Indukcinis kaitinimas 2011.08.11 at 15:22

 

Jau atrodo kokia išnagrinėta tema, bet vistiek įdomu. Dar čia turėdamas laiko sukurpiau ir devaisiuką. Nelabai galingas, bet edukaciniams tikslams užtenka. Kaip pagrindas panaudota Vladimiro Mazilli schema:

Schema paprasta, bet leidžia pumpuoti neblogus galingumus į ritę ir laaaabai lengvai modifikuojama. O kitame ritės „gale” gali būti Tesla coil’as, Jokūbo 🙂 kopėčios, indukcinio kaitinimo dalis ir kt. Kadangi žaibų gamybai turiu kitą prietaisiuką, tai šitas panaudotas indukciniam kaitinimui. Darytas daugiau edukaciniais tikslais, bet vieną kartą pravertė praktiškai – prie 10 mm metalinio strypo reikėjo prilituot laiduką – lituoklis vargo kaitindamas ir tai nieko gero neišėjo, o su indukciniu kaitinimu kelios sekundės ritėje ir prisilitavo net be lituoklio, užteko metalo karščio. Keletas pastabų:

1. Pagaminus darbinę ritę svarbu teisingai ją pajungti.
2. Parenkant detales reikia nepamiršti, kad aparačiukas veikia  rezonansiniame režime – taigi, ritė bus šeriama Uin·π įtampa, taigis jei maitinimas 10V tai ritėje pikai bus apie 31,41 V.
3.  Darbinį dažnį nustato LC kontūras, jį galima skaičiuoti ir bandyti parinkti optimalų.
4. Netingint galima stipriai tobulinti idėją (ZVS ir t.t.).

Taigis, trumpai apie veikimą (jei išeis trumpai). LC kontūras sudarytas (natūralu!) iš ritės ir kondensatoriaus. Kondensatorius dirba impulsiniame režime, taigi turi būti kokybiškas, darbinė įtampa ne mažesnė nei  Uin·π + dar kažkiek Voltų atsargiai. Geriau naudoti plėvelinius/polipropileninius arba MKP (Metallized Plastic Polypropylene). Kuo didesnė kondensatoriaus talpa – tuo mažesnis dažnis. Jei jau įdomu galima ir paskaičiuoti:

Talpa Faradais:

Induktyvumas Henriais:

Dažnis Hercais:

 

Tranzistoriaus parinkimas gana paprastas. Šrote radus kokių IGBT arba MOSFET’u – puiku, jei ne – teks pirkti… Kas geriau – IGBT ar MSOFET ? Sakyčiau geriausiai rinktis pagal dažnį – iki 50 KHz jamt IGBT, virš 300 KHz jamt MOSFET’us. Į tarpą tiks abu. Bendru atveju šių tranzistorių pasirinkimas apsprendžiamas pagal įrenginio parametrus:

IGBT naudoti, kai:

  • Trumpas darbo ciklas;
  • Mažas dažnis (iki 20 KHz);
  • Pastovi aukrova, žemas dažnis, didelė srovė;
  • Aukšta įtampa (virš 1000V);
  • Darbas aukštoje temperatūroje (sandūros virš 100° C);
  • Galingumai virš 5 KW.

MOSFET naudoti, kai:

  • Aukštas darbinis dažnis (virš 2000 KHz);
  • Kintama apkrova, didelis dažnis, didelė srovė;
  • Žema įtampa (iki 250V);
  • Galia iki 500W.

Ką naudoti vienu ar kitu atveju – vienareikšmiško atsakymo nėra – parametrai persidengia, priklausomai nuo schemos galima naudoti abu variantus ir puikiai dirbs. Šituo konkrečiu atveju – reikia, kad santakos/ištakos įtampa būtų bent tris kartus didesnė, nei maitinimo įtampa, jei ne – iškeps. Tranzai kaip ir galingi žaisliukai, gali pūsti dideles sroves ir dažnius, bet per didelės įtampos nemėgsta. Kadangi srovės vaikšto didelės, tai dėdės Omo formulė plačiai šypsosi ir kaitina tranzistorius. Todėl reikia kuo mažesnės varžos tarp Santakos ir Ištakos (R(DS)on parametras). Diodai – tokios pat įtampos kaip ir tranzistoriai, greiti (Fast, Ultra Fast). Zeneriai gali būti nuo 12 iki 18 V, galima bandyti didinti nuo 12 V ir tikrinti, kaip pasikeis veikimas, naudojau 0,5W galios. Rezistoriai… Nu o ką apie juos… Nominalai parašyti, nu nebent kad tiks 0,5W galios. Ritės gamybai galima pasitelkti fantazija arba šrotą 😀 Aš susukau storu, 2mm skersmens variniu lakuotu laidu ant senovinio vielinio rezistoriaus (žali tokie būdavo, keramikinis vamzdelis apvyniotas viela ir aplieta stiklu). Nichromas su stiklo padengimu puikiai atšoko pertraukus acetileniniu suvirinimo aparatu… Štai ir viskas 🙂 Toliau foto.

Didelis, negražus – bet veikia. PCB paišyta dažais, po to ėsdinta, o kadangi norėjau tik pabandyt kaip čia viskas veikia, tai per daug nesileidau į meno bei ergonomikos slėpinius.

Pora oscilogramų nuo ritės (geltona ir melyna – viena ritės pusė ir kita) – kairėje be apkrovos, dešinėje – įkišus į ritę 10 mm skersmens varžtą. Maitinimas 12 VDC, tuščia eiga valgo 4A, su minėta apkrova – 16A, tai 12·16 = 192W. Jei gerai pamenu kažkur prie 20V maitinimo šaltinis pumpavo ribinę savo srovę – 20A. Tai gaunasi apie 400W. Čia dar ne riba, bet pabandymui užtenka. Toliau didinant galią reiktų pasirūpinti ritės aušinimu. Labai tiktų ritė iš varinio vamzdelio per kurį teka vanduo. Ir truputis matematikos – talpa 4 µF (0,000004 F), tai ritės induktyvumas yra apie 0,363 mH (0.000363 H). Skaičiai aišku apytiksliai…

2 Responses to “Indukcinis kaitinimas”

  1. sveiki, kuriu nestandartinius projektus.
    Reikia indukcinio kaitinimo įrangos, kažko panašaus į aprašytą. Ieškau kontaktų.

  2. Sveiki Rimantai, prašom papasakoti plačiau apie jūsų idėją, kur ir kaip konkrečiai naudosite aprašytą įrenginuką ?

Leave a Reply

*