Heizkörper mit Strom Magnetfeld Die durch die Einwirkung von induziertem Strom entstehende Wärme wird als Induktionserwärmung bezeichnet. Elektrothermische Geräte oder Induktionsöfen haben verschiedene Modelle, entworfen, um Aufgaben für verschiedene Zwecke auszuführen.

Aufbau und Funktionsprinzip

Von technische Spezifikationen Das Gerät ist Teil einer Anlage, die in der metallurgischen Industrie eingesetzt wird. Funktionsprinzip Induktionsofen hängt davon ab Wechselstrom , die Leistung der Anlage wird durch den Zweck des Geräts bestimmt, dessen Konstruktion Folgendes umfasst:

1. Induktor;
2. rahmen;
3. Schmelzkammer;
4. Vakuumsystem;
5. Mechanismen zum Bewegen des Heizobjekts und anderer Geräte.

Der moderne Verbrauchermarkt hat eine große Anzahl Modelle von Geräten, die nach dem Schema der Wirbelstrombildung arbeiten. Das Funktionsprinzip und die Konstruktionsmerkmale eines industriellen Induktionsofens ermöglichen die Durchführung einer Reihe spezifischer Vorgänge im Zusammenhang mit dem Schmelzen von Nichteisenmetallen. Wärmebehandlung Metallprodukte, Sintern synthetische Materialien, Reinigung wertvoller und Halbedelsteine. Haushaltsgeräte Wird zur Desinfektion von Haushaltsgegenständen und zur Beheizung von Räumen verwendet.

Die Aufgabe eines Induktionsofens besteht darin, in der Kammer platzierte Gegenstände mit Wirbelströmen zu erhitzen, die von einem Induktor abgegeben werden. Hierbei handelt es sich um eine Induktorspule in Form einer Spirale, einer Acht oder eines Kleeblatts mit einer Wicklung aus Draht mit großem Querschnitt. Ein mit Wechselstrom betriebener Induktor erzeugt ein gepulstes Magnetfeld, dessen Stärke je nach Stromfrequenz variiert. Ein in einem Magnetfeld platzierter Gegenstand wird bis zum Siedepunkt (Flüssigkeit) bzw. zum Schmelzpunkt (Metall) erhitzt.

Anlagen, die mit einem Magnetfeld arbeiten, werden in zwei Ausführungen hergestellt: mit magnetischem Leiter und ohne magnetischen Leiter. Der erste Gerätetyp weist in seinem Design einen Induktor auf, der darin eingeschlossen ist Metallgehäuse, was zu einem schnellen Temperaturanstieg im Inneren des verarbeiteten Objekts führt. Bei Öfen des zweiten Typs befindet sich das Magnetotron außerhalb der Anlage.

Merkmale von Induktionsgeräten

Der Meister erfordert außerdem Kenntnisse in der Konstruktion und Installation von Elektrogeräten. Die Sicherheit eines individuell zusammengebauten Geräts liegt in einer Reihe von Merkmalen:

1. Ausrüstungskapazität;
2. Betriebsimpulsfrequenz;
3. Generatorleistung;
4. Wirbelverluste;
5. Hystereseverluste;
6. Intensität der Wärmeabgabe;
7. Auskleidungsmethode.

Rinnenöfen erhielten ihren Namen aufgrund des Vorhandenseins von zwei Löchern im Raum, wobei ein Kanal einen geschlossenen Kreislauf bildete. Aufgrund seiner Konstruktionsmerkmale kann das Gerät nicht ohne Stromkreis betrieben werden, wodurch flüssiges Aluminium in ständiger Bewegung ist. Werden die Empfehlungen des Herstellers nicht befolgt, schaltet sich das Gerät spontan ab und unterbricht den Schmelzvorgang.

Je nach Lage der Kanäle sind Induktionsschmelzgeräte vertikal und horizontal mit Trommel- oder Zylinderkammerform. Der Trommelofen, in dem Gusseisen geschmolzen werden kann, besteht aus Stahlblech. Schwenkmechanismus Ausgestattet mit Antriebsrollen, einem zweistufigen Elektromotor und einem Kettenantrieb.

Flüssige Bronze wird durch einen Siphon an der Stirnwand gegossen, Zusatzstoffe und Schlacken werden eingefüllt und durch spezielle Löcher entfernt. Ausgabe fertige Produkte erfolgt über einen V-förmigen Ablaufkanal, der nach einer Schablone in die Auskleidung eingearbeitet ist und während des Arbeitsprozesses schmilzt. Die Kühlung der Wicklung und des Kerns erfolgt durch Luftmasse, die Temperatur des Gehäuses wird über Wasser reguliert.

Viele Menschen glauben, dass der Prozess des Schmelzens von Metall erforderlich ist riesige Bauwerke, praktisch Fabriken mit viel Personal. Es gibt aber auch einen Beruf als Juwelier und Metalle wie Gold, Silber, Platin und andere, aus denen durchbrochener und exquisiter Schmuck hergestellt wird, von denen einige zu Recht als echte Kunstwerke gelten. Eine Schmuckwerkstatt ist ein Unternehmen, das keine übermäßige Größe duldet. Und der Schmelzprozess ist bei ihnen einfach notwendig. Daher ist hier ein Induktionsofen zum Schmelzen von Metall erforderlich. Es ist nicht groß, sehr effektiv und einfach zu bedienen.

Das Funktionsprinzip eines Induktionsofens ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie ein unerwünschtes Phänomen effizienter genutzt wird. Der sogenannte Wirbel induzierte Ströme Foucault, der sich normalerweise in jede Art von Elektrotechnik einmischt, zielt hier nur auf ein positives Ergebnis ab.

Damit sich die Metallstruktur zu erwärmen und dann zu schmelzen beginnt, muss sie genau diesen Foucault-Strömen ausgesetzt werden, in denen sie sich bilden Induktionsspule als durch im Großen und Ganzen und ist der Ofen.

Einfach ausgedrückt, das weiß jeder bei der Arbeit, jeder Elektrogerät beginnt sich aufzuheizen. Ein Induktionsofen zum Schmelzen von Metall nutzt diesen ansonsten unerwünschten Effekt voll aus.

Vorteile gegenüber anderen Schmelzofentypen

Induktionsöfen sind nicht die einzige Erfindung, die zum Schmelzen von Metallen verwendet wird. Es gibt auch berühmte offene Feuerstellen, Hochöfen und andere Arten. Allerdings hat der Ofen, den wir in Betracht ziehen, gegenüber allen anderen eine Reihe unbestreitbarer Vorteile.

• Öfen, die nach dem Induktionsprinzip arbeiten, können recht kompakt sein und ihre Platzierung bereitet keine Schwierigkeiten.
• Hohe Schmelzgeschwindigkeit. Während andere Öfen zum Schmelzen von Metall allein zum Aufheizen mehrere Stunden benötigen, schafft ein Induktionsofen dies um ein Vielfaches schneller.
• Koeffizient nützliche Aktion nur knapp unter der 100%-Marke.
• Bei der Reinheit der Schmelze liegt der Induktionsofen souverän an erster Stelle. Bei anderen Geräten steht das zum Schmelzen vorbereitete Werkstück in direktem Kontakt mit dem Heizelement, was häufig zu Verunreinigungen führt. Foucault-Ströme erhitzen das Werkstück von innen, beeinflussen die molekulare Struktur des Metalls und es gelangen keine Nebenprodukte in das Werkstück.

Letzterer Vorteil ist bei Schmuck von entscheidender Bedeutung, da die Häufigkeit des Materials seinen Wert und seine Einzigartigkeit erhöht.

Platzierung des Ofens

Der kompakte Induktionsofen kann je nach Größe als Stand- oder Tischofen ausgeführt sein. Für welche Option Sie sich auch entscheiden, es gibt ein paar Grundregeln für die Wahl des Standorts.

• Trotz der einfachen Handhabung des Ofens handelt es sich immer noch um ein elektrisches Gerät, bei dem Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden müssen. Und das erste, was bei der Installation berücksichtigt werden muss, ist das Vorhandensein der richtigen Stromquelle, die zum Gerätemodell passt.
• Möglichkeit einer hochwertigen Erdung.
• Bereitstellung einer Wasserversorgung für die Anlage.
• Tischöfen benötigen einen stabilen Untergrund.
• Vor allem aber darf bei der Arbeit nichts stören. Auch wenn das Volumen und die Masse der Schmelze nicht allzu groß sind, beträgt ihre Temperatur mehr als 1000 Grad und ein versehentliches Herausspritzen aus der Form bedeutet, dass Sie selbst oder jemanden in der Nähe schwer verletzen.

Darüber, dass sich in der Nähe eines funktionierenden Induktionsofens keine brennbaren, geschweige denn explosiven Materialien befinden sollten, gibt es nichts zu sagen. Ein fußläufig erreichbarer Brandschutz ist jedoch unbedingt erforderlich.

Arten von Induktionsöfen

Zwei Arten von Induktionsöfen werden häufig verwendet: Rinnen- und Tiegelöfen. Sie unterscheiden sich lediglich in der Art und Weise, wie mit ihnen gearbeitet wird. In allen anderen Punkten, einschließlich der Vorteile, sind solche Schmelzöfen sehr ähnlich. Betrachten wir jede Option einzeln:

• Kanalofen. Der Hauptvorteil dieses Typs ist ein kontinuierlicher Zyklus. Sie können direkt während des Erhitzens eine neue Portion Rohstoffe laden und bereits geschmolzenes Metall entladen. Die einzige Schwierigkeit kann beim Start auftreten. Der Kanal, durch den das flüssige Metall aus dem Ofen abgeführt wird, muss gefüllt sein.
• Tiegelofen. Im Gegensatz zur ersten Option muss jede Metallportion separat geladen werden. Das ist der Punkt. Das Rohmaterial wird in einen hitzebeständigen Tiegel gegeben und in den Induktor gegeben. Nachdem das Metall geschmolzen ist, wird es aus dem Tiegel abgelassen und erst dann die nächste Portion geladen. Dieser Ofen ist ideal für kleine Werkstätten, in denen keine großen Mengen geschmolzener Rohstoffe benötigt werden.

Der Hauptvorteil beider Optionen ist die Produktionsgeschwindigkeit. Aber auch hier gewinnt der Tiegelofen. Darüber hinaus ist es durchaus möglich, es unter fast häuslichen Bedingungen mit eigenen Händen herzustellen.

Ein selbstgebauter Induktionsofen ist mit keinerlei Schwierigkeiten verbunden, so dass er nicht zusammengebaut werden kann gewöhnlicher Mensch, zumindest ein wenig vertraut mit Elektrotechnik. Es hat nur drei Hauptblöcke:

• Generator.
• Induktor.
• Tiegel.

Der Induktor ist eine Kupferwicklung, die Sie selbst herstellen können. Sie müssen den Tiegel entweder in den entsprechenden Geschäften suchen oder auf andere Weise erhalten. Und als Generator kann Folgendes verwendet werden: Schweißinverter, eine selbstorganisierte Transistor- oder Röhrenschaltung.

Induktionsofen an einem Schweißinverter

Die einfachste und am weitesten verbreitete Option. Der Aufwand muss lediglich für die Konstruktion des Induktors aufgewendet werden. Nehmen Sie ein dünnwandiges Kupferrohr mit einem Durchmesser von 8-10 cm und biegen Sie es entsprechend dem gewünschten Muster. Die Windungen sollten einen Abstand von 5-8 mm haben und ihre Anzahl hängt von den Eigenschaften und dem Durchmesser des Wechselrichters ab. Der Induktor wird in einem Textolith- oder Graphitgehäuse befestigt und ein Tiegel wird in die Installation gestellt.

Transistor-Induktionsofen

In diesem Fall müssen Sie nicht nur mit den Händen, sondern auch mit dem Kopf arbeiten. Und laufen Sie durch die Geschäfte und suchen Sie nach den notwendigen Ersatzteilen. Schließlich benötigen Sie Transistoren unterschiedlicher Kapazität, ein paar Dioden, Widerstände, Folienkondensatoren, zwei Kupferdrähte unterschiedlicher Dicke und ein paar Induktorringe.

• Vor dem Zusammenbau ist zu berücksichtigen, dass der entstehende Stromkreis im Betrieb sehr heiß wird. Daher ist es notwendig, relativ große Heizkörper zu verwenden.
• Kondensatoren werden parallel zu einer Batterie zusammengebaut.
• Auf die Drosselringe ist Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,2 mm gewickelt. Je nach Leistung sollten die Windungen zwischen 7 und 15 liegen.
• Ein zylindrischer Gegenstand, dessen Durchmesser der Größe des Tiegels entspricht, wird mit 7-8 Windungen gewickelt. Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2 mm. Die Enden des Drahtes bleiben lang genug für den Anschluss.
• Nach einem speziellen Schema wird alles auf der Platine montiert.
• Die Stromquelle kann eine 12-Volt-Batterie sein.
• Bei Bedarf können Sie ein Textolit- oder Graphitgehäuse herstellen.
• Die Leistung des Geräts wird durch Erhöhen oder Verringern der Windungen der Induktorwicklung angepasst.

Ein solches Gerät selbst zusammenzubauen ist nicht einfach. Und Sie können diese Arbeit nur übernehmen, wenn Sie von der Richtigkeit Ihres Handelns überzeugt sind.

Induktionsofen mit Lampen

Im Gegensatz zu einem Transistorofen ist ein Lampenofen viel leistungsstärker, was bedeutet, dass Sie sowohl mit ihm als auch mit der Schaltung vorsichtiger umgehen müssen.

• 4 parallel geschaltete Strahllampen erzeugen hochfrequente Ströme.
• Kupferdraht wird spiralförmig gebogen. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt 5 oder mehr Millimeter. Die Spulen selbst haben einen Durchmesser von 8-16 cm. Der Induktor sollte so groß sein, dass der Tiegel problemlos hineinpasst.
• Der Induktor ist in einem Gehäuse aus nichtleitendem Material (Textolith, Graphit) untergebracht.
• Sie können eine Neonanzeigelampe am Gehäuse anbringen.
• Sie können auch einen Abstimmkondensator in die Schaltung einbinden.

Für die Herstellung beider Schaltkreise sind einige Kenntnisse erforderlich, die erworben werden können. Es ist jedoch besser, wenn sie von einem echten Spezialisten durchgeführt werden.

Kühlung

Diese Frage ist wahrscheinlich die schwierigste von allen, die sich einer Person stellt, die sich dazu entschließt, eine Schmelzapparatur selbstständig zusammenzubauen induktives Prinzip. Tatsache ist, dass es nicht empfehlenswert ist, einen Ventilator direkt in der Nähe des Ofens zu platzieren. Metallische und elektrische Teile des Kühlgeräts können den Betrieb des Ofens beeinträchtigen. Ein weit entfernter Lüfter sorgt möglicherweise nicht für die nötige Kühlung, was zu einer Überhitzung führt.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, eine Wasserkühlung durchzuführen. Allerdings ist die effiziente und korrekte Durchführung zu Hause nicht nur schwierig, sondern auch finanziell nicht rentabel. In diesem Fall lohnt es sich zu überlegen: Wäre die Anschaffung nicht günstiger? Industrieversion Induktionsofen, hergestellt im Werk, unter Einhaltung aller erforderlichen Technologien?

Sicherheitsvorkehrungen beim Schmelzen von Metall in einem Induktionsofen

Es besteht kein Grund, sich ausführlich mit diesem Thema zu befassen, da fast jeder die grundlegenden Sicherheitsvorschriften kennt. Wir sollten uns nur mit den Problemen befassen, die nur für diese Art von Ausrüstung gelten.

• Beginnen wir mit der persönlichen Sicherheit. Beim Arbeiten mit einem Induktionsofen sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass hier sehr hohe Temperaturen herrschen und Verbrennungsgefahr besteht. Das Gerät ist ebenfalls elektrisch und erfordert besondere Aufmerksamkeit.
• Wenn Sie einen Fertigofen gekauft haben, sollten Sie auf den Einflussradius achten elektromagnetisches Feld. Ansonsten Uhren, Telefone, Videokameras und andere elektronische Geräte Es kann zu Fehlfunktionen oder einem vollständigen Ausfall kommen.
• Arbeitskleidung sollte mit nichtmetallischen Verschlüssen gewählt werden. Ihre Anwesenheit hingegen beeinträchtigt den Betrieb des Ofens.
• Besonderes Augenmerk sollte in diesem Zusammenhang auf den Lampenofen gelegt werden. Alle Hochspannungselemente müssen im Gehäuse verborgen sein.

Natürlich ist es unwahrscheinlich, dass solche Geräte in einer Stadtwohnung von Nutzen sein werden, aber Funkamateure, die sich ständig mit der Verzinnung beschäftigen, und Schmuckhersteller können auf einen Induktionsherd nicht verzichten. Für sie ist dieses Ding sehr nützlich, man könnte sagen unersetzlich, und wie es bei ihrer Arbeit hilft, ist es besser, sie selbst zu fragen.

Induktionsöfen werden in der metallurgischen Industrie häufig eingesetzt. Solche Öfen werden oft selbst hergestellt. Dazu müssen Sie deren Funktionsprinzip kennen und Designmerkmale. Das Funktionsprinzip solcher Öfen war bereits vor zwei Jahrhunderten bekannt.

Induktionsöfen können folgende Probleme lösen:

• Schmelzendes Metall.
• Wärmebehandlung von Metallteilen.
• Reinigung von Edelmetallen.

Solche Funktionen sind in Industrieöfen vorhanden. Für Lebensbedingungen und zum Heizen des Raumes gibt es Öfen spezieller Bauart.

Funktionsprinzip

Ein Induktionsofen erhitzt Materialien mithilfe der Eigenschaften von Wirbelströmen. Um solche Ströme zu erzeugen, wird ein spezieller Induktor verwendet, der aus einem Induktor mit mehreren Drahtwindungen mit großem Querschnitt besteht.

Der Induktor wird mit Wechselstrom versorgt. Im Induktor erzeugt Wechselstrom ein Magnetfeld, das sich mit der Frequenz des Netzes ändert und durchdringt Innenraum Induktor. Wenn Material in diesen Raum eingebracht wird, entstehen darin Wirbelströme, die es erhitzen.

Das Wasser im Betriebsinduktor erhitzt sich und kocht, und das Metall beginnt zu schmelzen, wenn die entsprechende Temperatur erreicht ist. Induktionsöfen lassen sich grob in Typen einteilen:

• Öfen mit Magnetkern.
• Ohne Magnetkern.

Der erste Ofentyp enthält einen in Metall eingeschlossenen Induktor, der einen besonderen Effekt erzeugt, der die Dichte des Magnetfelds erhöht, sodass die Erwärmung effizient und schnell erfolgt. Bei Öfen ohne Magnetkern befindet sich der Induktor außen.

Arten und Merkmale von Öfen

Induktionsöfen können in Typen unterteilt werden, die ihre eigenen Betriebseigenschaften haben und Besonderheiten. Einige werden für die Arbeit in der Industrie verwendet, andere werden im Alltag zum Kochen verwendet.

Vakuum-Induktionsöfen

Dieser Ofen ist zum Schmelzen und Gießen von Legierungen im Induktionsverfahren bestimmt. Es besteht aus einer geschlossenen Kammer, in der sich ein Tiegel-Induktionsofen mit einer Gussform befindet.

Im Vakuum ist es möglich, perfekte metallurgische Prozesse sicherzustellen und hochwertige Gussteile zu erhalten. Derzeit ist die Vakuumproduktion von kontinuierlichen Ketten in einer Vakuumumgebung auf neue technologische Prozesse umgestiegen, was die Schaffung neuer Produkte und die Senkung der Produktionskosten ermöglicht.

Vorteile des Vakuumschmelzens

• Flüssiges Metall kann im Vakuum lange aufbewahrt werden.
• Erhöhte Ausgasung von Metallen.
• Während des Schmelzprozesses können Sie jederzeit den Ofen neu beladen und den Läuter- und Desoxidationsprozess beeinflussen.
• Die Fähigkeit, die Temperatur der Legierung und ihre chemische Zusammensetzung während des Betriebs ständig zu überwachen und anzupassen.
• Hohe Reinheit der Gussteile.
• Schnelle Aufheiz- und Schmelzgeschwindigkeit.
• Erhöhte Homogenität der Legierung durch hochwertige Mischung.
• Jede Form von Rohmaterial.
• Umweltfreundlich und wirtschaftlich.

Funktionsprinzip Vakuumofen besteht darin, eine feste Charge in einem Tiegel im Vakuum mithilfe eines Hochfrequenzinduktors zu schmelzen und das flüssige Metall zu reinigen. Das Vakuum entsteht durch das Herauspumpen von Luft. Durch das Vakuumschmelzen wird eine starke Reduzierung von Wasserstoff und Stickstoff erreicht.

Kanalinduktionsöfen

Öfen mit elektromagnetischem Kern (Kanal) werden in Gießereien für Nichteisen- und Eisenmetalle häufig als Warmhalteöfen und Mischer eingesetzt.

1 - Bad
2 - Kanal
3 - Magnetkern
4 - Primärspule

Ein magnetischer Wechselfluss durchläuft einen Magnetkreis, eine Kanalkontur in Form eines Rings flüssiges Metall. Im Ring wird ein elektrischer Strom angeregt, der das flüssige Metall erhitzt. Der magnetische Fluss wird durch die mit Wechselstrom betriebene Primärwicklung erzeugt.

Zur Verstärkung des Magnetflusses wird ein geschlossener Magnetkreis aus Transformatorstahl verwendet. Der Ofenraum ist durch zwei Löcher mit einem Kanal verbunden, sodass beim Befüllen des Ofens mit flüssigem Metall ein geschlossener Kreislauf entsteht. Ohne einen geschlossenen Kreislauf kann der Ofen nicht betrieben werden. In solchen Fällen ist der Stromkreiswiderstand hoch und es fließt ein kleiner Strom darin, der als Leerlaufstrom bezeichnet wird.

Aufgrund der Überhitzung des Metalls und der Wirkung des Magnetfelds, das dazu neigt, das Metall aus dem Kanal zu drücken, ist das flüssige Metall im Kanal ständig in Bewegung. Da das Metall im Kanal stärker erhitzt wird als im Ofenbad, steigt das Metall ständig in das Bad, aus dem Metall mit niedrigerer Temperatur austritt.

Wenn das Metall unten abgelassen wird zulässige Norm, dann wird das flüssige Metall durch elektrodynamische Kraft aus dem Kanal ausgestoßen. Dadurch schaltet sich der Ofen spontan ab und der Stromkreis wird unterbrochen. Um solche Fälle zu vermeiden, lassen Öfen einen Teil des Metalls in flüssiger Form zurück. Man nennt es Sumpf.

Rinnenöfen sind unterteilt in:

• Schmelzöfen.
• Mixer.
• Warmhalteöfen.

Um eine bestimmte Menge flüssiges Metall anzusammeln, seine chemische Zusammensetzung zu mitteln und zu halten, werden Mischer verwendet. Das Volumen des Mischers wird auf mindestens das Doppelte der Stundenleistung des Ofens berechnet.

Rinnenöfen werden entsprechend der Lage der Rinnen in Klassen eingeteilt:

• Vertikal.
• Horizontal.

Je nach Form der Arbeitskammer:

• Trommelinduktionsöfen.
• Zylindrische Induktionsöfen.

Der Trommelofen besteht aus einem geschweißten Stahlzylinder mit zwei Wänden an den Enden. Antriebsrollen dienen zum Drehen des Ofens. Um den Ofen zu drehen, müssen Sie den Elektromotorantrieb mit zwei Geschwindigkeiten und einen Kettenantrieb einschalten. Der Motor verfügt über Plattenbremsen.

An den Stirnwänden befindet sich ein Siphon zum Ausgießen von Metall. Es gibt Löcher zum Einfüllen von Zusatzstoffen und zum Entfernen von Schlacke. Es gibt auch einen Kanal zur Metallausgabe. Der Kanalblock besteht aus einem Ofeninduktor mit V-förmigen Kanälen, die mithilfe von Schablonen in die Auskleidung eingearbeitet sind. Beim ersten Aufschmelzen schmelzen diese Template. Die Wicklung und der Kern werden durch Luft gekühlt, der Gerätekörper wird durch Wasser gekühlt.

Wenn der Rinnenofen eine andere Form hat, wird das Metall durch Kippen des Bades mithilfe von Hydraulikzylindern freigesetzt. Manchmal wird das Metall durch übermäßigen Gasdruck herausgedrückt.

Vorteile von Kanalöfen

• Geringer Energieverbrauch durch geringen Wärmeverlust des Bades.
• Erhöht elektrischer Wirkungsgrad Induktor.
• Niedrige Kosten.

Nachteile von Rinnenöfen

• Die Schwierigkeit, die chemische Zusammensetzung des Metalls anzupassen, da das im Ofen verbliebene flüssige Metall zu Schwierigkeiten beim Wechsel von einer Zusammensetzung zur anderen führt.
• Die geringe Geschwindigkeit der Metallbewegung im Ofen verringert die Leistungsfähigkeit der Schmelztechnologie.

Designmerkmale

Der Ofenrahmen besteht aus kohlenstoffarmem Stahlblech mit einer Dicke von 30 bis 70 mm. An der Unterseite des Rahmens befinden sich Fenster mit angebrachten Induktoren. Der Induktor besteht aus einem Stahlkörper, einer Primärspule, einem Magnetkreis und einer Auskleidung. Sein Körper ist abnehmbar und die Teile sind durch Dichtungen voneinander isoliert, so dass die Körperteile keinen geschlossenen Kreislauf bilden. Andernfalls entsteht ein Wirbelstrom.

Der Magnetkern besteht aus 0,5 mm starken Spezial-Elektroblechen. Die Platten sind voneinander isoliert, um Verluste durch Wirbelströme zu reduzieren.

Die Spule besteht aus Kupferleiter Querschnitt je nach Laststrom und Kühlart. Bei luftgekühlt zulässiger Strom 4 Ampere pro mm 2, bei Kühlung mit Wasser beträgt der zulässige Strom 20 Ampere pro mm 2. Zwischen der Auskleidung und der Spule ist ein Sieb eingebaut, das mit Wasser gekühlt wird. Der Schirm besteht aus magnetischem Stahl oder Kupfer. Um der Spule Wärme zu entziehen, ist ein Lüfter installiert. Um die genauen Abmessungen des Kanals zu erhalten, wird eine Schablone verwendet. Es besteht aus einem hohlen Stahlguss. Die Schablone wird im Induktor platziert, bis dieser mit feuerfester Masse gefüllt ist. Es befindet sich beim Erhitzen und Trocknen der Auskleidung im Induktor.

Zur Auskleidung werden feuerfeste Massen nasser und trockener Art verwendet. Nasse Massen in Form von gedruckten oder gegossenen Materialien verwendet werden. Gegossener Beton wird verwendet für komplexe Form Induktor, wenn es nicht möglich ist, die Masse über das gesamte Volumen des Induktors zu verdichten.

Mit dieser Masse wird der Induktor gefüllt und mit Rüttlern verdichtet. Trockenmassen werden mit Hochfrequenzrüttlern verdichtet, Stampfmassen mit pneumatischen Stampfern. Wird Gusseisen in einem Ofen geschmolzen, besteht die Auskleidung aus Magnesiumoxid. Die Qualität der Auskleidung wird durch die Temperatur des Kühlwassers bestimmt. Am meisten effektive Methode Bei der Überprüfung der Auskleidung wird der Wert des induktiven und aktiven Widerstands überprüft. Diese Messungen werden mit Kontrollinstrumenten durchgeführt.

Zur elektrischen Ausrüstung des Ofens gehören:

• Transformator.
• Eine Batterie aus Kondensatoren zum Ausgleich elektrischer Energieverluste.
• Drossel zum Anschluss eines 1-Phasen-Induktors an ein 3-Phasen-Netzwerk.
• Bedienfelder.
• Stromkabel.

Damit der Ofen normal funktioniert, ist die Stromversorgung an 10 Kilovolt angeschlossen, die über 10 Spannungsstufen an der Sekundärwicklung verfügt, um die Leistung des Ofens zu regulieren.

Das Verpackungsmaterial für die Auskleidung enthält:

• 48 % trockener Quarz.
• 1,8 % Borsäure, gesiebt durch ein feines Sieb mit 0,5 mm Maschenweite.

Die Auskleidungsmasse wird mit einem Mixer trocken aufbereitet und anschließend durch ein Sieb gesiebt. Die zubereitete Mischung sollte nach der Zubereitung nicht länger als 15 Stunden gelagert werden.

Die Auskleidung des Tiegels erfolgt mittels Rüttelverdichtung. Elektrische Rüttler werden zur Auskleidung großer Öfen eingesetzt. Rüttler tauchen in den Schablonenraum ein und verdichten die Masse durch die Wände. Beim Verdichten wird der Rüttler mit einem Kran bewegt und vertikal gedreht.

Tiegel-Induktionsöfen

Die Hauptkomponenten eines Tiegelofens sind ein Induktor und ein Generator. Zur Herstellung eines Induktors wird ein Kupferrohr in Form von 8–10 Windungen verwendet. Die Formen von Induktoren können unterschiedlicher Art sein.

Dieser Ofentyp ist der am weitesten verbreitete. Bei der Ofenkonstruktion gibt es keinen Kern. Eine übliche Ofenform ist ein Zylinder aus feuerfestem Material. Der Tiegel befindet sich im Hohlraum des Induktors. Es wird mit Wechselstrom versorgt.

Vorteile von Tiegelöfen

• Beim Einlegen des Materials in den Ofen wird Energie freigesetzt, sodass keine zusätzlichen Heizelemente erforderlich sind.
• Es wird eine hohe Homogenität von Mehrkomponentenlegierungen erreicht.
• Im Ofen können Sie unabhängig vom Druck eine Reduktions- oder Oxidationsreaktion erzeugen.
• Hohe Ofenleistung durch erhöhte Leistungsdichte bei jeder Frequenz.
• Unterbrechungen beim Metallschmelzen haben keinen Einfluss auf die Arbeitseffizienz, da zum Heizen nicht viel Strom benötigt wird.
• Möglichkeit beliebiger Einstellungen und einfacher Bedienung mit der Möglichkeit der Automatisierung.
• Es kommt zu keiner lokalen Überhitzung, die Temperatur wird im gesamten Badvolumen ausgeglichen.
• Schnelles Schmelzen, wodurch hochwertige Legierungen mit guter Homogenität hergestellt werden können.
• Umweltsicherheit. Äußere Umgebung unterliegt keinem schädliche WirkungenÖfen. Auch das Schmelzen schadet der Umwelt nicht.

Nachteile von Tiegelöfen

• Niedrige Temperatur der zur Bearbeitung der Schmelzoberfläche verwendeten Schlacke.
• Geringe Haltbarkeit der Auskleidung bei plötzlichen Temperaturänderungen.

Trotz der bestehenden Nachteile erfreuen sich Tiegel-Induktionsöfen in der Produktion und in anderen Bereichen großer Beliebtheit.

Induktionsöfen zur Raumheizung

Am häufigsten wird ein solcher Herd in der Küche installiert. Der Hauptbestandteil seiner Konstruktion ist der Schweißinverter. Die Ofenkonstruktion wird in der Regel mit einem Warmwasserboiler kombiniert, der die Beheizung aller Räume im Gebäude ermöglicht. Es besteht auch die Möglichkeit, die Versorgung anzuschließen heißes Wasser in das Gebäude.

Die Betriebseffizienz eines solchen Geräts ist gering, jedoch werden solche Geräte häufig zum Heizen eines Hauses verwendet.

Der Aufbau des Heizteils eines Induktionskessels ähnelt einem Transformator. Der äußere Stromkreis besteht aus den Wicklungen einer Art Transformator, die an das Netzwerk angeschlossen sind. Der zweite interne Kreislauf ist eine Wärmeaustauschvorrichtung. Darin zirkuliert das Kühlmittel. Wenn Strom angeschlossen wird, erzeugt die Spule einen Wechselstrom. Dadurch werden im Inneren des Wärmetauschers Ströme induziert, die ihn erwärmen. Das Metall erhitzt das Kühlmittel, das meist aus Wasser besteht.

Die Arbeit von Haushaltsgeräten basiert auf dem gleichen Prinzip. Induktionsherde, bei dem der Sekundärkreislauf aus Utensilien besteht spezielles Material. Aufgrund der fehlenden Wärmeverluste ist ein solcher Ofen deutlich sparsamer als herkömmliche Öfen.

Der Kesselwassererhitzer ist mit Regelgeräten ausgestattet, die es ermöglichen, die Kühlmitteltemperatur auf einem bestimmten Niveau zu halten.

Heizung mit Strom ist ein teures Vergnügen. Es kann nicht mit festen Brennstoffen und Gas konkurrieren, Dieselkraftstoff Und Flüssiggas. Eine Möglichkeit, die Kosten zu senken, besteht darin, einen Wärmespeicher zu installieren und den Kessel nachts anzuschließen, da nachts oft ein Vorzugspreis für Strom anfällt.

Um eine Entscheidung über die Installation eines Induktionskessels für Ihr Zuhause zu treffen, müssen Sie sich von professionellen Spezialisten für Heizungstechnik beraten lassen. Ein Induktionskessel hat gegenüber praktisch keine Vorteile ein normaler Kessel. Der Nachteil sind die hohen Kosten der Ausrüstung. Ein herkömmlicher Heizkessel mit Heizelementen wird einbaufertig verkauft, ein Induktionsheizgerät ist jedoch erforderlich zusätzliche Ausrüstung und Einstellungen. Daher ist vor dem Kauf eines solchen Induktionskessels eine sorgfältige wirtschaftliche Berechnung und Planung erforderlich.

Auskleidung von Induktionsöfen

Der Auskleidungsprozess ist notwendig, um den Ofenkörper vor erhöhten Temperaturen zu schützen. Dadurch ist es möglich, den Wärmeverlust erheblich zu reduzieren und die Effizienz des Metallschmelzens oder der Materialerwärmung zu steigern.

Für die Auskleidung wird Quarzit verwendet, eine Modifikation der Kieselsäure. An Auskleidungsmaterialien werden bestimmte Anforderungen gestellt.

Ein solches Material sollte drei Zonen materieller Zustände bereitstellen:

• Monolithisch.
• Puffer.
• Dazwischenliegend.

Nur das Vorhandensein von drei Schichten in der Beschichtung kann den Ofenmantel schützen. Das Futter wird negativ beeinflusst falsche Installation Material, schlechte Materialqualität und schwierige Betriebsbedingungen des Ofens.

Weltweit haben sich bereits etablierte Metall- und Stahlproduktionstechnologien herausgebildet, die auch heute noch von metallurgischen Unternehmen genutzt werden. Dazu gehören: Konverterverfahren zur Metallherstellung, Walzen, Ziehen, Gießen, Stanzen, Schmieden, Pressen usw. Am häufigsten jedoch moderne Verhältnisse ist das Umschmelzen von Metall und Stahl in Konvektoren, Herdöfen und Elektroöfen. Jede dieser Technologien hat eine Reihe von Nachteilen und Vorteilen. Allerdings ist das perfekteste und die neueste Technologie Heute erfolgt die Stahlerzeugung in Elektroöfen. Die Hauptvorteile letzterer gegenüber anderen Technologien sind hohe Produktivität und Umweltfreundlichkeit. Schauen wir uns an, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein Gerät zum Schmelzen von Metall zu Hause zusammenbauen.

Kleiner Induktions-Elektroofen zum Schmelzen von Metallen zu Hause

Das Schmelzen von Metallen zu Hause ist möglich, wenn Sie einen Elektroofen haben, den Sie selbst herstellen können. Betrachten wir die Schaffung eines induktiven Kleingeräts Elektroofen um homogene Legierungen (OS) zu erhalten. Im Vergleich zu Analoga Installation erstellt wird wird die folgenden Funktionen haben:

• niedrige Kosten (bis zu 10.000 Rubel), während die Kosten für Analoga bei 150.000 Rubel liegen;
• Möglichkeit der Regulierung Temperaturregime;
• die Möglichkeit des Hochgeschwindigkeitsschmelzens von Metallen in kleinen Mengen, wodurch die Anlage nicht nur in verwendet werden kann Wissenschaftlicher Bereich, aber auch z.B. im Schmuck-, Dentalbereich etc.
• Gleichmäßigkeit und Heizrate;
• die Möglichkeit, den Arbeitskörper im Vakuum in einen Ofen zu stellen;
• relativ kleine Abmessungen;
• niedriger Geräuschpegel, nahezu vollständige Rauchfreiheit, was die Arbeitsproduktivität bei der Arbeit mit der Anlage erhöht;
• Möglichkeit des Betriebs sowohl einphasig als auch Dreiphasennetz.

Auswählen eines Schematyps

Am häufigsten beim Bauen Induktionsheizgeräte Es gibt drei Haupttypen von verwendeten Schaltungen: Halbbrücke, asymmetrische Brücke und Vollbrücke. Beim Entwurf dieser Installation wurden zwei Arten von Schaltungen verwendet – Halbbrücke und Vollbrücke mit Frequenzregulierung. Ausschlaggebend für diese Wahl war die Notwendigkeit, den Leistungsfaktor zu regulieren. Es stellte sich das Problem, den Resonanzmodus im Stromkreis aufrechtzuerhalten, da mit seiner Hilfe der erforderliche Leistungswert eingestellt werden kann. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Resonanz zu regulieren:

• durch Änderung der Kapazität;
• durch Änderung der Frequenz.

In unserem Fall wird die Resonanz durch Anpassung der Frequenz unterstützt. Diese Eigenschaft war der Grund für die Wahl des Typs der frequenzgesteuerten Schaltung.

Analyse von Schaltungskomponenten

Bei der Analyse des Betriebs eines Induktionsofens zum Schmelzen von Metall zu Hause (IP) können wir seine drei Hauptteile unterscheiden: einen Generator, ein Netzteil und ein Netzteil. Um während des Betriebs der Anlage die erforderliche Frequenz bereitzustellen, wird ein Generator verwendet, der zur Vermeidung von Störungen durch andere Anlageneinheiten über eine galvanische Lösung in Form eines Transformators mit diesen verbunden ist. Zur Bereitstellung des Leistungsspannungskreises ist ein Netzteil erforderlich, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten Kraftelemente Entwürfe. Tatsächlich ist es das Netzteil, das die notwendigen starken Signale erzeugt, um am Ausgang der Schaltung den erforderlichen Leistungsfaktor zu erzeugen.

Abbildung 1 zeigt das Allgemeine Schaltbild Induktionsinstallation.

Erstellen eines Schaltplans

Der Schaltplan (Verdrahtungsplan) zeigt die Anschlüsse Komponenten Produkte und identifiziert die Drähte und Kabel, die diese Verbindungen herstellen, sowie deren Verbindungspunkte.

Um die weitere Installation der Anlage zu erleichtern, wurde ein Anschlussplan entwickelt, der die Hauptkontakte zwischen den Funktionsblöcken des Ofens widerspiegelt (Abb. 2).

Frequenzgenerator

Der komplexeste IP-Block ist der Generator. Es sorgt für die erforderliche Betriebsfrequenz der Anlage und schafft die Ausgangsbedingungen für den Aufbau eines Schwingkreises. Als Schwingungsquelle dient ein spezieller elektronischer Impulsregler vom Typ KR1211EU1 (Abb. 3). Diese Wahl wurde durch die Fähigkeit dieser Mikroschaltung verursacht, in einem ziemlich breiten Frequenzbereich (bis zu 5 MHz) zu arbeiten, was es ermöglicht, am Ausgang des Leistungsteils der Schaltung einen hohen Leistungswert zu erhalten.

Die Abbildungen 4 und 5 zeigen ein schematisches Diagramm des Frequenzgenerators und ein Diagramm der elektrischen Platine.

Die Mikroschaltung KR1211EU1 erzeugt Signale einer bestimmten Frequenz, die mithilfe eines außerhalb der Mikroschaltung installierten Steuerwiderstands geändert werden können. Als nächstes werden die Signale an Transistoren weitergeleitet, die im Schaltmodus arbeiten. In unserem Fall kommen Silizium-Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate vom Typ KP727 zum Einsatz. Ihre Vorteile sind: Der maximal zulässige Impulsstrom, dem sie standhalten können, beträgt 56 A; Die maximale Spannung beträgt 50 V. Mit der Reichweite dieser Indikatoren sind wir rundum zufrieden. Allerdings trat in diesem Zusammenhang das Problem einer erheblichen Überhitzung auf. Um dieses Problem zu lösen, ist ein Schlüsselmodus erforderlich, der die Betriebszeit der Transistoren verkürzt.

Netzteil

Dieser Block versorgt die ausführenden Einheiten der Anlage mit Strom. Sein Hauptmerkmal ist die Fähigkeit, an einphasigen und dreiphasigen Netzen zu arbeiten. Zur Verbesserung des im Induktor erzeugten Leistungsfaktors wird eine 380-V-Stromversorgung verwendet.

Die Eingangsspannung wird einer Gleichrichterbrücke zugeführt, die 220 V Wechselspannung in pulsierende Gleichspannung umwandelt. An die Brückenausgänge sind Speicherkondensatoren angeschlossen, die nach der Entlastung der Anlage ein konstantes Spannungsniveau aufrechterhalten. Um einen zuverlässigen Betrieb der Anlage zu gewährleisten, ist das Gerät mit einer automatischen Umschaltung ausgestattet.

Kraftblock

Dieser Block sorgt für eine direkte Signalverstärkung und die Erzeugung eines Resonanzkreises durch Änderung der Kapazität des Kreises. Signale vom Generator werden an Transistoren weitergeleitet, die im Verstärkungsmodus arbeiten. Somit erregen sie, wenn sie zu unterschiedlichen Zeiten öffnen, die entsprechenden Stromkreise, die durch den Aufwärtstransformator laufen, und leiten Leistungsstrom durch ihn hindurch verschiedene Richtungen. Dadurch erhalten wir am Ausgang des Transformators (Tr1) ein erhöhtes Signal mit einer bestimmten Frequenz. Dieses Signal wird der Anlage über eine Induktivität zugeführt. Eine Installation mit einem Induktor (Tr2 im Diagramm) besteht aus einem Induktor und einem Satz Kondensatoren (C13 - Sp). Kondensatoren haben eine speziell ausgewählte Kapazität und erzeugen einen Schwingkreis, mit dem Sie den Induktivitätsgrad anpassen können. Dieser Schaltkreis muss im Resonanzmodus arbeiten, was zu einem schnellen Anstieg der Frequenz des Signals im Induktor und zu einem Anstieg der Induktionsströme führt, wodurch tatsächlich eine Erwärmung auftritt. Abbildung 7 zeigt Elektrischer Schaltplan Leistungseinheit eines Induktionsofens.

Induktor und Merkmale seines Betriebs

Induktor – spezielles Gerät Um Energie von der Stromquelle auf das Produkt zu übertragen, erwärmt es sich. Induktoren werden üblicherweise aus Kupferrohren hergestellt. Während des Betriebs wird es durch fließendes Wasser gekühlt.

Das Schmelzen von Nichteisenmetallen zu Hause mit einem Induktionsofen erfordert das Eindringen von Induktionsströmen in die Mitte der Metalle, die durch die hohe Frequenz der an den Induktoranschlüssen anliegenden Spannungsänderungen entstehen. Die Leistung der Anlage hängt von der Größe der angelegten Spannung und ihrer Frequenz ab. Die Frequenz beeinflusst die Intensität der Induktionsströme und dementsprechend die Temperatur in der Mitte des Induktors. Je höher die Häufigkeit und Betriebsdauer der Anlage ist, desto besser werden die Metalle vermischt. Der Induktor selbst und die Flussrichtungen der Induktionsströme sind in Abbildung 8 dargestellt.

Um eine gleichmäßige Vermischung zu gewährleisten und eine Kontamination der Legierung mit Fremdelementen, beispielsweise Elektroden aus einem Tank mit einer Legierung, zu vermeiden, wird ein Induktor mit umgekehrter Windung verwendet, wie in Abbildung 9 dargestellt. Dank dieser Windung entsteht ein elektromagnetisches Feld Es entsteht ein Metall, das das Metall in der Luft hält und die Schwerkraft der Erde übersteigt.

Endgültige Installation der Installation

Jeder der Blöcke wird mit speziellen Gestellen am Körper des Induktionsofens befestigt. Dies geschieht, um unerwünschte Kontakte spannungsführender Teile zu vermeiden Metallbeschichtung der Körper selbst (Abb. 10).

Für sicheres Arbeiten Bei der Montage wird es komplett mit einer robusten Ummantelung abgedeckt (Abb. 11), um so eine Barriere dazwischen zu schaffen gefährliche Elemente Struktur und der Körper der damit arbeitenden Person.

Um den Aufbau der gesamten Induktionsanlage zu erleichtern, wurde eine Anzeigetafel zur Aufnahme von Messgeräten angefertigt, mit deren Hilfe alle Parameter der Anlage überwacht werden. Zu diesen messtechnischen Geräten gehören: ein Amperemeter, das den Strom im Induktor anzeigt, ein an den Ausgang des Induktors angeschlossenes Voltmeter, eine Temperaturanzeige und ein Frequenzregler für die Signalerzeugung. Alle oben genannten Parameter ermöglichen die Regulierung der Betriebsarten des Induktionsgeräts. Das Design ist außerdem mit einem manuellen Aktivierungssystem und einem Anzeigesystem für Heizprozesse ausgestattet. Mit Hilfe von Anzeigen an Geräten wird der Betrieb der Gesamtanlage tatsächlich überwacht.

Der Entwurf einer kleinen Induktionsanlage ist recht komplex technologischer Prozess, da es die Einhaltung einer Vielzahl von Kriterien gewährleisten muss, wie zum Beispiel: einfache Gestaltung, geringe Größe, Tragbarkeit usw. Diese Installation Es funktioniert nach dem Prinzip der berührungslosen Übertragung von Energie in ein Objekt und erwärmt sich. Durch die gezielte Bewegung von Induktionsströmen im Induktor kommt es direkt zum Schmelzvorgang selbst, dessen Dauer mehrere Minuten beträgt.

Die Erstellung dieser Installation ist sehr profitabel, da ihr Anwendungsbereich unbegrenzt ist, angefangen beim normalen Gebrauch Laborarbeit und endet mit der Herstellung komplexer homogener Legierungen aus hochschmelzenden Metallen.

Zum Schmelzen kann ein Induktionsofen verwendet werden kleine Menge Metall, Trennung und Reinigung von Edelmetallen, zum Erhitzen Metallprodukte zum Zweck des Härtens oder Anlassens.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, solche Öfen zum Heizen des Hauses zu verwenden. Induktionsöfen sind im Handel erhältlich, interessanter und kostengünstiger ist es jedoch, einen solchen Ofen selbst herzustellen.

Das Funktionsprinzip eines Induktionsofens basiert auf der Erwärmung des Materials mithilfe von Wirbelströmen.

Um solche Ströme zu erhalten, wird ein sogenannter Induktor verwendet, bei dem es sich um eine Induktorspule handelt, die nur wenige Windungen dicken Drahtes enthält.

Der Induktor wird von einem 50-Hz-Wechselstromnetz (manchmal über einen Abwärtstransformator) oder von einem Hochfrequenzgenerator gespeist.

Der durch den Induktor fließende Wechselstrom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das den Raum durchdringt. Wenn sich in diesem Raum Material befindet, werden darin Ströme induziert, die beginnen, dieses Material zu erhitzen. Wenn es sich bei diesem Material um Wasser handelt, steigt seine Temperatur, und wenn es sich um Metall handelt, beginnt es nach einer Weile zu schmelzen.

Es gibt zwei Arten von Induktionsöfen:

• Öfen mit Magnetkern;
• Öfen ohne Magnetkern.

Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Ofentypen besteht darin, dass sich der Induktor im ersten Fall innerhalb des schmelzenden Metalls und im zweiten Fall außerhalb befindet.

Das Vorhandensein eines Magnetkreises erhöht die Dichte des Magnetfeldes, das das im Tiegel befindliche Metall durchdringt, was dessen Erwärmung erleichtert.

Solche Öfen werden zum Schmelzen von Duraluminium, Nichteisenmetallen oder zur Herstellung von hochwertigem Gusseisen verwendet.

Häufiger sind Tiegelöfen ohne Magnetkern. Das Fehlen eines Magnetkreises im Ofen führt dazu, dass das durch industrielle Frequenzströme erzeugte Magnetfeld stark in den umgebenden Raum zerstreut wird. Und um die magnetische Felddichte in einem dielektrischen Tiegel mit Schmelzgut zu erhöhen, ist der Einsatz höherer Frequenzen erforderlich. Es wird angenommen, dass, wenn der Induktorkreis auf Resonanz mit der Frequenz der Versorgungsspannung abgestimmt ist und der Durchmesser des Tiegels mit der Resonanzwellenlänge übereinstimmt, bis zu 75 % der Energie des elektromagnetischen Feldes darin konzentriert werden können Tiegelbereich.

Diagramm zur Herstellung eines Induktionsofens

Um ein effizientes Schmelzen von Metallen in einem Tiegelofen zu gewährleisten, ist es, wie Studien gezeigt haben, wünschenswert, dass die Frequenz der Spannung, die den Induktor versorgt, größer als 1 ist Resonanzfrequenz 2-3 mal. Das heißt, ein solcher Ofen arbeitet mit der zweiten oder dritten Harmonischen der Frequenz. Darüber hinaus wird die Legierung beim Betrieb bei solch höheren Frequenzen besser gemischt, was ihre Qualität verbessert. Ein Modus mit noch höheren Frequenzen (fünfte oder sechste Harmonische) kann zur Oberflächenaufkohlung oder -härtung von Metall verwendet werden, was mit dem Auftreten eines Skin-Effekts verbunden ist, d. h. der Verschiebung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes zur Oberfläche von das Werkstück.

Schlussfolgerungen zum Abschnitt:

1. Für einen Induktionsofen gibt es zwei Möglichkeiten – mit Magnetkern und ohne Magnetkern.
2. Der Rinnenofen, der zur ersten Version der Öfen gehört, ist komplexer aufgebaut, kann aber direkt aus einem 50-Hz-Netz oder einem Hochfrequenznetz von 400 Hz gespeist werden.
3. Der Tiegelofen, der zu den Öfen des zweiten Typs gehört, ist einfacher aufgebaut, benötigt jedoch einen Hochfrequenzgenerator zur Stromversorgung des Induktors.

Wenn der Ofen ist Heizgerät Aus praktischen Gründen wird ein Kamin zur Dekoration und Behaglichkeit benötigt. sowie ein Beispiel für die Bestellung eines Kamins mit Bogen.

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Konstruktionen und Parameter von Induktionsöfen

Leitung

Eine der Möglichkeiten, einen Induktionsofen mit eigenen Händen herzustellen, ist ein Kanalofen.

Um es zu machen, können Sie gewöhnliches verwenden Schweißtransformator, arbeitet mit einer Frequenz von 50 Hz.

In diesem Fall muss die Sekundärwicklung des Transformators durch einen Ringtiegel ersetzt werden.

In einem solchen Ofen können Sie bis zu 300–400 g Nichteisenmetalle schmelzen und verbrauchen dabei 2–3 kW Strom. Ein solcher Ofen wird einen hohen Wirkungsgrad haben und das Schmelzen von Metall hoher Qualität ermöglichen.

Die Hauptschwierigkeit beim Bau eines Rinneninduktionsofens mit eigenen Händen besteht in der Anschaffung eines geeigneten Tiegels.

Um den Tiegel herzustellen, wird ein Material mit hohen dielektrischen Eigenschaften verwendet hohe Festigkeit. Wie zum Beispiel Elektroporzellan. Aber solches Material ist nicht leicht zu finden und noch schwieriger zu Hause zu verarbeiten.

Tiegel

Die wichtigsten Elemente eines Induktionstiegelofens sind:

• Induktor;
• Stromversorgungsgenerator.

Einsetzbar als Induktor für Tiegelöfen mit einer Leistung bis 3 kW Kupferrohr oder Draht mit einem Durchmesser von 10 mm oder Kupferbus Querschnitt 10 mm². Der Durchmesser des Induktors kann etwa 100 mm betragen. Die Anzahl der Windungen beträgt 8 bis 10.

In diesem Fall gibt es viele Modifikationen des Induktors. Es kann beispielsweise in Form einer Acht, eines Kleeblatts oder einer anderen Form hergestellt werden.

Im Betrieb wird der Induktor meist sehr heiß. Bei Industriedesigns nutzt der Induktor eine Wasserkühlung der Windungen.

Zu Hause ist die Anwendung dieser Methode schwierig, aber der Induktor kann 20 bis 30 Minuten lang normal arbeiten, was für Heimarbeiten völlig ausreicht.

Diese Funktionsweise des Induktors führt jedoch dazu, dass sich auf seiner Oberfläche Ablagerungen bilden, die stark abnehmen Ofeneffizienz. Daher muss der Induktor von Zeit zu Zeit durch einen neuen ersetzt werden. Zum Schutz vor Überhitzung empfehlen einige Experten, den Induktor mit einem hitzebeständigen Material abzudecken.

Hochfrequenzgenerator - Sonstiges wesentliches Element Tiegelofen vom Induktionstyp. Es kommen mehrere Arten solcher Generatoren in Betracht:

• Transistorgenerator;
• Thyristorgenerator;
• Generator basierend auf MOS-Transistoren.

Der einfachste Wechselstromgenerator zur Versorgung eines Induktors ist ein selbsterregter Generator, dessen Schaltung aus einem Transistor vom Typ KT825, zwei Widerständen und einer Spule besteht Rückmeldung. Ein solcher Generator kann eine Leistung von bis zu 300 W erzeugen, und die Generatorleistung wird durch Ändern der Gleichspannung der Stromquelle angepasst. Die Stromquelle muss einen Strom von bis zu 25 A liefern.

Der für den Tiegelofen vorgeschlagene Thyristorgenerator umfasst in der Schaltung einen Thyristor vom Typ T122-10-12, einen Dinistor KN102E, eine Reihe von Dioden und Impulstransformator. Der Thyristor arbeitet im Impulsbetrieb.

DIY Induktionsofen

Eine solche Mikrowellenstrahlung kann sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken. Entsprechend Russische Standards Sicherheitseinrichtungen mit hochfrequenten Schwingungen dürfen bei einer elektromagnetischen Energieflussdichte von nicht mehr als 1-30 mW/m² betrieben werden. Wie Berechnungen ergaben, erreicht diese Strahlung bei diesem Generator in einem Abstand von 2,5 m von der Quelle 1,5 W/m². Dieser Wert ist inakzeptabel.

Die MOSFET-Oszillatorschaltung umfasst vier MOSFET-Transistoren der Typen IRF520 und IRFP450 und ist ein Push-Pull-Oszillator mit unabhängiger Erregung und einer in einer Brückenschaltung geschalteten Induktivität. Als Hauptoszillator wird eine Mikroschaltung vom Typ IR2153 verwendet. Zur Kühlung der Transistoren sind ein mindestens 400 cm² großer Kühler und Luftstrom erforderlich.
Dieser Generator kann eine Leistung von bis zu 1 kW liefern und die Schwingfrequenz von 10 kHz bis 10 MHz variieren. Dadurch kann ein Ofen, der einen solchen Generator verwendet, sowohl im Schmelz- als auch im Oberflächenheizmodus betrieben werden.

Backen langes Brennen kann 10 bis 20 Stunden an einem Lesezeichen arbeiten. Bei der Herstellung müssen die Konstruktionsmerkmale berücksichtigt werden, damit maximale Wärme erzeugt wird minimale Kosten Energie. Lesen Sie auf unserer Website, wie Sie den Ofen richtig zusammenbauen.

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Zum Heizen verwenden

Zum Heizen eines Hauses werden Öfen dieser Art üblicherweise zusammen mit einem Warmwasserboiler verwendet.

Eine der Optionen für einen selbstgebauten Induktions-Warmwasserbereiter ist eine Konstruktion, bei der ein Rohr mit fließendem Wasser mithilfe eines Induktors erhitzt wird, der über einen HF-Schweißinverter aus dem Netzwerk gespeist wird.

Allerdings, wie die Analyse solcher Systeme zeigt, aufgrund große Verluste Aufgrund der Energie des elektromagnetischen Feldes in einem dielektrischen Rohr ist der Wirkungsgrad solcher Systeme äußerst gering. Darüber hinaus erfordert das Heizen eines Hauses sehr viel große Zahl Strom, was eine solche Heizung wirtschaftlich unrentabel macht.

Aus diesem Abschnitt können wir Schlussfolgerungen ziehen:

1. Die akzeptabelste Option für einen selbstgebauten Induktionsofen ist die Tiegelversion mit einem Stromgenerator mit MOS-Transistoren.
2. Die Verwendung eines selbstgebauten Induktionsofens zum Heizen eines Hauses ist wirtschaftlich nicht rentabel. In diesem Fall ist es besser, ein Werkssystem zu kaufen.

Betriebsmerkmale

Ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung eines Induktionsofens ist die Sicherheit.

Wie oben erwähnt, verwenden Tiegelöfen Hochfrequenz-Stromquellen.

Deshalb muss beim Betrieb eines Induktionsofens der Induktor senkrecht aufgestellt werden; vor dem Einschalten des Ofens muss eine geerdete Abschirmung auf den Induktor gelegt werden. Beim Einschalten des Ofens ist es notwendig, die im Tiegel ablaufenden Vorgänge aus der Ferne zu beobachten und ihn nach Abschluss der Arbeiten sofort auszuschalten.

Wenn Sie einen selbstgebauten Induktionsofen betreiben, müssen Sie:

1. Treffen Sie Maßnahmen, um den Ofenbenutzer vor möglicher Hochfrequenzstrahlung zu schützen.
2. Berücksichtigen Sie die Möglichkeit von Verbrennungen durch den Induktor.

Beim Arbeiten mit einem Ofen müssen auch thermische Gefahren berücksichtigt werden. Das Berühren der Haut mit einem heißen Induktor kann zu schweren Verbrennungen führen.