DIY Makapangyarihang Induction Heater: 12 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang mga induction heater ay tiyak na isa sa pinaka mahusay na paraan ng pag-init ng mga bagay na metal na espesyal na ferrous metal. Ang pinakamagandang bahagi tungkol sa induction heater na ito ay hindi mo kailangang magkaroon ng isang pisikal na pakikipag-ugnay sa bagay na maiinit.

Mayroong maraming mga induction heater kit na magagamit online ngunit kung nais mong malaman ang mga pangunahing kaalaman sa pagpainit ng induction at nais na bumuo ng isa na mukhang at gumaganap nang eksakto tulad ng isang high end isa pagkatapos ay patuloy na dumaan sa itinuturo na ito dahil ipapakita ko sa iyo kung paano ang isang induction gumagana ang pampainit at kung saan maaari mong mapagkukunan ang iyong materyal upang bumuo ng isa para sa iyong sarili na mukhang isang propesyonal.

Magsimula na tayo…

Hakbang 1: Konsepto sa Likod ng Heating Induction

Mayroong maraming mga pamamaraan ng pagpainit ng mga metal, isa na ang pagpainit ng induction. Tulad ng pangalan ng pamamaraan na tumutukoy sa init ay nabuo sa loob ng materyal sa pamamagitan ng paggamit ng electrical induction.

Ang induction ng elektrisidad ay nagaganap sa loob ng materyal habang ang magnetic field sa paligid nito ay patuloy na nagbabago na nagreresulta sa induction ng mga eddy currents sa loob ng materyal na inilalagay sa loob ng coil. Kaya't nagdudulot ng instant na pag-init at ang epekto ay pinaka-kilalang sa mga ferrous na metal dahil sa mas mataas na tugon nito sa mga puwersang pang-magnetiko.

Maaari kang makakuha ng mas malalim na pangkalahatang-ideya sa wikipedia:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Hakbang 2: Naka-print na Lupon ng Circuit at Mga Bahagi

Dahil gagamit ako ng isang baterya / suplay ng kuryente na nagbibigay sa amin ng isang output ng 12v DC na hindi sapat na sapat upang makagawa ng induction dahil ang magnetic field na ginawa sa coil ng induction dahil sa Direct Current ay isang Constant Magnetic Field. Kaya't ang gawain dito ay upang i-convert ang boltahe ng DC na ito sa alternating Kasalukuyang na kung saan ay makakagawa ng induction.

Kaya't dinisenyo ko ang isang Oscillator circuit na gumagawa ng output ng AC na mayroong square wave na halos 20 KHz dalas. Gumagamit ang circuit ng apat na IRF540 N-Channel mosfets upang madalas na ilipat ang kasalukuyang sa alternating direksyon. Upang ligtas na hawakan ang mas malaking halaga ng mga alon na ginamit ko ang isang pares ng mga mosfet sa bawat channel.

Dahil haharapin natin ang mas mataas na halaga ng mga alon sa gayon ang isang perfboard ay tiyak na hindi isang maaasahan at syempre hindi isang maayos na pagpipilian. Kaya't nagpasya akong pumunta sa isang maaasahang pagpipilian na isang naka-print na circuit board. Maaaring parang isang mamahaling pagpipilian iyon ngunit sa pag-iisip na iyon ay nakatagpo ako ng JLCPCB.com

Ang mga taong ito ay nag-aalok ng mataas na kalidad na PCB sa natitirang mga presyo. Nag-order ako ng 10 PCB para sa pampainit ng induction at bilang unang pagkakasunud-sunod ng mga taong ito ay nag-aalok ng lahat ng iyon sa 2 $ lamang kasama ang gastos sa pagpapadala sa hakbang ng pintuan.

Ang kalidad ay premium tulad ng nakikita mo sa mga larawan. Kaya siguraduhing suriin ang kanilang website.

Hakbang 3: Pag-order ng PCB

Ang proseso upang mag-order ng PCB ay tahimik na simple. Una kailangan mong bisitahin ang jlcpcb.com. Upang makakuha ng isang instant na quote ang kailangan mo lang gawin ay upang mai-upload ang iyong Gerber file para sa mga PCB at isa na tapos na ang kanilang pag-upload maaari kang dumaan sa opsyong ibinigay sa ibaba.

Naidagdag ko din sa iyo ang Gerber file para sa PCB sa hakbang na ito kaya tiyaking suriin ito.

Hakbang 4: Mga Komplimentaryong Bahagi

Sinimulan kong tipunin ang PCB na may maliit na mga pantulong na bahagi na kinabibilangan ng mga resistors at isang pares ng mga diode.

Ang R1, R2 ay 10k resistors. Ang R3 at R4 ay 220Ohm resistors.

Ang D1 at D2 ay UF4007 diode (ang UF ay nangangahulugang Ultra Mabilis), huwag palitan ang mga ito ng 1N4007 diode dahil sisabog ang mga ito. Ang D3 at D4 ay mga zener diode 1N821.

Tiyaking inilagay mo ang tamang sangkap sa tamang lugar at ilagay din ang mga diode sa tamang direksyon tulad ng ipinakita sa PCB.

Hakbang 5: MOSFETs

Upang mahawakan ang malaking halaga ng kasalukuyang mga drains nagpasya akong sumama sa mga N-Channel MOSFET. Gumamit ako ng isang pares ng IRF540N MOSFET sa bawat panig. Ang bawat isa sa kanila ay pinapatay sa 100 Vds at hanggang sa 33Amperes ng tuluy-tuloy na kasalukuyang alisan ng tubig. Dahil papalakasin namin ang pampainit na ito sa induction na may 15VDC, ang 100 Vds ay maaaring tunog ng over kill, ngunit sa totoo lang hindi ito tulad ng mga spike na nabuo sa panahon ng paglipat ng mataas na bilis ay madaling tumalon hanggang sa mga limitasyong iyon. Kaya mas mahusay na pumunta sa kahit na mas mataas na pag-ratting ng Vds.

Upang maalis ang labis na init Inilakip ko ang mga heat heat sink sa bawat isa sa kanila.

Hakbang 6: Mga Capacitor

Ang mga capacitor ay gumaganap ng isang mahalagang papel upang mapanatili ang isang kanais-nais na dalas ng output, na sa kaso ng pagpainit ng induction ay iminungkahi sa halos 20KHz. Ang dalas ng output na ito ay isang resulta ng pagsasama ng induction at capacitance. Kaya maaari mong gamitin ang isang calculator ng dalas ng LC upang makalkula ang iyong kanais-nais na pagsasama.

Mabuti na magkaroon ng higit na kapasidad ngunit laging tandaan na kailangan nating makuha ang dalas ng output sa isang lugar na malapit sa 20KHz.

Kaya't nagpasya akong pumunta sa WIMA MKS 400VAC 0.33uf non-polar capacitors. Sa totoo lang ay hindi ako makahanap ng mas mataas na boltahe na pag-ratting para sa mga capacitor na ito kaya huli na sila ay lumobo at kailangan kong palitan ang mga ito ng ilang iba pang mga hindi polar capacitor na pinagsama sa 800VAC.

Mayroong dalawa sa kanila na konektado sa kahanay.

Hakbang 7: Mga Inductor

Dahil mahirap hanapin ang mga kasalukuyang kasalukuyang inductor kaya't napagpasyahan kong itayo ito sa sarili ko. Nakuha ko ang ilang lumang ferrite core mula sa lumang computer scrap na may mga sumusunod na sukat:

Panlabas na dia: 30mm

Inner dia: 18mm

Lapad: 13mm

Hindi kinakailangan upang makakuha ng eksaktong sukat na ferrite core ngunit ang layunin dito ay upang makakuha ng isang pares ng mga inductors na maaaring magbigay ng isang inductance ng halos 100 Micro Henry. Para sa na ginamit ko 1.2mm insulated tanso wire upang i-wind ang coil tulad na ang bawat isa sa kanila ay may 30 liko. Ang pagsasaayos na ito ay napailalim upang makabuo ng kinakailangang inductance. Tiyaking ginagawa mo ang mga paikot-ikot na masikip hangga't maaari dahil hindi ito inirerekomenda na magkaroon ng mas maraming agwat sa pagitan ng core at ng wire.

Matapos ang paikot-ikot na mga inductor, inalis ko ang mga insulated coatings mula sa magkabilang dulo ng kawad upang handa na silang maghinang sa PCB.

Hakbang 8: Cooling Fan

Upang matanggal ang init mula sa MOSFETs, na-mount ko ang isang 12v PC fan sa itaas lamang ng mga heat sink na aluminyo gamit ang ilang mainit na pandikit. Ang tagahanga ay nakakonekta sa mga input terminal upang sa tuwing pinapagana mo ang pampainit ng induction ang mga tagahanga ay awtomatikong magpapalakas upang palamig ang MOSFETs.

Dahil papalakasin ko ang induction heater na ito gamit ang isang 15VDC supply kaya nagdagdag ako ng isang 10 OHM 2watts risistor upang i-drop ang boltahe sa ligtas na limitasyon.

Hakbang 9: Mga Konektor para sa Output Coil

Upang ikonekta ang output coil sa induction heating circuit gumawa ako ng isang pares ng mga hatches papunta sa PCB gamit ang isang grinder ng anggulo. Ang huli ay sinira ko ang isang XT60 Connector upang magamit ang mga pin nito para sa mga output terminal. Ang bawat isa sa mga pin na ito ay pinipilit na magkasya sa loob ng output coil ng tanso.

Hakbang 10: Induction Coil

Ang coil ng Induction ay ginawa gamit ang isang 5mm diameter na tubo na tanso na karaniwang ginagamit sa mga aircon at refrigerator. Upang ganapin ang output coil perpektong Gumamit ako ng isang karton roll na sumusukat halos isang pulgada ang lapad. Nagbigay ako ng 8 liko sa likaw na lumikha ng isang lapad ng likaw upang magkasya nang eksakto sa mga konektor ng output ng bala.

Tiyaking i-wind ang coil nang matiyaga dahil maaari mong tapusin ang baluktot ng tubo na magdulot ng isang ngipin dito. Bukod dito pagkatapos mong matapos ang paikot-ikot na likaw siguraduhin na walang contact sa pagitan ng mga dingding ng dalawang magkakasunod na pagliko.

Para sa coil na ito kailangan mo ng 3 foots ng tanso na tubo.

Hakbang 11: Supply ng Kuryente

Upang mapagana ang induction heater na ito ay gagamit ako ng isang supply ng kuryente ng server na na-ratted para sa 15v at maaaring maghatid ng hanggang sa 130 Amps ng kasalukuyang. Ngunit maaari mong gamitin ang anumang 12v na mapagkukunan tulad ng isang baterya ng kotse o isang power supply ng PC.

Tiyaking ikonekta ang input nang may tamang polarity.

Hakbang 12: Pangwakas na Mga Resulta

Habang pinapagana ko ang induction heater na ito sa 15v, nilalang upang gumuhit ng halos 0.5 Amp kasalukuyang walang anumang inilagay sa loob ng coil. Para sa pagsubok na run ay nagsingit ako ng isang kahoy na tornilyo at biglang nagsimula itong amoy tulad ng pag-iinit. Ang kasalukuyang gumuhit ay nagsisimula ring tumaas at sa ganap na ipinasok ng tornilyo ang likid tila gumuhit ito ng halos 3 amps ng kasalukuyang. Sa loob lamang ng isang minuto ay namumula ito.

Nang maglaon ay ipinasok ko ang isang driver ng turnilyo sa loob ng coil at ang pampainit ng induction ay pinainit ito sa pulang mainit na may halos 5 amperes ng kasalukuyang pagguhit sa 15v na sums hanggang sa 75 watts ng pagpainit ng induction.

Sa pangkalahatan ang pagpainit ng induction ay tila isang mahusay na paraan ng mahusay na pag-init ng isang ferrous metal rod at ito ay hindi gaanong mapanganib kumpara sa iba pang mga pamamaraan.

Maraming mga kapaki-pakinabang na bagay na maaaring magawa gamit ang pamamaraang ito ng pag-init.

Kung gusto mo ang proyektong ito, huwag kalimutang bisitahin at mag-subscribe sa aking youtube channel para sa higit pang mga paparating na proyekto.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Pagbati.

DIY King