Pemanas Induksi Kuat DIY: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Pemanas aruhan sememangnya merupakan salah satu kaedah pemanasan objek logam yang paling berkesan terutamanya logam besi. Bahagian terbaik mengenai pemanas induksi ini ialah anda tidak perlu melakukan hubungan fizikal dengan objek yang hendak dipanaskan.

Terdapat banyak alat pemanas induksi yang tersedia dalam talian tetapi jika anda ingin mempelajari asas-asas pemanasan aruhan dan ingin membina alat pemanas aruhan dan kelihatan seperti persembahan yang tinggi maka teruskan petunjuk ini kerana saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana induksi alat pemanas berfungsi dan di mana anda boleh mendapatkan bahan untuk membina bahan yang sesuai dengan yang profesional.

Mari kita mulakan…

Langkah 1: Konsep Di Sebalik Pemanasan Induksi

Terdapat beberapa kaedah pemanasan logam, salah satunya adalah pemanasan aruhan. Seperti namanya kaedah tersebut, haba dihasilkan dalam bahan dengan menggunakan aruhan elektrik.

Aruhan elektrik berlaku di dalam bahan kerana medan magnet di sekelilingnya terus berubah yang mengakibatkan aruhan arus eddy di dalam bahan yang diletakkan di dalam gegelung. Oleh itu menyebabkan pemanasan segera dan kesannya paling ketara pada logam ferus kerana tindak balasnya yang lebih tinggi terhadap daya magnet.

Anda boleh mendapatkan gambaran lebih mendalam di wikipedia:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Langkah 2: Papan Litar Bercetak dan Komponen

Oleh kerana saya akan menggunakan bateri / bekalan kuasa yang memberi kita output 12v DC yang tidak cukup untuk menghasilkan aruhan kerana medan magnet yang dihasilkan dalam gegelung aruhan kerana Arus Langsung adalah Medan Magnetik Tetap. Jadi tugas di sini adalah menukar voltan DC ini menjadi Arus Batal yang akan menghasilkan aruhan.

Oleh itu, saya telah merancang litar Oscillator yang menghasilkan output AC yang mempunyai gelombang persegi frekuensi hampir 20 KHz. Litar ini menggunakan empat mosfet N-Channel IRF540 untuk kerap menukar arus dalam arah yang bergantian. Untuk mengendalikan arus yang lebih besar dengan selamat, saya telah menggunakan sepasang mosfet di setiap saluran.

Oleh kerana kita akan berurusan dengan jumlah arus yang lebih tinggi, maka perfboard pasti tidak boleh dipercayai dan tentu saja bukan pilihan yang kemas. Oleh itu, saya memutuskan untuk memilih pilihan yang boleh dipercayai iaitu papan litar bercetak. Itu mungkin terdengar seperti pilihan yang mahal tetapi dengan pemikiran itu, saya menjumpai JLCPCB.com

Orang-orang ini menawarkan PCB berkualiti tinggi dengan harga yang luar biasa. Saya telah memesan 10 PCB untuk pemanas induksi dan sebagai pesanan pertama orang-orang ini menawarkan semua itu hanya dalam 2 $ termasuk kos penghantaran di pintu.

Kualitinya premium seperti yang anda lihat dalam gambar. Oleh itu, pastikan anda melihat laman web mereka.

Langkah 3: Memesan PCB

Proses untuk memesan PCB adalah mudah. Mula-mula anda mesti melayari jlcpcb.com. Untuk mendapatkan petikan segera yang perlu anda lakukan ialah memuat naik fail Gerber anda untuk PCB dan salah satu yang selesai dimuat naik anda boleh melalui pilihan yang diberikan di bawah.

Saya juga telah menambahkan fail Gerber untuk PCB pada langkah ini, jadi pastikan anda menyemaknya.

Langkah 4: Bahagian Pelengkap

Saya telah mula memasang PCB dengan bahagian pelengkap kecil yang merangkumi perintang dan beberapa dioda.

R1, R2 adalah perintang 10k. R3 dan R4 adalah perintang 220Ohm.

D1 dan D2 adalah diod UF4007 (UF singkatan dari Ultra Fast), jangan ganti dengan dioda 1N4007 kerana ia akan meletup. D3 dan D4 adalah diod zener 1N821.

Pastikan anda meletakkan komponen yang betul di tempat yang betul dan juga meletakkan diod ke arah yang betul seperti yang ditunjukkan pada PCB.

Langkah 5: MOSFET

Untuk menguruskan saluran air yang banyak, saya memutuskan untuk menggunakan N-Channel MOSFET. Saya telah menggunakan sepasang IRF540N MOSFET di setiap sisi. Masing-masing daripadanya dinilai pada 100 Vds dan hingga 33Aperes aliran arus berterusan. Oleh kerana kita akan menghidupkan pemanas induksi ini dengan 15VDC, 100 Vds mungkin terdengar terlalu membunuh, tetapi sebenarnya tidak kerana lonjakan yang dihasilkan semasa peralihan kelajuan tinggi dapat dengan mudah melonjak ke had tersebut. Oleh itu, lebih baik dilakukan dengan penilaian Vds yang lebih tinggi.

Untuk menghilangkan haba yang berlebihan, saya telah memasang pendingin haba aluminium pada masing-masing.

Langkah 6: Kapasitor

Kapasitor memainkan peranan penting untuk mengekalkan frekuensi output yang diinginkan, yang sekiranya pemanasan aruhan disarankan pada hampir 20KHz. Kekerapan keluaran ini adalah hasil gabungan aruhan dan kapasitansi. Oleh itu, anda boleh menggunakan kalkulator frekuensi LC untuk mengira kombinasi yang anda mahukan.

Senang mempunyai kapasitansi yang lebih tetapi selalu diingat bahawa kita harus mendapatkan frekuensi output di sekitar 20KHz.

Oleh itu, saya memutuskan untuk menggunakan kapasitor bukan polar WIMA MKS 400VAC 0.33uf. Sebenarnya saya tidak dapat menjumpai voltan yang lebih tinggi untuk kapasitor ini sehingga akhirnya mereka membengkak dan saya terpaksa menggantinya dengan beberapa kapasitor bukan kutub lain yang dinilai pada 800VAC.

Terdapat dua daripadanya bersambung secara selari.

Langkah 7: Induktor

Oleh kerana sukar untuk mencari induktor arus tinggi maka saya memutuskan untuk membuatnya sendiri. Saya mendapat beberapa teras ferit lama dari sekerap komputer lama dengan dimensi berikut:

Dia luar: 30mm

Dalaman dia: 18mm

Lebar: 13mm

Tidak perlu mendapatkan teras ferit ukuran tepat tetapi tujuannya di sini adalah untuk mendapatkan sepasang induktor yang dapat memberikan induktansi hampir 100 Micro Henry. Untuk itu saya telah menggunakan wayar tembaga bertebat 1.2mm untuk menggulung gegelung sehingga masing-masing mempunyai 30 putaran. Konfigurasi ini dikenakan untuk menghasilkan induktansi yang diperlukan. Pastikan anda melakukan penggulungan seketat mungkin kerana tidak disarankan mempunyai lebih banyak jurang antara inti dan wayar.

Setelah menggulung induktor, saya telah melepaskan lapisan terlindung dari kedua hujung wayar sehingga mereka siap untuk disolder ke PCB.

Langkah 8: Kipas Penyejuk

Untuk mengurangkan haba dari MOSFET, saya telah memasang kipas PC 12v tepat di atas pendingin aluminium menggunakan beberapa gam panas. Kipas kemudian disambungkan ke terminal input sehingga setiap kali anda menghidupkan pemanas induksi, kipas akan secara automatik menyala untuk menyejukkan MOSFET.

Oleh kerana saya akan menghidupkan pemanas induksi ini dengan menggunakan bekalan 15VDC jadi saya telah menambahkan perintang 10 OHM 2watts untuk menurunkan voltan ke had selamat.

Langkah 9: Penyambung untuk Output Coil

Untuk menyambungkan gegelung output ke litar pemanasan induksi, saya telah membuat sepasang menetas ke PCB menggunakan penggiling sudut. Terakhir saya telah memecahkan Penyambung XT60 untuk menggunakan pinnya untuk terminal output. Setiap pin ini mendorong masuk ke dalam gegelung tembaga keluaran.

Langkah 10: Gegelung Induksi

Gegelung Induksi dibuat menggunakan paip tembaga berdiameter 5mm yang biasanya digunakan di penghawa dingin dan peti sejuk. Untuk menggulung gegelung output dengan sempurna, saya telah menggunakan gulungan kadbod berukuran hampir satu inci diameter. Saya telah memberikan 8 putaran ke gegelung yang membuat lebar gegelung agar sesuai dengan tepat pada penyambung peluru keluaran.

Pastikan menggulung gegelung dengan sabar kerana anda mungkin membengkokkan paip sehingga menyebabkan penyok di dalamnya. Lebih-lebih lagi setelah anda selesai menggulung gegelung pastikan bahawa tidak ada hubungan antara dinding dua putaran berturut-turut.

Untuk gegelung ini, anda memerlukan 3 kaki paip tembaga.

Langkah 11: Bekalan Kuasa

Untuk menghidupkan pemanas induksi ini, saya akan menggunakan bekalan kuasa pelayan yang diberi nilai 15v dan dapat memberikan arus hingga 130 Amps. Tetapi anda boleh menggunakan sumber 12v seperti bateri kereta atau bekalan kuasa PC.

Pastikan untuk menyambungkan input dengan kekutuban yang betul.

Langkah 12: Keputusan Akhir

Semasa saya menghidupkan pemanas aruhan ini pada 15v, ia dapat menarik arus hampir 0,5 Amp tanpa apa-apa yang diletakkan di dalam gegelung. Untuk ujian dijalankan, saya telah memasukkan skru kayu dan tiba-tiba ia mula berbau seperti semakin panas. Cabutan semasa juga mula meningkat dan dengan skru memasukkan gegelung sepenuhnya, ia menarik hampir 3 amp arus. Hanya dalam satu minit ia menjadi panas.

Kemudian saya memasukkan pemutar skru di dalam gegelung dan pemanas aruhan memanaskannya menjadi merah panas dengan hampir 5 amper arus semasa pada 15v yang berjumlah 75 watt pemanasan aruhan.

Secara keseluruhan pemanasan aruhan nampaknya merupakan kaedah yang baik untuk memanaskan batang besi besi dengan cekap dan kurang berbahaya jika dibandingkan dengan kaedah lain.

Terdapat banyak perkara berguna yang boleh dilakukan dengan menggunakan kaedah pemanasan ini.

Sekiranya anda menyukai projek ini, jangan lupa untuk melawat dan melanggan saluran youtube saya untuk projek yang akan datang.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Salam.

Raja DIY