Chauffage par induction pour laboratoires et magasins

Le poste explique comment faire un petit circuit de chauffage à induction fait maison pour les laboratoires et les magasins pour effectuer des travaux de chauffage à petite échelle tels que la fusion d'ornements ou la cuisson d'une petite quantité de liquides à l'aide d'électricité ou de batterie L'idée a été demandée par M. Suni et M. naeem

1. Objectifs et exigences du circuit
2. Notre défi est de réaliser un circuit d'induction pour une utilisation de 12 V à 24 V avec une spirale plate permettant de faire bouillir un demi-litre d'eau en le moins de temps possible.
3. L'objectif principal est de faire fonctionner le circuit d'induction, mais d'autres défis sont décrits ci-dessous.
4. Le récipient dans lequel l'eau doit bouillir est en acier inoxydable à double paroi et est isolé et la distance entre le récipient extérieur et le récipient intérieur où fonctionne l'induction est d'environ 5 à 7 mm.
5. Nous avons choisi l'induction afin de protéger les composants électroniques de la chaleur d'un serpentin chauffant en spirale classique, ce qui est possible lorsque le réservoir est isolé.
6. Le conteneur extérieur a un diamètre de Ø 70 mm et l'espace pour les composants électroniques est de 20 mm de hauteur, donc un autre défi est de voir si nous avons de l'espace pour les composants.
7. En relation avec l'alimentation électrique, un interrupteur d'inclinaison est connecté qui coupe l'alimentation de la boucle d'induction au cas où le conteneur serait incliné de 15 degrés ou plus. Lorsque l'alimentation du circuit d'induction est interrompue, cela déclenche un buzzer audio.
8. En outre, la boucle d'induction est connectée à deux thermostats. Un thermostat qui interrompt l'alimentation du circuit d'induction lorsque l'eau atteint le point d'ébullition et un autre thermostat qui prend le relais pour maintenir la température de l'eau à environ 60 degrés - je ne sais pas si cela nécessitera un circuit programmable. J'aimerais également savoir s'il existe des thermostats infrarouges disponibles.
9. Je sais que c'est beaucoup à la fois, mais comme mentionné, l'objectif principal est de faire fonctionner le circuit d'induction. Est-il possible pour vous de nous envoyer une liste des composants nécessaires et un schéma du circuit.
10. J'ai hâte d'avoir de vos nouvelles!
11. Sincèrement vôtre Súni Christiansen
12. bonjour monsieur, j'ai besoin d'un schéma de circuit de chauffage par induction pour notre boutique, nous avons une bijouterie en argent
13. donc je veux faire fondre l'argent et parfois l'or, mais si vous envoyez un petit circuit avec une alimentation sans transformateur, ce sera bon pour moi.
14. J'ai vu sur Internet un très petit projet de chauffage à induction, mais je ne trouve pas d'alimentation sans fil.Pouvez-vous m'aider si vous envoyez à la fois le projet de chauffage à induction et son alimentation sans transformateur

La conception

Dans l'un des articles précédents, nous avons appris la méthode de base conception d'un circuit de chauffage par induction personnalisé en optimisant la résonance du circuit de réservoir LC, nous allons ici appliquer le même concept et voir comment le circuit de chauffage à induction maison proposé peut être construit pour une utilisation dans les laboratoires et les bijouteries.

La figure suivante montre la conception standard du chauffage par induction qui peut être personnalisée selon les besoins de l'utilisateur, selon ses préférences individuelles.

Schéma

Fonctionnement du circuit

L'ensemble du circuit est configuré autour du populaire pont complet IC IRS2453 qui permet en effet de concevoir des onduleurs à pont complet extrêmement facile et infaillible. Ici, nous utilisons ce circuit intégré pour créer un circuit inverseur de chauffage par induction CC à CC.

Comme on peut le voir dans la conception, le circuit intégré n'emploie rien de plus que 4 mosfets à canal N pour mettre en œuvre la topologie de l'onduleur à pont complet, en outre, le circuit intégré implique un oscillateur intégré et un réseau d'amorçage assurant une conception extrêmement compacte pour le circuit de l'onduleur.

La fréquence de l'oscillateur peut être ajustée en modifiant les composants Ct et Rt.

Le pont en H mosfet est chargé par le circuit de réservoir LC à l'aide d'une bobine bifilaire qui forme la bobine de travail d'induction avec quelques condensateurs parallèles.

Le CI incorpore également un brochage d'arrêt qui peut être exploité pour arrêter le CI et l'ensemble du circuit en cas de circonstances catastrophiques.

Ici, nous avons employé un réseau limiteur de courant utilisant le transistor BC547 et l'a configuré avec la broche SD de l'IC pour assurer une mise en œuvre sûre contrôlée en courant du circuit. Avec cet agencement en place, l'utilisateur peut expérimenter librement le circuit sans craindre de brûler les dispositifs d'alimentation pendant les différentes opérations d'optimisation.

Comme discuté dans l'un des articles précédents, l'optimisation de la résonance de la bobine de travail devient le point clé pour tout circuit de chauffage à induction, et ici aussi nous nous assurons que la fréquence est ajustée avec précision afin de permettre la résonance la plus favorable pour notre chauffage à induction. Circuit LC.

Peu importe que la bobine de travail ait la forme d'une bobine bifilaire en spirale ou d'un enroulement cylindrique, tant que la résonance correspond correctement, le résultat peut être optimisé à partir de la conception choisie.

Comment calculer la fréquence de résonance

La fréquence de résonance du circuit de réservoir LC peut être calculée à l'aide de la formule:

F = 1 / 2π X √LC Où F est la fréquence, L est l'inductance de la bobine (avec la charge magnétique insérée) et C est le condensateur connecté en parallèle à la bobine. Assurez-vous de mettre la valeur de L dans Henry et C dans Farad . Vous pouvez également utiliser ce logiciel de calcul de résonance pour déterminer les valeurs des différents paramètres dans la conception .

La valeur de F peut être choisie arbitrairement, disons par exemple que nous pouvons supposer qu'elle est de 50 kHz, L peut alors être identifié en mesurant l'inductance de la bobine de travail, et enfin la valeur de C peut être trouvée en utilisant la formule ci-dessus, ou le logiciel de calculateur référencé.

Lors de la mesure de l'inductance L, assurez-vous de maintenir la charge ferromagnétique attachée avec la bobine de travail, avec les condensateurs déconnectés.

Sélection du condensateur

Puisqu'une quantité importante de courant pourrait être impliquée avec le chauffage par induction proposé pour les travaux de laboratoire ou pour la fusion d'ornements, le condensateur doit être évalué de manière appropriée pour la fréquence de courant élevée.

Pour résoudre ce problème, nous devrons peut-être utiliser de nombreux nombres de condensateurs en parallèle et nous assurer que la valeur finale de la combinaison parallèle est égale à la valeur calculée. Par exemple, si la valeur calculée est de 0,1 uF, et si vous avez décidé d'utiliser 10 condensateurs en parallèle, la valeur de chaque condensateur devra être d'environ 0,01 uF, et ainsi de suite.

Sélection de la résistance de limitation de courant Rx

Rx peut être simplement calculé en utilisant la formule:

Rx = 0,7 / courant maximum

Ici, le courant max se réfère au courant maximal qui peut être admissible pour la bobine de travail ou la charge sans endommager les mosfets et pour un chauffage optimal de la charge.

Par exemple, si le courant de chauffage de charge optimal est déterminé à 10 ampères, alors Rx pourrait être calculé et dimensionné pour restreindre tout ce qui dépasse ce courant, et les mosfets doivent être sélectionnés pour gérer plus de 15 ampères.

Tout cela peut nécessiter une certaine expérimentation, et Rx peut être initialement maintenu plus élevé, puis progressivement abaissé jusqu'à ce que la bonne efficacité soit atteinte.

Refroidissement de la bobine de travail.

La bobine de travail peut être construite à l'aide d'un tube en laiton creux ou d'un tube de cuivre, et refroidie en pompant de l'eau du robinet à travers elle, ou un ventilateur de refroidissement peut être utilisé juste en dessous de la bobine pour aspirer la chaleur de la bobine de l'extrémité inverse de l'enceinte. D'autres méthodes appropriées peuvent également être essayées par l'utilisateur.

Source de courant

Le bloc d'alimentation requis pour le chauffage à induction expliqué ci-dessus pour les laboratoires et les ateliers peut être construit à l'aide d'un transformateur de 20 A, 12 V et en redressant la sortie à l'aide d'un pont redresseur de 30 A et d'un condensateur de 10 000 uF / 35 V.

Une alimentation sans transformateur peut ne pas convenir à un appareil de chauffage à induction car cela nécessiterait un circuit smps de 20 ampères, ce qui pourrait être extrêmement coûteux.