INDUKČNÝ OHREV-informácie,návrhy,výroba a skúsenosti

[spin90]

Zatiaľ čo je čínska doske na ceste uvažujem nad transformátorom, ktorý naň napojím.
Pracovná cievka má len okolo 1 - 3 uH , najviac povedzme 5 uH. Potrebujem, aby z pohľadu meniča mala tých 100 uH a taktiež to potrebujem galvanicky oddeliť. Potrebujem teda prispôsobovací transformátor.

Nakoľko mám feritové toroidy, napadlo ma použiť znižujúci transformátor zložený z niekoľkých toroidov zlepených k sebe, pričom primárne vinutie by bolo pripojené na riadiacu dosku namiesto klasickej pracovnej cievky a sekundárne vinutie by predstavoval len 1z (trubka prechádzajúca stredom) s pracovným induktorom (3uH). Niečo ako tu: http://choze.aspone.cz/inducakIV.aspx

Ako ale vyrátať správny počet závitov na primárnej strane ? Ak by som vychádzal len z toho, že chcem 1uH pretransformovať na 100 uH, tak tam dám 10z (Zvyst=p^2*Zindkt ) Avšak induktor môže mať dosť široký rozsah indukčností, povedzme do 5 uH a zároveň pri vložení ocele sa výsledná impedancia opäť zmení. Tiež pri 10z mi to pravdepodobne bude presycovať jadro. Akým spôsobom nad tým uvažovať ? A ako sa zmení počet závitov, ak by som vedel zapojiť niekoľko meničov paralelne ? Naviac, toto je prípad, keď je rezonančná kapacita na primárnej strane, čiže výpočet ako na stránke http://choze.aspone.cz/inducakIV.aspx nemôžem použiť. Nakoľko mi cez transformátor bude prechádzať aj jalovina, aký zvoliť vlastne prierez jadra ?

[martin knocik]

Myslim 6e nejake jednoznacner riesenie tu nefunguje, treba niekde zacat, odmerat vytvor a postupne sa doaproximovat k vysledku. Pomer 10:1 pre zaciatok by nemusel byt spatny.

Je potrebne si uvedomit ze realny transformator s jadrom funguje ako nasobic impedancie (aj kapacita kondenzatora) a tiez obsahuje 3 v podstate nezelane indukcnosti ktore vstupia do vypoctu rezonancnej frekvencie. Su to unikajuca indukcbnost sekundaru Ls (vynasobi sa trafopomerom ! takze moze narast), magnetizacna indukcnost Lm a unikajuca induknost primaru Lp. Kapacita kondikov sa da prenasobenim trafopomeru preniest z primaru na sekundar a naopak. Najlrychlejsie sa bude inspirovat hotovym trafakom a ten upravit.



Vychadzajuc z toho obrazku, v tvojom pripade pracovna cievka bude zapojena do serie s Ls. Vo vysledku bude indukcnost pracovnej cievky zvacsena unikajucou indukcnostou Ls, Lp, a sucasne bude zmensena magnetizacnou indukcnostou Lm.

Trafak musis navrhnut tak ze po scitani vsetkych indukcnosti ti musis byt okolo 100uH a riadiaca elektronika musi zniest zmenu frekvencie pri vlozeni zeleza.

Trafopomerom naladis vykon, geometriou trafaku a pracovnej cievky definujes vsetky indukcnosti a vyslednu rezonancnu frekvenciu.


Presytenia trrafaku sa bat nemusis, pri presyteni klesa magnetizacna indukcnost Lm. Ak to dobre vymyslis, mozes ist zamerne do presytenia jadra - poklesom Lm mozes vykorigovat narast indukcnosti pracovnej cievky po vlozeni zeleza.


Magnetizacnu indukcnost urcis z Al konstanty. Al konstanta je priblizne rovna prevratenej hodnote reluktancie. Reluktanciu vypocitas z relativnej (datasheet jadra) aj absolutnej permeability jadra, (popripadne vyduch medzery) a geometrie (plocha prierezu, dlzka magnetickej cesty. Magnetizacna indukcnost vystupuje len na jednej strane tranformatora sucasne. V tvojom pripade len ma primari. Magnetizacna indukcnost ti urci pocet zavitou a geometriu primaru. sekundar potom urcis trafopomerom. Pocet zavitov musi byt cele cislo.

Relativna permeabilita aj unikajuce indukcnosti su zavisle od x dalsich faktorov. S perom a papierom moc presne hodnoty aj tak nedostanes, na metodu pokus omyl potrebujes meracie pristroje a kopu suciastok a casu. Na youtube najdes simulacie indukcneho ohrevu aj trafakov v programe Comsol Multiphysics.


Koeficient kvality Q rezonancneho obvodu nasobi jalovy vykon voci cinnemu na pracovnej cievke. Medene vinutie trafaku aj polovodice musia s rozumnou rezervou zniest rezonancny prud jaloveho vykonu. Q musi byt okolo 3 aby obvod kmital sam od seba a sucasne generoval minimalny jalovy vykon a tepelnu stratu na pracovnej cievke a trafaku. Aby to bolo zlozitejsie, tak jalovy vykon odoberaby zo siete je v rezonanci skoro nulový,

[spin90]

Vďaka,
Tak ja to proste naviniem, odmeram celkovu indukčnosť naprazdno a s vsadzkou a ak to bude okolo 100 uH tak to pripojim a uvidim. Akosť Q skúsim tiež.

[martin knocik]

Meranim trafaku naprazdno a s vysktratovanzmi vinutiami mozes odmerat vsetky 3 indukcnosti hotoveho trafaku (Lp, Ls, Lm). Pred zapnutim skus si tie honoty vlozit do tej nahradnej schemy trafaku. Moze sa stat ze celkova hodnota bude 100 uH, ale nevhodny pomer.

[spin90]

Skusim, pozhanam nejake Cu trubky a naviniem uz aj pracovnu cievku, aby to cca vychadzalo.
Mám ferotove toroidy, cca 4 alebo 6 kusov (uz nepamatam), dam ich k sebe, namotam na to 15 - 20 zavitov a nasuniem to na Cu trubkku, ktora bude v serii na pracovnu cievku. Ako na uvedenej stranke. Pomer bude 15 -20 ku 1. Pomeram a podla potreby odmotam zavity.

Musim este pozriet akou metodou celkovu L odmerat. Naposledy co som meral indukcnosti tak som k tomu dal kondik znamej kapacity, dal to na generator sinusu a na oscik a nasiel rezoznacnu f a z toho vyratal L. Ale neviem ci pri trafe toto bude zrovna idealny sposob Mam aj priamo merak na L C R, tak na overenie ...

[spin90]

Tak ma teraz este napadlo, ze ak budem chciet dat napriklad 2 tie dosky paralelne, teda vystupy na pracovny cievku zapojim paralelne, a vyuzijem len jeden MCU na riadenie IGBT, tak mi samozrejme stupne rezonancna kapacita na dvojnasobok. Teda musim znizit umerne tomu indukcnost, aby som ostal na rovnakej rezonancnej frekvencii. Alebo jednu sadu kondenzatorov odpojit ? Ale to sa budu pretazovat ak pojdem hore s vykonom, co samozrejme chcem. Zaujimave ze mi to doplo az teraz

[martin knocik]

Pri zvacsovani kondenzatora a zmensovani indukcnosti trafaku pozor na koeficient kvality. Ak tam mas seriovy RLC, moze ti narast Q, zvysi sa jalova zlozka vykonu v rezonancnom obvode. Trafak aj kondenzatory musia zvladnut Q krat vyssi prud nez je budiaci prúd.



R vo vzorci predstavuje cinnu zataz - predstavuje vykon odoberany zo siete. R= sinusove napatie RLC obvodu / I budiaci.
Sinusove napatie RLC obvodu (1. harmonicka je) = amplituda sietoveho * pi / 2 (budiace je obdlznik, toto je vzorec 1 harmonickej).

[spin90]

Jasne, diki. Som zvedavy co tam su vlastne za kondiky. Mozno by nebolo zle dat nieco lepsie.

No, dnes som dosku vyskusal. Pripojil som k tomu len obycajnu valcovu cievku z lanka 2,5tky, ani nie VF lanko ako by malo byt. Na vyskusanie to je ale fuk. Mala 85 uH, nemal som viac vodica.
No, ocel to ohrieva, pomerne rychlo, ale presne ako som si myslel, pri dosiahnuti Curieho teploty dojde k odstaveniu menica. Kov vychladne malinko a nasledne sa zas zapne. Je to dost problem, Curieho teplota je super ak chce clovek odhadnut kaliacu teplotu, ale na kovanie je to v podstate spodna hranica.
Uvazujem, ci sa pomery zlepsia, ak tam dam ten znizujuci transformator co chcem, priapdne akym sposobom dosiahnut "oklamanie" menica. Proste nad Curieho teplotou prudko klesnu straty a menic sa tvari, akoby som to vytiahol. Uvazujem ale, ze ak tam bude transformator, tak aj male impedancie (ktore su nad Curieho teplotou) pretransformuje na vacsie...

[michalku]

Prečítal som si všetky príspevky a napadlo ma, že by som si vyrobil indukčný ohrev na drobné kováčske práce a pod. takéto zariadenie z invertorovej zváračky na obalené elektródy, ktorú mi dal jeden známy s tým, že je stará, spálená a kúpil si už novú. Keď som ju rozobral, zistil som, že je všetko vlastne funguje, len je opálená výstupná tlmivka a nemá kontakt so svorkou na výstupe. Zváračku mám, takže túto nepotrebujem, ale potreboval by som práve indukčný ohrev, čo by možno nebol problém upraviť ju. Podľa štítku je na 220V, 16A príkon max. 4,2 kW (????) a zvárací prúd regulovateľný 20 - 120 A. Meral som frekvenciu na výstupnom vinutí trafa a je okolo 65 kHz, napätie za usmerňovacími diódami ef. 52V a max. 98V(po pripojení kondenzátora).
Dala by sa upraviť tak, že by som urobil vývod priamo z výstupného vinutia trafa a pripojil k nemu paralelne kondenzátory a výhrevnú cievku z medenej rúrky, v ktorej by cirkulovala voda? Možno by bolo treba upraviť aj obvod, ktorý má znížiť prúd pri nechcenom prilepení elektródy, keďže by trafo išlo cez vyhrievaciu cievku na sekundári v podstate do skratu. Hľadal som na nete, ale nejaké konkrétne úpravy som zatiaľ nenašiel, a nechcem to vyskúšať bez porady, aby som niečo neodpálil. Má s tým niekto skúsenosti, alebo nejaký odkaz na nete?

[spin90]

Tadeto cesta nepovedie. Jedine vyuzit vykonive prvky.

[michalku]

To si ma teda nepotešil. Necítim sa až tak zdatný v elektronike, aby som to staval všetko od základov. Nechcel by som niečo zničiť pri laborovaní. Pritom som na nete, hlavne na ruských stránkach, videl viacero takých úprav, len boli to pre mňa v ruštine trocha nezrozumiteľné a neboli to úpravy, ktoré by boli presne na môj zvárací invertor. Takže vlastne okrem nejakej úpravy na invertore doplnili tento invertor len o dosku s kondenzátormi a vyhrievacou indukčnou špirálou. Nestačilo by obísť diódy na výstupe transformátora a namiesto vyhladzovacej tlmivky na výstupe navinúť tam nejaký transformátor, ktorého sekundárne vinutie by bol výstup na tú špirálu s kondenzátormi ? Tak nejako to riešili tí autori na nete. Zváračku mám a dobrú, takže táto by slúžila len jednoúčelovo na ohrev pre kovanie drobnejších predmetov, kalenie, popúšťanie a pod.
Video napr. na https://teplo.guru/elementy/ustroistva/ ... rtora.html

[spin90]

No ja vidim zakladny problem v tom, ze invertor bude bezat na stabilnej frekvencii, ktora je nastavena na doske nejakou R C kombinaciou, alebo podobne. Nema to ziadny fazovy zaves ako napriklad indukcne s obvodmi 4046 a zrejme ani ziaden iny sposob regulacie frekvencie do rezonancie.
Rusky neviem, cize neviem co tam vystrajaju, ale predpokladam, ze zoberu zakladnu frekvenciu zvaracky a pripoja na tom vyladeny LC obvod na danu frekvenciu. Pri volozeni ocele ale dojde k rozladeniu LC mimo f invertora a tranzistory zacnu spinat nie v nule.
Ono, asi to treba vyskusat, google translate prelozi stranku, urcite tam bude popisane ako na to, ja som napsial len co si myslim a kde bude asi problem.
Ja som sa vydal cestou prerabky cinskej dosky z aliexpresu, riesili sme to o par stran spat. Neviem ci to je dobra cesta, ale je v tom IO, ktory je priamo na riadenie indukcneho ohrievaca urceny. Taky obvod v invertore proste nie je. Ale moj nazor ber len s nadhladom, su tu daleko vacsi odbornici na IO

[michalku]

Ja som tie stránky aj prekladal cez googla, ale moc som z toho aj tak nepochopil. A pokec k tomu na videu preložiť neviem. Ale ďakujem za podrobnejšie vysvetlenie.
Teda ak som tomu správne porozumel, tak pri vložení predmetu do výhrevnej cievky sa smení rezonancia tohto výstupného obvodu a nebude to ohrievať, alebo len máloť ? Keďže tie tranzistory v invertore budú spínať stále na rovnakej frekvencii, ktorá je daná oscilátorom, z ktorého sú budené a rezonančný kmitočet obvodu cievky s kondíkmi sa mení pri vložení ohrievaného predmetu ? Čiže je potrebné, aby sa frekvencia oscilátora menila tak, aby bol výstupný obvod stále v rezonancii ? Potom naozaj neviem, ako im to vlastne funguje. Možno sa ešte niekto ozve, čo má v tom skúsenosti...

[spin90]

Pri zvacsovani kondenzatora a zmensovani indukcnosti trafaku pozor na koeficient kvality. Ak tam mas seriovy RLC, moze ti narast Q, zvysi sa jalova zlozka vykonu v rezonancnom obvode. Trafak aj kondenzatory musia zvladnut Q krat vyssi prud nez je budiaci prúd.



R vo vzorci predstavuje cinnu zataz - predstavuje vykon odoberany zo siete. R= sinusove napatie RLC obvodu / I budiaci.
Sinusove napatie RLC obvodu (1. harmonicka je) = amplituda sietoveho * pi / 2 (budiace je obdlznik, toto je vzorec 1 harmonickej).

Vdaka,

Trocha sa hram s tym cinskym modulom a skusam cez feritove trafo budit pracovnu cievku. Neviem ale dosiahnut taky stav, ked mi menic zaregistruje kovovy predmet. Proste vazba medzi ohrievanym predmetom a cievkou je prilis mala. Co by som mohol skusit, aby mi to menic zobral ? Znizenim poctu zavitov na trafe odpalim tranzistor, to nechcem. Zvysenim sa to nejak nemeni. Skusal som aj jadro s medzerou, ale nic. Neviem si s tym velmi rady. Ak namotam drot priamo z menica bez trafa do tvaru cievky a vlozim predmet, tak ten zvacsa chyti (podla rozsmerov) ale ak to dam cez trafo a prac. cievku, tak mi to nechyta... Pridal som trocha kapacity, predmet mi zaregistrovalo, ale prerazilo mi to tranzistor
Rozmyslam, ci by nebolo lepsie, dat rezonancnu kapacitu za trafo, tak ako je to standardne. To este asi vyskusam... Urcite sa tod a upravit, len daco robim zle.

[martin knocik]

Odfot tvoju pracovnu cievku s ohrievaným predmetom.

Neviem či si si už všimol, ale čím je menšia vzduchová medzera medzi pracovnou cievkou a ohrievaným predmetom, tým lepśí prenos výkonu.
Ideálne potrebuješ cievku o 1 az 2 mm vačšieho priemeru než je ohrievaný predmet. Potrebujes dostat čínný výkon do zohrievaného železa v cievke. Ak už máš tesnú väzbu, tak zmenši trafo pomer a pridaj závity na pracovnej cievke. Najlepsie bude odmerat trafak (unikajuce a magnetizacnu inducknost). Sleduj prúd odoberaný zo siete pri zmene trafopomeru alebo pridani zavitov do pracovnej cievky, zmena pracovnej frekvencie po vlozeni železa do cievky je nepodstatná (pokiaľ je v rozsahu prace meniča).

Pridanie kondenzatorov ti len zvýsi jalový výkon a zníži pracovnu frekvenciu. Kondenzátory nechaj na primárnej strane, je to ekonomickejšie.
Na sekudnarnej strane su prudy v stovkach amperov, a potreboval by si veľa kondenzátorov (bezne kondenzatory maju maximalny dovoleny RMS prud nie viac ako jednotky až desiatky amperov). Na primarnej strane ti staćí menej kondenzatorov ale musia byť na vysoké napätie.


Pre zaćiatok skus ohriat napríklad 5cm dlhu M15 srobu. S 2kw to musiš zvladnut ohriať do červena za menej než minutu.

S Curieho teplotou mozes bojovat len tak že zvýšiš prúd pracovnej cievky (znízenie trafopomeru po prechode cez Curieho teplotu) alebo pracovnu cievku s viac zavitmi. Po prechode Curieho teplotou zmiznu hysterezne straty a železo je ohrievane len Joulovym teplom RI^2 prechodom vírivých prúdov. a sucasne ma zelezo uz len magneticku vodivost ako vzduch takze pole uz nie je koncentrovane len v zeleze.

[spin90]

Dnes som to uz zlozil a odlozil, mohlo ma napadnut pofotit to do frasa.

To, ze vazba musi byt tesna mi je jasne, to som a vedel a aj zistil. V praxi je ale dost problem to zabezpecit, velkost ohrievaneho predmetu sa meni, uz aj samotnym kovanim castokrat.

Skusim este aplikvoat rady ktore si mi napisal najblizsie.

Srubu som ohrieval, ale priamo primarnou stranou, tam to ohrialo rychlo, po C. teplotu, dalej vypinalo.

Uvazujem este, ako by som spravil bezpecne pracovnu cievku bez toho oddelovacieho trafa, ale vzhladom na charakter ohrievanych predmetov a teploty ma nenapada nic bezpecne. Nejaky skleneny oplet, to by mohlo par stovak stupnov vydrzat, neviem.

[clim-ber]

Pyrojacket :


https://www.google.sk/search?biw=1920&b ... CAY&uact=5

[dufi]

Pokial by mal niekdo zaujem o tazko zohnatelne veci,ktore sa pouzivaju pri indukcnom ohreve (mam na mysli kondenzatory , litz wire,SSR),tak som pripadne ochotny pomoct vymenou za ine suciastky z produkcie tesla.

[edob]

Zdravím všetkých, ja používam na indukčný ohrev malých častí generátor principiálne zhruba podľa prílohy. Generátor je relatívne jednoduchý a nepotrebuje žiadne extra budenie. Údajne by mal ísť až asi do 3kW. Teraz mám objednané MOSFET-y 500V/90A tak uvidím čo to dá. Malé kúsky sa dajú zohriať až na teplotu tavenia ocele, čo na kalenie a aj predchádzajúce cementovanie stačí. Takže by som sa chcel spýtať či niekto nemá skúsenosti s tranzistormi IXFN100N50P v podobnom zapojení? Kmitočet je cca 100kHz a mení sa podľa množstva vloženého materiálu.

[spin90]

Zaujiamve, nad takym menicom som samozrejme uvazoval, ale nevedel som, ze by mohol ist az do 3 kW. Tak ci tak je ale problem, z coho to vlastne krmit.
Z coho to napajas ty ? Aky to ma odber naprazdno bez vlozeneho predmetu ? Na curieho teplotu predpokladam nereaguje ked vravis ze privediet az k taveniu predmet.