Cara Merangka Litar Pemanas Induksi

Artikel ini menerangkan tutorial langkah demi langkah mengenai merancang litar pemanas induksi asas buatan sendiri, yang juga dapat digunakan sebagai kompor induksi.

Konsep Pemanas Induksi Asas

Anda mungkin telah menemui banyak rangkaian pemanas induksi DIY secara dalam talian tetapi nampaknya tidak ada yang membincangkan rahsia penting di sebalik melaksanakan reka bentuk pemanas induksi yang sempurna dan berjaya. Sebelum mengetahui rahsia ini, penting untuk mengetahui konsep asas pemanas induksi.

Pemanas aruhan sebenarnya adalah bentuk pengubah elektrik yang sangat 'tidak cekap', dan ketidakcekapan ini menjadi ciri utama utama.

Kita tahu bahawa dalam transformer elektrik teras mesti serasi dengan frekuensi yang diinduksi, dan apabila terdapat ketidaksesuaian antara frekuensi dan bahan inti dalam pengubah, ia menghasilkan penjanaan haba.

Pada dasarnya pengubah teras besi memerlukan julat frekuensi yang lebih rendah sekitar 50 hingga 100Hz, dan apabila frekuensi ini meningkat, inti mungkin menunjukkan kecenderungan menjadi semakin panas secara proporsional. Itu menunjukkan, jika frekuensi dinaikkan ke tahap yang jauh lebih tinggi mungkin melebihi 100kHz akan mengakibatkan penghasilan panas yang melampau di dalam teras.

Ya, inilah yang berlaku dengan sistem pemanas induksi di mana kompor berfungsi seperti inti dan oleh itu terdiri daripada bahan besi. Dan gegelung induksi dikenakan frekuensi tinggi, bersama-sama ini menghasilkan penghasilan jumlah panas yang kuat di kapal. Oleh kerana frekuensi dioptimumkan pada tahap tinggi yang tinggi memastikan haba maksimum pada logam.

Sekarang mari kita teruskan dan pelajari aspek penting yang mungkin diperlukan untuk merancang litar pemanas Induksi yang berjaya dan betul secara teknikal. Perincian berikut akan menjelaskan perkara ini:

Apa yang anda perlukan

Dua perkara asas yang diperlukan untuk membina peralatan memasak induksi adalah:

1) Gelung berganda.

2) Litar penjana frekuensi boleh laras

Saya telah membincangkan beberapa litar pemanas induksi di laman web ini, anda boleh membacanya di bawah:

Litar Pemanas Aruhan Suria

Litar Pemanas Induksi Menggunakan IGBT

Litar Pemanas Induksi Mudah - Litar Periuk Plat Panas

Litar Pemanas Induksi Kecil untuk Projek Sekolah

Semua pautan di atas mempunyai persamaan dua perkara di atas, iaitu ia mempunyai gegelung kerja dan tahap pengayun pemandu.

Merangka Gegelung Kerja

Untuk merancang alat memasak induksi, gegelung kerja seharusnya rata, oleh itu mestilah jenis yang berbeza dengan konfigurasinya, seperti yang ditunjukkan di bawah:

Reka bentuk jenis gegelung yang berbeza seperti di atas dapat dilaksanakan dengan berkesan untuk membuat peralatan memasak buatan sendiri.

Untuk tindak balas optimum dan penghasilan haba yang rendah di dalam gegelung pastikan wayar gegelung bifilar dibuat dengan menggunakan banyak helai nipis tembaga dan bukannya satu dawai pepejal.

Oleh itu, ini menjadi gegelung alat memasak, kini hujung gegelung ini hanya perlu disatukan dengan kapasitor yang sepadan dan rangkaian pemacu frekuensi yang serasi, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut:

Merancang Litar Pemacu Resonan Seri H-Bridge

Sejauh ini maklumat semestinya memberi pencerahan kepada anda mengenai bagaimana mengkonfigurasi peralatan memasak induksi sederhana atau reka bentuk dapur induksi, namun bahagian yang paling kritikal dari reka bentuk adalah bagaimana menyatukan rangkaian kapasitor gegelung (litar tangki) ke rentang yang paling optimum sehingga litar berfungsi pada tahap yang paling cekap.

Mengaktifkan litar tangki gegelung / kapasitor (litar LC) beroperasi pada tahap resonansnya memerlukan aruhan aras gegelung dan kapasitor kapasitor dipadankan dengan sempurna.

Ini boleh berlaku hanya apabila reaktansi kedua rakan sejenisnya sama, iaitu reaktansi gegelung (induktor) dan juga kapasitor hampir sama.

Setelah ini diperbaiki, anda boleh mengharapkan litar tangki beroperasi pada frekuensi semula jadi dan rangkaian LC mencapai titik resonans. Ini dipanggil litar LC yang diselaraskan dengan sempurna.

Ini menyimpulkan prosedur merancang litar pemanas induksi asas

Anda mungkin tertanya-tanya mengenai apakah resonansi litar LC. ?? Dan bagaimana ini dapat dikira dengan cepat untuk menyelesaikan reka bentuk pemanas induksi tertentu? Kami akan membincangkannya secara menyeluruh dalam bahagian berikut.

Perenggan di atas menerangkan rahsia asas di sebalik membangun kompor induksi yang murah namun berkesan di rumah, dalam keterangan berikut kita akan melihat bagaimana ini dapat dilaksanakan dengan mengira secara khusus parameter pentingnya seperti resonansi litar LC yang diselaraskan dan dimensi yang betul wayar gegelung untuk memastikan kapasiti pengendalian arus yang optimum.

Apakah Resonans dalam Litar Pemanas Induksi LC

Apabila kapasitor dalam litar LC yang disetel diisi seketika, kapasitor cuba melepaskan dan membuang cas terkumpul di atas gegelung, gegelung menerima cas dan menyimpan cas dalam bentuk medan magnet. Tetapi sebaik sahaja kapasitor habis dalam prosesnya, gegelung mengembangkan jumlah muatan yang hampir setara dalam bentuk medan magnet dan sekarang cuba memaksa ini kembali ke dalam kapasitor, walaupun dengan polaritas yang berlawanan.

Gambar ihsan:

Wikipedia

Kapasitor sekali lagi terpaksa mengecas tetapi kali ini ke arah yang berlawanan, dan sebaik sahaja dicas sepenuhnya, ia sekali lagi cuba mengosongkan dirinya melintasi gegelung, dan ini menghasilkan pembagian muatan bolak-balik dalam bentuk arus berayun di seluruh rangkaian LC.

Kekerapan arus berayun ini menjadi frekuensi resonans litar LC yang diselaraskan.

Namun disebabkan oleh kerugian yang wujud, ayunan di atas akhirnya hilang dalam jangka masa, dan kekerapannya, semua cas akan berakhir setelah beberapa ketika.

Tetapi jika frekuensi dibiarkan bertahan melalui input frekuensi luaran, disetel pada tingkat resonansi yang sama, maka itu dapat memastikan kesan resonans kekal yang disebabkan oleh litar LC.

Pada frekuensi resonans, kita dapat menjangkakan amplitud voltan yang berayun di litar LC berada pada tahap maksimum, menghasilkan aruhan yang paling efisien.

Oleh itu, kita dapat menyiratkan bahawa, untuk menerapkan resonansi yang sempurna dalam rangkaian LC untuk reka bentuk pemanas induksi, kita perlu memastikan parameter penting berikut:

1) Litar LC yang diselaraskan

2) Dan frekuensi yang sepadan untuk mengekalkan resonans litar LC.

Ini dapat dikira dengan menggunakan formula mudah berikut:

F = 1 ÷ 2π x √LC

di mana L berada di Henry dan C di Farad

Sekiranya anda tidak mahu melalui kerumitan dalam mengira resonans tangki gegelung LC melalui formula, pilihan yang lebih mudah ialah menggunakan perisian berikut:

Kalkulator Frekuensi Resonan LC

Atau anda juga boleh membina ini Meter dip grid untuk mengenal pasti dan menetapkan frekuensi resonans.

Setelah frekuensi resonans dikenal pasti, sudah waktunya untuk menetapkan IC jambatan penuh dengan frekuensi resonans ini dengan memilih komponen masa Rt, dan Ct dengan sesuai. Ini mungkin dilakukan oleh beberapa percubaan dan kesalahan melalui pengukuran praktikal, atau melalui formula berikut:

Rumus berikut boleh digunakan untuk mengira nilai Rt / Ct:

f = 1 / 1.453 x Rt x Ct di mana Rt berada di Ohms dan Ct di Farads.

Menggunakan Resonans Seri

Konsep pemanas induksi yang dibincangkan dalam catatan ini menggunakan rangkaian resonan siri.

Apabila rangkaian LC resonan siri digunakan, kita mempunyai induktor (L) dan kapasitor (C) yang dihubungkan secara bersiri, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut.

Jumlah voltan V digunakan pada siri LC akan menjadi jumlah voltan merentas induktor L dan voltan merentasi kapasitor C. Arus yang mengalir melalui sistem akan sama dengan arus yang mengalir melalui komponen L dan C.

V = VL + VC

I = IL = IC

Kekerapan voltan yang dikenakan mempengaruhi tindak balas induktor dan kapasitor. Oleh kerana frekuensi meningkat dari nilai minimum ke nilai yang lebih tinggi, maka reaktansi induktor XL dari induktor akan meningkat secara berkadar, tetapi XC yang merupakan reaktansi kapasitif akan menurun.

Walau bagaimanapun, sementara frekuensi ditingkatkan akan ada contoh atau ambang tertentu ketika besarnya reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif akan sama. Contoh ini akan menjadi titik resonan siri LC, dan frekuensi dapat ditetapkan sebagai frekuensi resonan.

Oleh itu, dalam rangkaian resonan siri, resonans akan berlaku ketika

XL = XC

atau, ωL = 1 / ωC

di mana ω = frekuensi sudut.

Menilai nilai ω memberi kita:

ω = ωo = 1 / √ LC, yang ditakrifkan sebagai frekuensi sudut resonan.

Mengganti ini dalam persamaan sebelumnya dan juga mengubah frekuensi sudut (dalam radian sesaat) menjadi frekuensi (Hz), akhirnya kita mendapat:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Mengira Saiz Wire untuk Coil Kerja Pemanas Induksi

Setelah anda mengira nilai L dan C yang dioptimumkan untuk litar tangki pemanas aruhan dan menilai frekuensi serasi tepat untuk litar pemacu, sudah tiba masanya untuk mengira dan memperbaiki keupayaan pengendalian gegelung kerja dan kapasitor semasa.

Oleh kerana arus yang terlibat dalam reka bentuk pemanas induksi dapat sangat besar, parameter ini tidak dapat diabaikan dan mesti ditetapkan dengan betul ke rangkaian LC.

Menggunakan formula untuk mengira ukuran wayar untuk ukuran wayar Induksi mungkin agak sukar terutama bagi pendatang baru, dan itulah sebabnya mengapa perisian khas untuk yang sama telah diaktifkan di laman web ini, yang dapat digunakan oleh mana-mana peminat yang berminat dimensi wayar ukuran yang betul untuk litar memasak induksi anda.