยู่คือการเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อมและเพลิดเพลินไปกับความอบอุ่นในบ้านของคุณ
โปรดทราบบางสิ่ง
มีหลายทางเลือกสำหรับการใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำในบ้านของคุณ ตัวอย่างเช่นในระบบจ่ายน้ำร้อน คุณสามารถปฏิเสธที่จะจ่ายน้ำร้อนได้เลยโดยให้ความร้อนที่ทางออกของก๊อกน้ำแต่ละอัน อย่างไรก็ตาม นี่เป็นหัวข้อสำหรับการพิจารณาแยกต่างหาก
คำไม่กี่คำเกี่ยวกับความปลอดภัยเมื่อใช้เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำกับอินเวอร์เตอร์สำหรับการเชื่อม:
ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำและเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำอยู่ใกล้กับ 100% แต่ต้องคำนึงว่าการสูญเสียไฟฟ้าในอินเวอร์เตอร์เชื่อมและสายไฟไม่ทางใดก็ทางหนึ่งจะถูกส่งกลับไปยังผู้บริโภคในรูปของความร้อน
ก่อนที่จะเริ่มผลิตระบบเหนี่ยวนำ ให้ดูข้อมูลทางเทคนิคของกลุ่มตัวอย่างทางอุตสาหกรรมก่อน สิ่งนี้จะช่วยคุณระบุข้อมูลเริ่มต้นของระบบโฮมเมดของคุณ
เราหวังว่าคุณจะประสบความสำเร็จในด้านความคิดสร้างสรรค์และการประกอบอาชีพอิสระ!
อุปกรณ์ที่ให้ความร้อนโดยใช้ไฟฟ้าแทนแก๊สมีความปลอดภัยและสะดวก เครื่องทำความร้อนดังกล่าวไม่ก่อให้เกิดเขม่าหรือกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ แต่ใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก ทางออกที่ดีคือการประกอบเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยมือของคุณเอง ซึ่งทั้งประหยัดเงินและมีส่วนช่วยในงบประมาณของครอบครัว มีแผนงานง่าย ๆ มากมายที่คุณสามารถประกอบตัวเหนี่ยวนำได้ด้วยตัวเอง
เพื่อให้เข้าใจวงจรได้ง่ายขึ้นและประกอบโครงสร้างได้ถูกต้อง ควรศึกษาประวัติความเป็นมาของไฟฟ้าจะเป็นประโยชน์ วิธีการทำความร้อนโครงสร้างโลหะด้วยกระแสขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตทางอุตสาหกรรมของเครื่องใช้ในครัวเรือน - หม้อไอน้ำเครื่องทำความร้อนและเตา ปรากฎว่าคุณสามารถสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ใช้งานได้และทนทานได้ด้วยมือของคุณเอง
ฟาราเดย์นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้โด่งดังในศตวรรษที่ 19 ใช้เวลา 9 ปีในการค้นคว้าเพื่อแปลงคลื่นแม่เหล็กเป็นไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2474 ได้มีการค้นพบในที่สุด เรียกว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดของขดลวดซึ่งมีแกนโลหะแม่เหล็กอยู่ตรงกลางจะสร้างสนามแม่เหล็กภายใต้แรงของกระแสสลับ ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำวน แกนกลางจะร้อนขึ้น
ความแตกต่างที่สำคัญคือความร้อนจะเกิดขึ้นหากกระแสสลับที่ป้อนขดลวดเปลี่ยนเวกเตอร์และเครื่องหมายของสนามที่ความถี่สูง
การค้นพบของฟาราเดย์เริ่มใช้ทั้งในอุตสาหกรรมและในการผลิตมอเตอร์โฮมเมดและเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า โรงถลุงแร่แห่งแรกที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำกระแสน้ำวนเปิดในปี 1928 ในเมืองเชฟฟิลด์ ต่อมาการประชุมเชิงปฏิบัติการของโรงงานได้รับความร้อนโดยใช้หลักการเดียวกัน และผู้เชี่ยวชาญได้ประกอบตัวเหนี่ยวนำด้วยมือของตนเองเพื่อให้น้ำร้อนและพื้นผิวโลหะ
แผนภาพอุปกรณ์ของเวลานั้นยังคงใช้ได้ในปัจจุบัน ตัวอย่างคลาสสิกคือหม้อต้มน้ำแบบเหนี่ยวนำซึ่งประกอบด้วย:
น้ำหนัก ขนาด และประสิทธิภาพที่น้อยลงนั้นเกิดขึ้นได้เนื่องจากท่อเหล็กบางซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของแกนกลาง ในกระเบื้องห้องครัว ตัวเหนี่ยวนำคือขดลวดแบนที่อยู่ใกล้กับเตา
คุณสมบัติของวงจรเร่งความถี่ปัจจุบันมีดังนี้
ใครก็ตามที่คุ้นเคยกับกฎฟิสิกส์สามารถประกอบเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำได้ด้วยมือของตนเอง ความซับซ้อนของอุปกรณ์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับความพร้อมและประสบการณ์ของผู้เชี่ยวชาญ
มีวิดีโอสอนการใช้งานมากมายที่คุณสามารถปฏิบัติตามเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพได้ จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบพื้นฐานต่อไปนี้เกือบทุกครั้ง:
นี่จะเพียงพอที่จะประกอบขดลวดเหนี่ยวนำด้วยมือของคุณเองและนี่คือหัวใจสำคัญของเครื่องทำน้ำอุ่นทันที หลังจากเตรียมองค์ประกอบที่จำเป็นแล้ว คุณสามารถเข้าถึงกระบวนการผลิตของอุปกรณ์ได้โดยตรง:
ขอแนะนำให้ต่อสายดินอินเวอร์เตอร์ก่อนและเตรียมสารป้องกันการแข็งตัวหรือน้ำ
ด้วยการใช้อัลกอริธึมที่คล้ายกันคุณสามารถประกอบหม้อต้มน้ำแบบเหนี่ยวนำได้อย่างง่ายดายซึ่งคุณควร:
ตัวเหนี่ยวนำหลายตัวทำงานที่กำลังไฟไม่เกิน 2 - 2.5 กิโลวัตต์ เครื่องทำความร้อนดังกล่าวออกแบบมาสำหรับห้องขนาด 20 - 25 ตร.ม. หากใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในบริการรถยนต์คุณสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องเชื่อมได้ แต่ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความแตกต่างบางประการ:
การติดตั้งเครื่องทำความร้อน HDTV ด้วยมือของคุณเองนั้นยากกว่า แต่นักวิทยุสมัครเล่นสามารถทำได้เพราะในการประกอบคุณจะต้องมีวงจรมัลติไวเบรเตอร์ หลักการทำงานคล้ายกัน - กระแสเอ็ดดี้ที่เกิดจากปฏิกิริยาของฟิลเลอร์โลหะที่อยู่ตรงกลางขดลวดและสนามแม่เหล็กสูงของมันเองทำให้พื้นผิวร้อนขึ้น
เนื่องจากแม้แต่ขดลวดขนาดเล็กก็ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 100 A จึงต้องเชื่อมต่อความจุแบบสะท้อนกับขดลวดเหล่านี้เพื่อสร้างสมดุลให้กับกระแสไฟเหนี่ยวนำ วงจรการทำงานสำหรับทำความร้อน HDTV ที่ 12 V มี 2 ประเภท:
ในกรณีแรกสามารถติดตั้ง mini HDTV ได้ภายในหนึ่งชั่วโมง แม้จะไม่มีเครือข่าย 220 V คุณสามารถใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ทุกที่ตราบใดที่คุณมีแบตเตอรี่รถยนต์เป็นแหล่งพลังงาน แน่นอนว่ามันไม่มีพลังมากพอที่จะหลอมโลหะ แต่สามารถไปถึงอุณหภูมิสูงที่จำเป็นสำหรับงานขนาดเล็ก เช่น มีดทำความร้อน และไขควงสีน้ำเงิน ในการสร้างมันคุณต้องซื้อ:
กระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ 11 A ลดลงเหลือ 6 A ในระหว่างให้ความร้อนเนื่องจากความต้านทานของโลหะ แต่ความต้องการสายไฟหนาที่สามารถทนกระแส 11-12 A ยังคงอยู่เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป
วงจรที่สองสำหรับการติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำในกล่องพลาสติกนั้นซับซ้อนกว่าโดยใช้ไดรเวอร์ IR2153 แต่จะสะดวกกว่าที่จะใช้เพื่อสร้างเสียงสะท้อน 100k ผ่านตัวควบคุม วงจรต้องได้รับการควบคุมผ่านอะแดปเตอร์เครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 12 V ขึ้นไป ส่วนกำลังสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายหลัก 220 V โดยใช้ไดโอดบริดจ์ ความถี่เรโซแนนซ์คือ 30 kHz จะต้องมีรายการต่อไปนี้:
สามารถประกอบการติดตั้งที่ทรงพลังยิ่งขึ้นซึ่งสามารถประกอบสลักเกลียวทำความร้อนจนเปลี่ยนเป็นสีเหลืองได้โดยใช้รูปแบบที่เรียบง่าย แต่ในระหว่างการใช้งานความร้อนจะเกิดค่อนข้างมากดังนั้นจึงแนะนำให้ติดตั้งหม้อน้ำบนทรานซิสเตอร์ คุณจะต้องมีโช้คซึ่งคุณสามารถยืมได้จากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้และวัสดุเสริมต่อไปนี้:
ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ต้องการ การพันลวดบนฐานทองแดงมีตั้งแต่ 10 ถึง 30 รอบ ต่อไปเป็นการประกอบวงจรและการเตรียมขดลวดฐานของเครื่องทำความร้อนจากลวดทองแดงขนาด 1.5 มม. ประมาณ 7 รอบ มันต่อเข้ากับวงจรแล้วต่อกับไฟฟ้า
ช่างฝีมือที่คุ้นเคยกับการเชื่อมและใช้งานหม้อแปลงสามเฟสสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้มากขึ้นในขณะที่ลดน้ำหนักและขนาด ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องเชื่อมฐานของท่อสองท่อซึ่งจะทำหน้าที่เป็นทั้งแกนกลางและเครื่องทำความร้อนและเชื่อมท่อสองท่อเข้ากับตัวเรือนหลังจากการพันเพื่อจ่ายและกำจัดสารหล่อเย็น
จากแผนภาพ คุณสามารถประกอบตัวเหนี่ยวนำพลังงานต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วสำหรับทำน้ำร้อน โลหะ ให้ความร้อนแก่บ้าน อู่ซ่อมรถ และศูนย์บริการรถยนต์ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องจำกฎความปลอดภัยสำหรับการบริการเครื่องทำความร้อนประเภทนี้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากสารหล่อเย็นรั่วจากอุปกรณ์ทำเองอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้
มีเงื่อนไขบางประการสำหรับการจัดงาน:
การประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำด้วยตนเองจะมีราคาไม่แพง แต่ก็ไม่ฟรีเช่นกัน เพราะคุณต้องการส่วนประกอบที่มีคุณภาพค่อนข้างดี หากบุคคลไม่มีความรู้และประสบการณ์พิเศษด้านวิศวกรรมวิทยุและการเชื่อมคุณก็ไม่ควรประกอบเครื่องทำความร้อนสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วยตนเองเนื่องจากพลังงานความร้อนจะไม่เกิน 2.5 กิโลวัตต์
อย่างไรก็ตาม การประกอบตัวเหนี่ยวนำด้วยตนเองถือได้ว่าเป็นการศึกษาด้วยตนเองและการพัฒนาทักษะของเจ้าของบ้านในทางปฏิบัติ คุณสามารถเริ่มต้นด้วยอุปกรณ์ขนาดเล็กโดยใช้วงจรง่าย ๆ และเนื่องจากหลักการทำงานของอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นนั้นเหมือนกันจึงเพิ่มองค์ประกอบเพิ่มเติมและตัวแปลงความถี่เท่านั้นจึงจะง่ายและราคาไม่แพงมากในการเรียนรู้ทีละขั้นตอน
เอกลักษณ์ของมนุษย์อยู่ที่ว่าเขาคิดค้นอุปกรณ์และกลไกที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงานในด้านใดด้านหนึ่งหรือกิจกรรมในชีวิตอยู่ตลอดเวลา
เพื่อจุดประสงค์นี้ ตามกฎแล้วจะใช้การพัฒนาล่าสุดในสาขาวิทยาศาสตร์
การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำก็ไม่มีข้อยกเว้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ หลักการของการเหนี่ยวนำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลาย ๆ ด้าน ซึ่งสามารถนำมาประกอบได้ง่าย:
ปัจจุบันมีการติดตั้งการเหนี่ยวนำประเภทอุตสาหกรรมที่หลากหลาย แต่ไม่ได้หมายความว่าการออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวมีความซับซ้อนมาก
มันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำอย่างง่ายสำหรับความต้องการในบ้านด้วยมือของคุณเอง ในบทความนี้เราจะพูดถึงรายละเอียดเกี่ยวกับเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำรวมถึงวิธีต่างๆในการทำด้วยตัวเอง
หน่วยทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ต้องทำด้วยตัวเองมักจะแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:
เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำกระแสน้ำวน (VIN) ประกอบด้วยส่วนประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:
หลักการทำงานของ VIN ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:
หมายเหตุของผู้เชี่ยวชาญ:เนื่องจากขดลวดเหนี่ยวนำถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของเครื่องทำความร้อนประเภทนี้ การผลิตจึงต้องดำเนินการอย่างรอบคอบ: ลวดทองแดงจะต้องพันเป็นเกลียวบนท่อพลาสติกอย่างเรียบร้อย จำนวนรอบต้องมีอย่างน้อย 100
ดังที่เห็นได้จากคำอธิบาย การออกแบบ VIN นั้นไม่ซับซ้อนเพียงพอ ดังนั้นคุณสามารถสร้างเครื่องทำความร้อนแบบวอร์เท็กซ์ด้วยมือของคุณเองได้อย่างง่ายดาย
ตัวเลือกแรก
วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องทำความร้อน (คลิกเพื่อดูภาพขยาย) เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำที่ทรงพลังค่อนข้างง่ายและในเวลาเดียวกันสามารถสร้างได้บนพื้นฐานของแผงวงจรพิมพ์ซึ่งแผนภาพแสดงในรูป
คุณสมบัติของโครงร่างนี้คือประเด็นสำคัญดังต่อไปนี้:
คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ:เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำจะสร้างความร้อนแรง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย แนะนำให้ติดตั้งทรานซิสเตอร์บนหม้อน้ำแบบพิเศษ
ตัวเลือกที่สอง
วิธีการสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำนี้ขึ้นอยู่กับการใช้หม้อแปลงไฟฟ้า
สาระสำคัญของมันมีดังนี้:
ดังนั้นเราจึงระบุวิธีที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการประกอบเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำโดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เราหวังว่าเคล็ดลับและคำแนะนำของเราจะเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับคุณ
ดูวิดีโอที่ผู้ใช้ที่มีประสบการณ์อธิบายหนึ่งในตัวเลือกในการสร้างเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วยมือของคุณเอง:
เครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำแบบโฮมเมด 4 kW
ลองนึกภาพเคล็ดลับนี้ ชายคนหนึ่งหยิบตะปูเหล็กขึ้นมาแล้วสอดเข้าไปในห่วงทองแดง - ตัวเหนี่ยวนำ เล็บจะกลายเป็นสีขาวร้อนทันที
เคล็ดลับลับคือการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ เทคโนโลยีโบราณที่พัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยวิศวกรไฟฟ้าชาวรัสเซีย Vologdin ในปี 1880 และน่าเสียดายที่ยังไม่แพร่หลายในหมู่ช่างฝีมือที่บ้าน
กระแสไฟฟ้าที่มีความแข็งแรงสูง (ร้อยแอมแปร์) และความถี่สูง (สิบ - ร้อย kHz) ถูกส่งผ่านห่วงทองแดง - ตัวเหนี่ยวนำ เป็นผลให้กระแสฟูโกต์ซึ่งมีความแข็งแกร่งและความถี่สูงถูกเหนี่ยวนำในชิ้นงานโลหะที่ยืนอยู่ด้านในหรือติดกับตัวเหนี่ยวนำ กระแสความถี่สูงในชิ้นงานภายใต้การกระทำของเอฟเฟกต์ผิวหนังจะถูกบังคับให้เข้าสู่ชั้นผิวบาง ๆ ซึ่งส่งผลให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ชั้นชิ้นงานซึ่งมีกระแสน้ำขนาดใหญ่ไหลผ่านเริ่มร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิอาจสูงถึงหลายพันองศาซึ่งช่วยให้คุณสามารถละลายโลหะที่บ้านประดิษฐ์และสร้างโลหะผสมที่ผิดปกติของคุณเอง เชื่อมและบัดกรีชิ้นส่วนโลหะ ไขควง สว่าน มีด ฯลฯ ให้แข็งขึ้น ใช้ติดตั้งในโรงหลอมและร้านซ่อม
การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำช่วยให้คุณสามารถให้ความร้อนวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (โลหะ, กราไฟท์, เซรามิกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า) โดยไม่ต้องสัมผัส ผ่านอากาศโดยตรง ผ่านชั้นน้ำ ผ่านผนังกระจก ไม้ หรือพลาสติก ในห้องสุญญากาศหรือในห้องที่มีก๊าซป้องกัน ในเวลาเดียวกันชิ้นงานยังคงสะอาดอย่างสมบูรณ์เนื่องจากไม่เกิดออกซิไดซ์ในกระแสแก๊ส ไม่สัมผัสพื้นผิวสกปรกของเตา ฯลฯ
_________________________________________________________________________
อินเวอร์เตอร์ของ Sergei Vladimirovich Kukhtetsky ได้รับการพัฒนาเป็นพื้นฐานที่สถาบันเคมี. วงจรอินเวอร์เตอร์ คำอธิบายโดยละเอียด และคำแนะนำในการประกอบมีการเผยแพร่ที่: www.icct.ruวงจรนี้ใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยซึ่งช่วยให้คุณสามารถประกอบอินเวอร์เตอร์ที่ทรงพลังและเชื่อถือได้ที่บ้านในราคาต่ำประมาณสองสามพันรูเบิล (ราคาสำหรับอะนาล็อกอุตสาหกรรมสูงถึงหลายหมื่นรูเบิล)
บนฟอรั่ม การเหนี่ยวนำ.listbb.ruร่วมกับสมาชิกฟอรัม Derba, Phoenix, Jab, Fulyugan, Ostap, -CE- ดำเนินการจนกระทั่ง การทำงานของวงจรมีการติดตั้งบอร์ดลูปล็อคเฟส PLL เพิ่มเติมเพื่อรักษาเสียงสะท้อนโดยอัตโนมัติมีการติดตั้งการป้องกันความเร็วสูงจากกระแสเกิน (ทั้งในกรณีของแหล่งจ่ายไฟเกินและเป็นผลมาจากการพังทลายของพลังงาน mosfet เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปหรือ ความล้มเหลวของชุดควบคุม) มีการเพิ่มรายละเอียดบางอย่างเพื่อลดโอกาสที่มอสเฟตจะร้อนเกินไปและโมดูลควบคุมทำงานล้มเหลว (ทำให้เกิดกระแสไหลผ่านในพาวเวอร์บริดจ์)
การใช้พลังงานอินเวอร์เตอร์ขึ้นอยู่กับตัวเหนี่ยวนำที่ใช้: 1...4 kW
ความถี่ปัจจุบันในตัวเหนี่ยวนำ: 300 kHz
ความแรงของกระแสในตัวเหนี่ยวนำ: ~ 400A
กระแสสูงสุดที่ใช้จากเครือข่ายที่มีตัวเหนี่ยวนำสองรอบคือ 20A แรงดันไฟฟ้าที่ใช้คือ 220V
เครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำมีการป้องกันที่จะปิดวงจรเมื่อแรงดันไฟฟ้าจ่ายเกิน เมื่อตัวเหนี่ยวนำลัดวงจร หรือเมื่อตัวเหนี่ยวนำถูกน้ำท่วม
ดูไดอะแกรมและการอภิปรายเกี่ยวกับการปรับปรุงในฟอรัม:
induction.listbb.ru และ
วิดีโอ - การหลอมเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (ถั่ว) ในอากาศ:
วิดีโอ - การหลอมเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (ลูกบอลจากตลับลูกปืนที่ทำจากเหล็ก ShKh-15):
วิดีโอ - การหลอมเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในก๊าซป้องกัน (อาร์กอน):
วิดีโอ - การทำความร้อนลูกบอลเหล็กผ่านชั้นน้ำ ความเป็นไปได้ของการให้ความร้อนแก่เหล็กผ่านชั้นน้ำนั้นน่าสนใจ น้ำไม่ได้เป็นอุปสรรคต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่ทรงพลังจะผลักช่องว่างของเหล็กออกจากตัวเหนี่ยวนำ ในอีกด้านหนึ่งสิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหา - เป็นการยากที่จะให้ความร้อนแก่ชิ้นงานขนาดเล็กโดยถูกดึงออกจากตัวเหนี่ยวนำและต้องได้รับการรักษาความปลอดภัยด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง (ที่เรียกว่าเอฟเฟกต์การระเบิดด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า)
ในทางกลับกัน มีความเป็นไปได้ที่จะหลอมโลหะในสถานะแขวนลอย - (การหลอมลอย การละลายในเบ้าหลอมแม่เหล็กไฟฟ้า):
การดัดแปลงอินเวอร์เตอร์เพื่อให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
วิธีการให้ความร้อนแบบไม่สัมผัสของตัวอย่างโลหะเหลวด้วยกระแสความถี่สูงในสุญญากาศหรือก๊าซป้องกันเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทดลองกับตัวอย่างขนาดเล็กของวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
อินเวอร์เตอร์ความถี่สูงทางอุตสาหกรรมไม่มีคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการทดลอง (กำลังสูงที่ความถี่สูงที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนตัวอย่างขนาดเล็ก) ดังนั้นจึงมีการสร้างอินเวอร์เตอร์แบบโฮมเมด อินเวอร์เตอร์ที่พัฒนาโดย Sergei Kukhtetsky ที่สถาบันเคมีและเทคโนโลยีเคมีของ Russian Academy of Sciences ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานโดยทำงานดังนี้
ตัวเหนี่ยวนำเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวอย่างซึ่งเป็นขดลวดวงจรการสั่นร่วมกับธนาคารตัวเก็บประจุชดเชย จะถูกสูบจากเครื่องกำเนิดความถี่สูงที่ทำงานโดยอิสระ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นตามวงจรบริดจ์แบบเต็ม ความถี่ของมันจะถูกปรับโดยอัตโนมัติให้เป็นความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์ด้วยตนเองและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างการทำงาน อินเวอร์เตอร์ที่นำเสนอไม่มีวงจรสำหรับป้องกันทรานซิสเตอร์กำลังจากกระแสผ่านและวงจรควบคุมพลังงานความร้อน (รูปที่ 1)
รูปที่ 1. บล็อกไดอะแกรมของอินเวอร์เตอร์อย่างง่ายสำหรับการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
การทำงานของอินเวอร์เตอร์อย่างง่ายนี้เผยให้เห็นปัญหาต่อไปนี้ อันเป็นผลมาจากการให้ความร้อนแก่ตัวอย่าง รวมถึงผลจากการเคลื่อนที่ของตัวอย่างในตัวเหนี่ยวนำ การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในการเหนี่ยวนำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรออสซิลเลเตอร์และการเปลี่ยนแปลงความถี่ธรรมชาติของมัน เนื่องจากความถี่การทำงานของอินเวอร์เตอร์ถูกกำหนดโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยความถี่ที่ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงาน ความไม่ตรงกันระหว่างความถี่ของวงจรออสซิลเลเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้พลังงานความร้อนลดลงอย่างรวดเร็ว การสั่นสะเทือนของชิ้นงานในตัวเหนี่ยวนำ เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์กำลังที่เข้าสู่โหมดการทำงานที่ไม่เหมาะสมในโหมด capacitive ซึ่งนำไปสู่การสร้างความล้มเหลว
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ อินเวอร์เตอร์ได้รับการติดตั้งเพิ่มเติมด้วยวงจรลูปล็อคเฟส PLL วงจรป้องกันความเร็วสูงสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังจากกระแสเกิน และตัวควบคุมกำลังสวิตชิ่งที่ควบคุมจากพีซี วงจรป้องกันและควบคุมกำลังได้รับการออกแบบเป็นโมดูลแยกกันและสามารถนำไปใช้งานอื่นได้
วงจร PLL ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ความถี่แปรผัน เซ็นเซอร์กระแส เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า เส้นหน่วงเวลาแบบปรับได้ และตัวควบคุมพัลส์เชปเปอร์สำหรับพาวเวอร์บริดจ์ เซ็นเซอร์กระแสและแรงดันจะวัดค่าที่สอดคล้องกันบนวงจรการสั่นหลังจากนั้นจึงเปรียบเทียบเฟส การเปลี่ยนเฟสเป็นศูนย์หมายถึงการทำงานแบบซิงโครนัสของวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ความถี่ของตัวเองและออสซิลเลเตอร์หลัก ในกรณีที่มีการเปลี่ยนเฟส ออสซิลเลเตอร์หลักจะปรับความถี่โดยอัตโนมัติ โดยปรับให้เป็นความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์ (รูปที่ 2) วงจรไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ที่ดัดแปลงจะแสดงในรูปที่ 5
การตั้งค่าช่วงการติดตาม PLL ขั้นตอน:
จำเป็นต้องกำหนดความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์ดังต่อไปนี้
1) ถอดหม้อแปลงที่ตรงกันออกจากบัสบาร์ของวงจรออสซิลเลเตอร์
2) เชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับบัสที่เชื่อมต่อตัวเหนี่ยวนำกับธนาคารตัวเก็บประจุ
3) ตั้งค่าออสซิลโลสโคปไปที่โหมดสแตนด์บาย (โหมดทริกเกอร์การวัดเดี่ยว)
4) แตะบัสบาร์ของวงจรออสซิลเลเตอร์สั้น ๆ ด้วยแบตเตอรี่ (ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเช่น "โครน่า") "เสียงกะพริบ" จะปรากฏขึ้นบนหน้าจอ - การสั่นสะเทือนของวงจร (อะนาล็อกคือเสียงแก้วที่ดังขึ้นที่ความถี่ของมันเองซึ่งถูกตีด้วยช้อน) หากจำเป็น ให้ทำตามขั้นตอนนี้หลายๆ ครั้งเพื่อให้ได้ภาพที่เสถียรบนหน้าจอออสซิลโลสโคป
คาบของการแกว่งตามธรรมชาติวัดโดยใช้ตารางออสซิลโลสโคป จากนั้นจึงใช้สูตร ฉ = 1/งวดความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์จะถูกคำนวณ
ช่วงการทำงานของ PLL ได้รับการกำหนดค่าดังนี้
1) ออสซิลโลสโคป (4 ขา) เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของชิปออสซิลเลเตอร์ CD4046 PLL
2) ตั้งค่าความถี่การทำงานขั้นต่ำของเครื่องกำเนิด CD4046 ในการดำเนินการนี้ ให้เชื่อมต่อแหล่งพลังงานบวก 1 โวลต์ (เช่น แบตเตอรี่หมด) เข้ากับขา 9 ของไมโครวงจร CD4046 และเชื่อมต่อแหล่งพลังงานลบเข้ากับบัสทั่วไป
3) ตั้งค่าความถี่ขั้นต่ำโดยหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ที่ขา 12 ของวงจรไมโคร CD4046 ไปที่ 30-50 kHz ต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์ (ช่วงถูกเลือกจากการทดลองสำหรับปิ๊กอัพ PLL ที่เชื่อถือได้)
4) ตั้งค่าความถี่การทำงานสูงสุดของเครื่องกำเนิด CD4046 ในการดำเนินการนี้ ให้เชื่อมต่อแหล่งพลังงานบวก 4.5 โวลต์ (เช่นแบตเตอรี่สามก้อน) เข้ากับขา 9 ของชิป CD4046 และเชื่อมต่อแหล่งพลังงานลบเข้ากับบัสทั่วไป
5) โดยการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ที่ขา 11 ของไมโครวงจร CD4046 ให้ตั้งค่าความถี่ให้สูงกว่าของตัวเอง 30-50 kHz
จากผลการปฏิบัติงาน อินเวอร์เตอร์จะเริ่มรับเสียงสะท้อนโดยอัตโนมัติและคงไว้ระหว่างการทำงาน
การเลือกรอบของหม้อแปลงที่ตรงกัน
1) เราหมุนหม้อแปลงที่ตรงกันรอบดวงตา (เช่น 20 รอบ)
2) เชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์เข้ากับ LATR ค่อยๆเพิ่มแรงดันไฟฟ้า เราวัดแรงดันไฟฟ้าบน LATR และกระแสไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์ใช้ด้วยแอมมิเตอร์
3) จำเป็นต้องได้รับกำลังสูงสุดของอินเวอร์เตอร์ - ที่แรงดันไฟฟ้าที่ LATR 220 โวลต์กระแสควรสูงสุดสำหรับทรานซิสเตอร์ประเภทนี้
4) หากการสิ้นเปลืองกระแสไฟสูง แต่แรงดันไฟฟ้าบน LATR ยังมีน้อย เราจะหมุนสองสามรอบ
5) หากการสิ้นเปลืองกระแสไฟมีน้อยและแรงดันไฟฟ้าบน LATR สูงอยู่แล้ว เราจะหมุนหลายรอบ
รูปที่ 2. บล็อกไดอะแกรมของอินเวอร์เตอร์ทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำด้วย PLL
โมดูลป้องกันประกอบด้วยเซ็นเซอร์กระแสที่ติดตั้งอยู่บนวงจรสับเปลี่ยน วงจรตรวจจับกระแสเกินพร้อมเกณฑ์การตอบสนองที่ปรับได้ และวงจรปิดระบบไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับอินเวอร์เตอร์ผ่านทางวงจรแบ่ง ในขณะนี้กระแสเกิน shunt ตรวจพบแรงดันไฟฟ้าตกส่วนเกินซึ่งนำไปสู่การพลิกกลับของทริกเกอร์และการจ่ายสัญญาณปิดไปยังทรานซิสเตอร์กำลัง (รูปที่ 3) แผนภาพไฟฟ้าของโมดูลป้องกันแสดงในรูปที่ 6
การกำหนดค่าโมดูลการป้องกัน
เกณฑ์การตอบสนองของโมดูลการป้องกันได้รับการกำหนดค่าดังนี้ เกลียวลวดนิกโครมหนา (ตัวจำลองโหลด) เชื่อมต่อกับขั้วเอาต์พุต เราเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์แบบอนุกรมกับเกลียว ด้วยการหมุนโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อปรับเกณฑ์การตอบสนอง เราจะทำเครื่องหมายบนตัวโพเทนชิออมิเตอร์ที่สอดคล้องกับกระแสในเกลียว
รูปที่ 3 แผนภาพบล็อกของโมดูลป้องกันความเร็วสูง
วิดีโอ - การเปิดใช้งานโมดูลป้องกันความเร็วสูง:
ตัวควบคุมกำลังสวิตชิ่งถูกสร้างขึ้นตามวงจรของตัวแปลง PWM แบบสเต็ปดาวน์ การควบคุมกำลังทำได้โดยการเปลี่ยนรอบการทำงานของสัญญาณ PWM ควบคุม สัญญาณควบคุมถูกสร้างขึ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32F767 (บอร์ดดีบักสำเร็จรูปพร้อมโปรแกรมเมอร์ USB ในตัว) พารามิเตอร์ควบคุมพลังงานได้รับการตั้งค่าจากคอมพิวเตอร์ผ่านอินเทอร์เฟซ USB ที่รวมอยู่ในพีซีเครื่องใดก็ได้ โซลูชันนี้ช่วยให้คุณสามารถซิงโครไนซ์การรวบรวมข้อมูลและการควบคุมการตั้งค่าการทดลอง (แผนภาพบล็อกแสดงในรูปที่ 4)
รูปที่ 4. บล็อกไดอะแกรมของตัวควบคุมกำลังสวิตชิ่ง
โปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์มีทั้งการควบคุมแบบแมนนวล (คันเหยียบ ปุ่มเข้ารหัส) และรีโมทคอนโทรลของตัวควบคุมกำลัง (โดยใช้พีซี) การสตาร์ทและหยุดอย่างราบรื่น ความเสถียรของกำลังเอาต์พุตตามกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า และการบ่งชี้การทำงานของอุปกรณ์ วงจรไฟฟ้าของตัวควบคุมกำลังพัลส์แสดงในรูปที่ 7
รูปที่ 5 วงจรอินเวอร์เตอร์สำหรับการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำของตัวอย่างพร้อมวงจรล็อคเฟส
รูปที่ 6. วงจรไฟฟ้าของเบรกเกอร์กระแสความเร็วสูงสากลสำหรับการป้องกันการติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
รูปที่ 7 วงจรไฟฟ้าของตัวควบคุมกำลังพัลส์สากล
