(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как сделать 2 контура отопления


Двухконтурная система отопления частного дома и ее схема

Двухконтурная система отопления для частного дома имеет более сложное строение, чем классическая одноконтурная. При этом преимущества таких систем неоспоримы. Представляет собой два замкнутых контура, одним из которых осуществляется подача теплоносителя к радиаторам, а другим – возвращение его в котел.

Применяется двухконтурное отопление для всех типов зданий.

Преимущества:

  • Практически полностью отсутствуют потери теплоносителя при подаче к радиаторам.
  • Обеспечивается подача теплоносителя с одинаковой температурой ко всем радиаторам системы.
  • Использование труб малого диаметра сокращает материальные затраты.
  • Высокая надежность.
  • Большой КПД установки.
  • Возможность установки регулирующей арматуры на каждый радиатор, т.е. температуру каждого нагревательного элемента можно регулировать отдельно от других.
  • Низкий расход воды и электроэнергии.
  • Отсутствие громоздких конструкций – лучшее решение для современных интерьеров.
  • Простота внедрения в существующий дом.

Типы системы относительно оси расположения трубопровода:

  • Горизонтальные. Устанавливается в одноэтажных домах большой площади.
  • Вертикальные. Возможно применение в многоэтажных домах. Контур каждого этажа врезается в общий стояк системы. Преимуществом является отсутствие завоздушивания системы – воздух выходит из системы через расширительный бак.

В обоих случаях необходима балансировка. Для вертикального типа балансировка производится по стояку.

Преимуществом обоих систем является большая теплоотдача и высокая гидравлическая устойчивость.

Типы разводки:

  1. Верхняя. Разводка труб осуществляется в верхней точке трубопровода. Расширительный бак располагается там же.
    Данный тип не может быть установлен в домах без чердака.
  2. Нижняя. Разводка труб осуществляется в подвале или цокольном этаже. При этом следует учитывать, что трубы обратного контура должны быть заложены еще ниже подающий. Поэтому допускается укладка труб в подполе.

Схема с принудительной циркуляцией

Является наиболее простой системой, т.к. схема содержит минимальное количество элементов.

Состав оборудования при принудительной схеме:

  • Котел.
  • Измерительные приборы.
  • Радиаторы.
  • Трубопровод.
  • Предохранительный клапан.
  • Циркуляционный насос.
  • Расширительный бак.
Схема с принудительной циркуляцией

Принцип работы системы:

  • Подготовленный теплоноситель с рабочими параметрами насосом подается в верхнюю точку системы.
  • За счет гравитации жидкость двигается по трубопроводам и наполняет радиаторы последовательно (так как на разработанной схеме).
  • По обратному контуру вода циркуляционным насосом поступает обратно в котел для дальнейших циклов.

Преимущества:

  • Минимальное количество узлов в схеме.
  • Относительно высокий КДП.
  • Равномерный нагрев радиаторов.
  • Низкая стоимость строительно-монтажных работ и оборудования.
  • Возможность работы в режиме естественной циркуляции – при отключении от электросети насоса вода в системе циркулирует самотеком.

Недостатки:

  • Малая эффективность системы в домах с большой площадью.

Схема с естественной циркуляцией

Данный вид отопления аналогичен системе с принудительной циркуляцией.
Отличием в работе является отсутствие циркуляционного насоса. Для повышения эффективности схемы используют гладкие трубы большого диаметра.

Преимущества:

  • Низкая стоимость монтажных работ и оборудования.
  • Отсутствие затрат на электроэнергию (в том случае, если котел газовый).
  • Лучший вариант для домов, удаленных от городской черты. Система не использует электроэнергию для циркуляции теплоносителя по контурам.
  • Возможность работы на любом виде топлива.
  • Длительный срок эксплуатации. Возможна работа до 40 лет без проведения капительных ремонтов.

Недостатки:

  • Небольшой радиус действия (не более 30м).
  • Медленный прогрев комнат.
  • Большие затраты топлива на запуск системы.
  • Невозможность регулировки температуры теплоносителя.
  • Частые завоздушивания радиаторов.
  • При установке расширительного бака в неотапливаемом помещении существует вероятность его промерзания.

Состав оборудования при естественной схеме:

  • Котел.
  • Радиаторы.
  • Предохранительный клапан.
  • Система труб (прямая и обратная).
  • Расширительный бак. Обеспечивает постоянное давление в системе.
Схема с естественной циркуляцией

Принцип работы системы:

  • При повышении температуры давление теплоносителя изменяется.
  • Холодные слои выталкивают горючую жидкость в систему.
  • По достижении самой высокой точки системы вода самотеком пускается по трубопроводам.
  • Охлажденный теплоноситель также самотеком поступает в котел по обратному контуру.
  • Благодаря трубам, расположенным с уклоном обеспечивается естественная циркуляция теплоносителя.

Обратите внимание! Уклон прямого контура идет по направлению к радиатору, для обратки уклон устанавливается в сторону котла. Правильно выполненные уклоны обеспечиваю отвод пузырьков воздуха в расширительном бачке.

Меры для обеспечения стабильной работы системы

  • Уклон горизонтальных участков должны быть большими из-за малой разности плотностей горячей и остывшей воды.
  • Котел должен быть заглублен для того, чтобы выдержать оптимальный уклон обратного контура.
  • Расширительный бак должен быть только открытого типа, т.к. для работы в системе не должно создаваться избыточное давление.

Различают два типа схем с естественной циркуляцией

  • С верхней разводкой. Котел должен быть установлен в центре, разводка выполняется в обе стороны.
    Следует сооружать контуры длинно не более 20м для обеспечения высокой теплоотдачи.
  • С нижней разводкой. В этом случае трубы подачи должны быть заложены рядом с обраткой, обеспечивая движение теплоносителя снизу вверх к радиаторам.

Для повышения КПД в схему включают воздушные трубопроводы для отведения воздуха из системы.

Для двухэтажного дома

Для двухэтажной застройки необходимо применение более сложных отопительных схем. Эффективно построенная система позволяет поддерживать уютную и комфортную атмосферу в доме.

При минимальных теоретических знаниях и практических навыках ремонтных работ возможно самостоятельно соорудить двухконтурную систему отопления в двухэтажном доме.

Схема с естественной циркуляцией для двухэтажного дома

Коллекторная

Преимущества двухконтурных коллекторных систем для коттеджей

  • Равномерное распределение теплоносителя в радиаторы непосредственно из котла.
  • Минимальные потери давления и температуры.
  • Возможность использовать мощные циркуляционные насосы.
  • Осуществление настройки и ремонта отдельных элементов без отрицательного влияния на всю систему.

Недостатки

  • Большой расход материалов.

Важно знать! Подключение дополнительных элементов («теплый пол», полотенцесушители, массажные ванны) возможно, как во время монтажа основной части, так и при очередном ремонте. Наиболее целесообразным является проектирование системы отопления при возведении дома, т.к. в этом случае сеть отопления имеет самый высокий КПД (выбирается наиболее удачное место расположения котла, радиаторов и трубопровода).

Составные части коллекторной системы:

  • Котел.
  • Радиаторы.
  • Автовоздушник
  • Балансировочный, предохраниельный и термостатический клапан.
  • Мембранный расширительный бачок.
  • Запорная арматура.
  • Механический фильтр.
  • Манометр
  • Циркуляционный насос.

Особенностью отопления, как и в одноэтажных постройках, является наличие двух контуров – подающего и обратного трубопроводов. Подключение радиаторов происходит параллельно. Наиболее целесообразно подвод осуществлять в верхней части, а отвод – в нижней. Направление жидкости по диагонали создает равномерный прогрев и большую теплоотдачу теплоносителя.

Пример собранного коллектора

Для регулировки температуры используют также термостатические клапаны, расположенные на радиаторах. С их помощью легко ограничить температуру в отдельной комнате или перекрыть подачу тепла вовсе. Исключение таким образом радиатора не влияет на эффективность работы системы в общем.

Для равномерности потока теплоносителя на радиаторах устанавливают балансировочные клапаны.

Предохранительный клапан, при возникновении избыточного давления, сбрасывает жидкость в расширительный бак. При значительном снижении напора в системе происходит забор рабочей жидкости из мембранного бачка.

Циркуляционный насос включен в схему для поддержания необходимой скорости потока теплоносителя.

Принцип работы системы

  • Рабочая жидкость поступает в подающий трубопровод.
  • После удаления избытка воздуха (посредством автоматического клапана) подогревается и подается в вертикальные стояки. Где происходит разделение подачи для первого и второго этажей.
  • После прохождения через радиаторы возвращается по обратному контуру к котлу.

Важно знать! Обратка (обратный трубопровод) подключается к другому входу котла. Разделяется аналогично подающему контуру.

Данная схема может применяться в системе с искусственной и естественной циркуляцией при использовании дополнительного оборудования: насосов, теплообменников, расширительных бачков.

Двухтрубная система при внедрении коллекторной схемы является лучшим решением для отопления двухэтажных домов. Несмотря на трудоемкость и высокие финансовые затраты такое отопление окупается за несколько сезонов.

2 Простые схемы индукционного нагревателя - плиты-плиты

В этом посте мы узнаем о двух простых в сборке схемах индукционного нагревателя, которые работают с принципами высокочастотной магнитной индукции для генерации значительного количества тепла на небольшом заданном радиусе.

Обсуждаемые схемы индукционной плиты действительно просты и используют всего несколько активных и пассивных обычных компонентов для требуемых действий.


Обновление: Вы также можете узнать, как создать свою собственную варочную панель индукционного нагревателя:
Проектирование цепи индукционного нагревателя - Учебное пособие


Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционный нагреватель - это устройство, которое использует высокочастотное магнитное поле для нагрева железного груза или любого ферромагнитного металла посредством вихревого тока.2 x сопротивление металла. Поскольку предполагается, что металл нагрузки состоит из железа, мы рассматриваем сопротивление R металлического железа.

Тепло = I 2 x R (Железо)

Удельное сопротивление железа составляет: 97 нОм · м

Вышеупомянутое тепло также прямо пропорционально наведенной частоте, поэтому обычные трансформаторы с штамповкой из железа не используются в В приложениях с высокочастотным переключением вместо сердечников используются ферритовые материалы.

Однако здесь вышеупомянутый недостаток используется для получения тепла от высокочастотной магнитной индукции.

Обращаясь к предлагаемым ниже схемам индукционного нагревателя, мы находим концепцию, использующую ZVS или технологию переключения при нулевом напряжении для требуемого запуска полевых МОП-транзисторов.

Технология обеспечивает минимальный нагрев устройств, что делает работу очень эффективной и действенной.

Кроме того, цепь, являющаяся саморезонансной по своей природе, автоматически настраивается на резонансную частоту присоединенной катушки и конденсатора, вполне идентичных цепи резервуара.

Использование генератора Ройера

В схеме в основном используется генератор Ройера, который отличается простотой и саморезонансным принципом работы.

Функционирование схемы можно понять по следующим пунктам:

  1. При включении питания положительный ток начинает течь от двух половин рабочей катушки к стокам МОП-транзисторов.
  2. В то же время напряжение питания также достигает ворот МОП-транзисторов, включая их.
  3. Однако из-за того, что никакие два МОП-транзистора или какие-либо электронные устройства не могут иметь точно одинаковые характеристики электропроводности, оба МОП-транзистора не включаются вместе, а сначала включается один из них.
  4. Давайте представим, что T1 включается первым. Когда это происходит, из-за сильного тока, протекающего через T1, его напряжение стока имеет тенденцию падать до нуля, что, в свою очередь, высасывает напряжение затвора другого МОП-транзистора T2 через присоединенный диод Шоттки.
  5. Здесь может показаться, что T1 может продолжать вести себя и уничтожать себя.
  6. Однако именно в этот момент в действие вступает контур резервуара L1C1, который играет решающую роль. Внезапное проведение T1 вызывает скачок и коллапс синусоидального импульса на стоке T2.Когда синусоидальный импульс схлопывается, он понижает напряжение затвора T1 и отключает его. Это приводит к повышению напряжения на стоке T1, что позволяет восстановить напряжение затвора для T2. Теперь настала очередь Т2 проводить, Т2 теперь проводит, вызывая повторение, аналогичное тому, которое имело место для Т1.
  7. Этот цикл теперь продолжается быстро, заставляя контур колебаться на резонансной частоте контура резервуара LC. Резонанс автоматически настраивается до оптимальной точки в зависимости от того, насколько хорошо совпадают значения LC.

Однако основным недостатком конструкции является то, что в ней используется центральная катушка с ответвлениями в качестве трансформатора, что несколько усложняет реализацию обмотки. Однако центральный отвод обеспечивает эффективный двухтактный эффект через катушку всего с помощью пары активных устройств, таких как МОП.

Как видно, через затвор / исток каждого МОП-транзистора подключены диоды быстрого восстановления или высокоскоростного переключения.

Эти диоды выполняют важную функцию разряда емкости затвора соответствующих МОП-транзисторов во время их непроводящих состояний, тем самым делая операцию переключения быстрой и быстрой.

Как работает ZVS

Как мы уже обсуждали ранее, эта схема индукционного нагревателя работает по технологии ZVS.

ZVS означает переключение при нулевом напряжении, что означает, что МОП-транзисторы в цепи включаются, когда на их стоках присутствует минимальная или величина тока или нулевой ток, мы уже узнали это из объяснения выше.

Это фактически помогает МОП-транзисторам безопасно включаться, и, таким образом, эта функция становится очень полезной для устройств.

Эту функцию можно сравнить с проводимостью при переходе через нуль для симисторов в цепях переменного тока.

Из-за этого свойства МОП-транзисторы в таких саморезонансных цепях ZVS требуют гораздо меньших радиаторов и могут работать даже с массивными нагрузками до 1 кВА.

Поскольку частота цепи является резонансной по своей природе, она напрямую зависит от индуктивности рабочей катушки L1 и конденсатора C1.

Частота может быть рассчитана по следующей формуле:

f = 1 / (2π * √ [ L * C] )

Где f - частота, рассчитанная в Hertz
L - это индуктивность основной нагревательной катушки L1, представленная в Henries
, а C - емкость конденсатора C1 в фарадах

МОП-транзисторы

Вы можете использовать IRF540 в качестве МОП-транзисторов, которые рассчитаны на хорошие 110 В, 33 ампера.Для них можно использовать радиаторы, хотя выделяемое тепло не вызывает беспокойства, но все же лучше укрепить их на теплопоглощающих металлах. Однако можно использовать любые другие МОП-транзисторы с соответствующим номиналом, для этого нет никаких особых ограничений.

Индуктор или катушки индуктивности, связанные с катушкой основного нагревателя (рабочей катушкой), представляют собой своего рода дроссель, который помогает исключить любое возможное попадание высокочастотной составляющей в источник питания, а также для ограничения тока до безопасных пределов.

Значение этого индуктора должно быть намного выше по сравнению с рабочей катушкой. 2 мГн обычно вполне достаточно для этой цели. Однако он должен быть построен с использованием проводов большого сечения, чтобы обеспечить безопасное прохождение через него большого диапазона тока.

Контур резервуара

C1 и L1 составляют контур резервуара для предполагаемого фиксации на высокой резонансной частоте. Опять же, они тоже должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать высокие значения тока и тепла.

Здесь мы видим использование металлизированных полипропиленовых конденсаторов 330 нФ / 400 В.

1) Мощный индукционный нагреватель с использованием драйвера Mazzilli. Concept

Первая конструкция, описанная ниже, представляет собой высокоэффективную индукционную концепцию ZVS, основанную на популярной теории драйверов Mazilli.

В нем используется одна рабочая катушка и две катушки ограничителя тока. Конфигурация исключает необходимость в центральном отводе от основной рабочей катушки, что делает систему чрезвычайно эффективной и обеспечивает быстрый нагрев нагрузки огромных размеров. Нагревательный змеевик нагревает нагрузку посредством двухтактного механизма полного моста.

Модуль фактически доступен в Интернете и может быть легко куплен по очень разумной цене.

Принципиальная схема этой конструкции представлена ​​ниже:

Исходную схему можно увидеть на следующем изображении:

Принцип работы аналогичен технологии ZVS с использованием двух полевых МОП-транзисторов высокой мощности. Вход питания может быть от 5 В до 12 В, а сила тока от 5 до 20 А в зависимости от используемой нагрузки.

Выходная мощность

Выходная мощность вышеупомянутой конструкции может достигать 1200 Вт при повышении входного напряжения до 48 В и тока до 25 ампер.

На этом уровне тепло, выделяемое рабочим змеевиком, может быть достаточно высоким, чтобы за минуту расплавить болт толщиной 1 см.

Размеры рабочей катушки

Видео-демонстрация

2) Индукционный нагреватель с использованием рабочей катушки с центральным ответвлением

Эта вторая концепция также является индукционным нагревателем ZVS, но для работы используется центральное разветвление катушка, которая может быть немного менее эффективной по сравнению с предыдущей конструкцией.L1, который является наиболее важным элементом всей схемы. Он должен быть построен с использованием очень толстых медных проводов, чтобы выдерживать высокие температуры во время индукционных операций.

Конденсатор, описанный выше, в идеале должен быть подключен как можно ближе к клеммам L1. Это важно для поддержания резонансной частоты на указанной частоте 200 кГц.

Характеристики первичной рабочей катушки

Для катушки индукционного нагревателя L1 можно намотать множество медных проводов диаметром 1 мм параллельно или бифилярно, чтобы более эффективно рассеивать ток, вызывая меньшее тепловыделение в катушке.

Даже после этого катушка может подвергнуться воздействию высоких температур и деформироваться из-за этого, поэтому можно попробовать альтернативный метод намотки.

В этом методе мы наматываем его в виде двух отдельных катушек, соединенных в центре для получения требуемого центрального отвода.

В этом методе можно попробовать использовать меньшие витки для уменьшения импеданса катушки и, в свою очередь, увеличения ее способности выдерживать ток.

Емкость для этой схемы, напротив, может быть увеличена, чтобы пропорционально понизить резонансную частоту.

Конденсаторы резервуара:

Всего 330 нФ x 6 можно использовать для получения чистой емкости приблизительно 2 мкФ.

Как прикрепить конденсатор к индукционной рабочей катушке

На следующем изображении показан точный метод подключения конденсаторов параллельно концевым выводам медной катушки, предпочтительно через печатную плату хорошего размера.

Список деталей для указанной выше цепи индукционного нагревателя или цепи индукционной нагревательной плиты

  • R1, R2 = 330 Ом 1/2 Вт
  • D1, D2 = FR107 или BA159
  • T1, T2 = IRF540
  • C1 = 10,000 мкФ / 25 В
  • C2 = 2 мкФ / 400 В, получено путем параллельного подсоединения указанных ниже конденсаторов на 6 нОс 330 нФ / 400 В
  • D3 ---- D6 = 25 А диодов
  • IC1 = 7812
  • L1 = 2 мм латунная трубка, намотанная, как показано на следующих рисунках, диаметр может быть где-то около 30 мм (внутренний диаметр катушек)
  • L2 = 2 мГн Дроссель, полученный путем наматывания магнитного провода 2 мм на любой подходящий ферритовый стержень
  • TR1 = 0-15 В / 20 ампер
  • ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ: Используйте стабилизированный источник питания постоянного тока 15 В, 20 А.
Использование транзисторов BC547 вместо быстродействующих диодов

На приведенной выше схеме индукционного нагревателя мы можем видеть затворы полевых МОП-транзисторов, состоящих из диодов с быстрым восстановлением, которые могут быть труднодоступными в некоторых частях страны.

Простая альтернатива этому может заключаться в транзисторах BC547, подключенных вместо диодов, как показано на следующей схеме.

Транзисторы будут выполнять ту же функцию, что и диоды, поскольку BC547 может хорошо работать на частотах около 1 МГц.

Другой простой дизайн DIY

На следующей схеме показан еще один простой дизайн, аналогичный приведенному выше, который можно быстро построить дома для реализации индивидуальной системы индукционного нагрева.

Список деталей

  • R1, R4 = 1K 1/4 Вт MFR 1%
  • R2, R3 = 10K 1/4 Вт MFR 1%
  • D1, D2 = BA159 или FR107
  • Z1, Z2 = 12 В , Стабилитрон 1/2 Вт
  • Q1, Q2 = IRFZ44n МОП-транзистор на радиаторе
  • C1 = 0.33 мкФ / 400 В или 3 контакта 0,1 мкФ / 400 В параллельно
  • L1, L2, как показано на следующих изображениях:
  • L2 восстановлен от любого старого блока питания компьютера ATX.
Как построен L2

Преобразование в посуду с подогревом

Вышеупомянутые разделы помогли нам изучить простую схему индукционного нагревателя с использованием пружинной катушки, однако эту катушку нельзя использовать для приготовления пищи еда и требует серьезных изменений.

В следующем разделе статьи объясняется, как описанную выше идею можно изменить и использовать в качестве простой небольшой индукционной цепи нагревателя посуды или индукционной цепи кадай.

Дизайн низкотехнологичный, с низким энергопотреблением и может отличаться от обычных устройств. Схема была запрошена г-ном Дипешом Гуптой

Технические характеристики

Сэр,

Я прочитал вашу статью Простая схема индукционного нагревателя - Схема горячей плиты и был очень рад обнаружить, что есть люди, готовые помочь таким молодым людям, как мы, в сделай что-нибудь ....

Сэр, я пытаюсь понять принцип работы и пытаюсь разработать для себя индукционный кадай... Сэр, пожалуйста, помогите мне разобраться в дизайне, поскольку я так хорош в электронике

Я хочу разработать индукцию для нагрева кадай диаметром 20 дюймов с частотой 10 кГц по очень низкой цене !!!

Я видел ваши схемы и статью, но немного запутался насчет

  • 1. Используемый трансформатор
  • 2. Как сделать L2
  • 3. И любые другие изменения в схеме для частоты от 10 до 20 кГц при токе 25 А

Пожалуйста, помогите мне как можно скорее..Это будет полезно, если вы можете предоставить точную информацию о необходимых компонентах. PlzzИ, наконец, вы упомянули об использовании ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ: Используйте регулируемый источник питания постоянного тока 15 В 20 А. Где это используется ....

Спасибо

Dipesh gupta

The Design

Предлагаемая конструкция индукционной кадайной цепи, представленная здесь, предназначена только для экспериментальных целей и может не работать как обычные устройства. Его можно использовать для быстрого приготовления чашки чая или омлета, и ничего большего ожидать не стоит.

Указанная схема была первоначально разработана для нагрева таких предметов, как железный стержень, например, головки болта. отвертка металлическая и т. д., но с некоторыми модификациями эта же схема может применяться для нагрева металлических кастрюль или сосудов с выпуклым дном, например "кадай".

Для реализации вышеизложенного исходная схема не нуждалась бы в каких-либо изменениях, кроме основной рабочей катушки, которую нужно будет немного подправить, чтобы сформировать плоскую спираль вместо пружинной конструкции.

В качестве примера, чтобы преобразовать конструкцию в индукционную посуду, чтобы она поддерживала сосуды с выпуклым дном, такие как кадай, змеевик должен иметь сферически-спиральную форму, как показано на рисунке ниже:

Схема будет такой же, как объяснено в моем предыдущем разделе, который в основном основан на конструкции Ройера, как показано здесь:

Проектирование спиральной рабочей катушки

L1 изготавливается путем использования 5-6 витков 8-миллиметровой медной трубки в сферически-спиральной формы, как показано выше, чтобы в центре можно было разместить небольшую стальную чашу.

Змеевик может быть также сжат в плоскую форму спирали, если небольшая стальная сковорода предназначена для использования в качестве посуды, как показано ниже:

Конструирование катушки ограничителя тока

L2 может быть изготовлен путем наматывания сверхмощной катушки толщиной 3 мм. Эмалированный медный провод на толстом ферритовом стержне, количество витков необходимо экспериментировать, пока на его выводах не будет достигнуто значение 2 мГн.

TR1 может быть трансформатором 20 В 30 ампер или источником питания SMPS.

Фактическая схема индукционного нагревателя довольно проста по своей конструкции и не требует особых объяснений, необходимо позаботиться о следующих вещах:

Резонансный конденсатор должен располагаться относительно ближе к основной рабочей катушке. L1 и должен быть получен путем подключения около 10 ноль 0.22 мкФ / 400 В параллельно. Конденсаторы должны быть строго неполярного и металлизированного полиэфирного типа.

Хотя конструкция может выглядеть довольно простой, нахождение центрального отвода в спирально намотанной конструкции может вызвать некоторую головную боль, потому что спиральная катушка будет иметь несимметричную компоновку, что затруднит определение точного центрального отвода для схемы.

Это можно сделать методом проб и ошибок или с помощью LC-метра.

Неправильно расположенный центральный ответвитель может заставить схему работать ненормально или производить неравномерный нагрев МОП-транзисторов, или вся схема может просто не колебаться в худшей ситуации.

Ссылка: Википедия

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.Схема индукционного нагревателя

с использованием IGBT (протестировано)

В этом посте мы подробно обсудим, как построить схему индукционного нагревателя высокой мощности 1000 Вт с использованием IGBT, которые считаются наиболее универсальными и мощными переключающими устройствами, даже превосходящими MOSFET.

Принцип работы индукционного нагревателя

Принцип работы индукционного нагрева очень прост для понимания.

Магнитное поле высокой частоты создается катушкой, присутствующей в индукционном нагревателе, и, таким образом, вихревые токи, в свою очередь, наводятся на металлический (магнитный) объект, находящийся в середине катушки, и нагревают его.

Чтобы компенсировать индуктивный характер катушки, параллельно катушке размещается резонансная емкость.

Резонансная частота - это частота, на которой должен работать резонансный контур (также известный как катушка-конденсатор).

Ток, протекающий через катушку, всегда намного больше, чем ток возбуждения. Схема IR2153 используется для обеспечения работы схемы как «двойной полумост» вместе с четырьмя управляемыми IGBT STGW30NC60W.

Двойной полумост передает такую ​​же мощность, что и полный мост, но драйвер затвора в первом случае проще.

IGBT STGW30NC60W

Использование антипараллельных диодов

Двойные диоды большого размера STTh300L06TV1 (2x 120A) используются в виде встречно-параллельных диодов. Даже если для этого хватит диодов поменьше размером 30А.

Если вы используете встроенные диоды IGBT, такие как STGW30NC60WD, вам не потребуется использовать диоды меньшего размера или большие двойные диоды.Потенциометр используется для настройки рабочей частоты в резонанс.

Один из лучших индикаторов резонанса - максимальная яркость светодиода. Вы, безусловно, можете создавать более сложные драйверы в зависимости от ваших требований.

Вы также можете использовать автоматическую настройку, которая является одним из лучших способов сделать, как это принято в профессиональных обогревателях; но есть один недостаток, заключающийся в том, что при этом теряется простота схемы.

Вы можете управлять частотой, которая находится в диапазоне приблизительно от 110 до 210 кГц.Адаптер небольшого размера, который может быть трансформаторного типа или smps, используется для обеспечения вспомогательного напряжения 14-15 В, которое требуется в цепи управления.

Изолирующий трансформатор

Изолирующий трансформатор и согласующий дроссель L1 - это электрическое оборудование, которое используется для подключения выхода к рабочей цепи.

Оба этих индуктора присутствуют в конструкции с воздушным сердечником.

С одной стороны, где дроссель состоит из 4 витков на диаметре 23 см, изолирующий трансформатор, с другой стороны, состоит из 12 витков на диаметре 14 см, и эти витки состоят из двухпроводного кабеля (как показано на приведенном рисунке ниже).

Даже когда выходная мощность достигает 1600 Вт, вы обнаружите, что есть еще много возможностей для улучшения.

Рабочая катушка предлагаемого индукционного нагревателя IGBT состоит из проволоки диаметром 3,3 мм.

Использование меди для катушки

Медный провод считается более подходящим для изготовления рабочей катушки, поскольку его можно легко и эффективно подключить к системе водяного охлаждения.

Катушка состоит из шести витков с размерами 23 мм в высоту и 24 мм в диаметре.Змеевик может нагреваться при длительной эксплуатации.

Резонансный конденсатор состоит из 23 конденсаторов небольшого размера, общая емкость которых составляет 2u3. Вы также можете использовать конденсаторы 100 нФ в таких конструкциях, как полипропилен класса X2 и 275 В MKP.

Вы можете использовать их для этой цели, даже если они в основном не предназначены или не созданы для таких целей.

Частота резонанса 160 кГц. Всегда рекомендуется использовать фильтр EMI.Плавный пуск можно использовать для замены вариак.

Я всегда настоятельно рекомендую вам использовать ограничитель, который подключается последовательно к сети, например, галогенные лампы и нагреватели мощностью примерно 1 кВт, когда он включается в первый раз.

Предупреждение: используемая цепь индукционного нагрева подключена к сети и содержит высокое напряжение, которое может привести к летальному исходу.

Во избежание несчастных случаев из-за этого следует использовать потенциометр с пластмассовой штангой.Электромагнитные поля высокой частоты всегда вредны и могут повредить носители информации и электронные устройства.

Цепь создает значительный уровень электромагнитных помех, что, в свою очередь, может вызвать поражение электрическим током, возгорание или ожоги.

Каждая задача или процесс, которые вы выполняете, вы выполняете на свой страх и риск, и ответственность будет лежать на вас, и я не буду нести ответственности за любой ущерб, который может возникнуть при выполнении этого процесса.

Принципиальная схема

.

Как спроектировать схему индукционного нагревателя

В статье дается пошаговое руководство по проектированию собственной самодельной базовой схемы индукционного нагревателя, которую также можно использовать в качестве индукционной варочной панели.

Базовая концепция индукционного нагревателя

Вы, возможно, встречали в Интернете много схем индукционного нагревателя, изготовленных своими руками, но, похоже, никто не раскрыл решающий секрет реализации идеальной и успешной конструкции индукционного нагревателя. Прежде чем узнать этот секрет, важно знать основные принципы работы индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель на самом деле является крайне «неэффективной» формой электрического трансформатора, и эта неэффективность становится его основным преимуществом.

Мы знаем, что в электрическом трансформаторе сердечник должен быть совместим с наведенной частотой, и когда существует несовместимость между частотой и материалом сердечника в трансформаторе, это приводит к выделению тепла.

По сути, трансформатор с железным сердечником требует более низкого диапазона частот от 50 до 100 Гц, и по мере увеличения этой частоты сердечник может проявлять тенденцию к пропорциональному нагреванию.Это означает, что если частота будет увеличена до гораздо более высокого уровня, она может превысить 100 кГц, что приведет к сильному выделению тепла внутри ядра.

Да, это именно то, что происходит с системой индукционного нагрева, где варочная панель действует как сердечник и, следовательно, сделана из железа. А индукционная катушка подвергается воздействию высокой частоты, что в совокупности приводит к выработке пропорционально интенсивного количества тепла на сосуде. Поскольку частота оптимизирована на очень высоком уровне, обеспечивается максимально возможный нагрев металла.

Теперь давайте продолжим и изучим важные аспекты, которые могут потребоваться для проектирования успешной и технически правильной схемы индукционного нагревателя. Следующие детали объяснят это:

Что вам понадобится

Две основные вещи, необходимые для создания любой индукционной посуды:

1) Бифилярная катушка.

2) Схема генератора регулируемой частоты

Я уже обсуждал несколько схем индукционного нагревателя на этом веб-сайте, вы можете прочитать их ниже:

Схема солнечного индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя с использованием IGBT

Простая схема индукционного нагревателя - Схема нагревательной плиты

Схема малого индукционного нагревателя для школьного проекта

У всех вышеперечисленных звеньев есть две общие черты, то есть у них есть рабочая катушка и каскад задающего генератора.

Проектирование рабочей катушки

При разработке индукционной посуды рабочая катушка должна быть плоской по своей природе, поэтому она должна быть бифилярного типа с ее конфигурацией, как показано ниже:

Бифилярная конструкция катушки, показанная выше, может эффективно использовать для изготовления домашней индукционной посуды.

Для оптимального отклика и низкого тепловыделения внутри катушки убедитесь, что провод бифилярной катушки сделан из множества тонких медных жил вместо одной сплошной проволоки.

Таким образом, это становится рабочей катушкой кухонной посуды, теперь концы этой катушки просто нужно объединить с согласующим конденсатором и совместимой сетью частотного драйвера, как показано на следующем рисунке:

Проектирование H-моста Схема последовательного резонансного драйвера

До сих пор информация должна была просветить вас относительно того, как сконфигурировать простую индукционную посуду или конструкцию индукционной варочной панели, однако наиболее важной частью конструкции является то, как резонировать конденсаторную сеть катушки (контур резервуара) в наиболее оптимальный диапазон, чтобы схема работала на наиболее эффективном уровне.

Для того чтобы цепь катушки / емкости конденсатора (LC-цепь) работала на их уровне резонанса, необходимо, чтобы индуктивность катушки и емкость конденсатора были идеально согласованы.

Это может произойти только тогда, когда реактивное сопротивление обоих аналогов одинаково, то есть реактивное сопротивление катушки (индуктора) и конденсатора примерно одинаковы.

Как только это будет исправлено, можно ожидать, что контур резервуара будет работать на своей собственной частоте, а цепь LC достигнет точки резонанса.Это называется идеально настроенной LC-схемой.

На этом завершаются основные процедуры проектирования контура индукционного нагревателя.

Вы можете спросить, что такое резонанс контура LC. ?? И как это можно быстро рассчитать для выполнения конкретной конструкции индукционного нагревателя? Мы подробно обсудим это в следующих разделах.

Вышеупомянутые абзацы объясняют фундаментальные секреты разработки недорогой, но эффективной индукционной варочной панели в домашних условиях, в следующих описаниях мы увидим, как это можно реализовать, специально рассчитав ее ключевые параметры, такие как резонанс настроенного LC-контура и правильный размер провода катушки для обеспечения оптимальной пропускной способности тока.

Что такое резонанс в LC-цепи индукционного нагревателя

Когда конденсатор в настроенной LC-цепи на мгновение заряжается, конденсатор пытается разрядить и сбросить накопленный заряд по катушке, катушка принимает заряд и сохраняет заряд в виде магнитного поля. Но как только конденсатор разряжен в процессе, катушка вырабатывает почти эквивалентное количество заряда в виде магнитного поля, и теперь она пытается заставить его вернуться внутрь конденсатора, хотя и с противоположной полярностью.

Изображение предоставлено:

Википедия

Конденсатор снова вынужден заряжаться, но на этот раз в противоположном направлении, и как только он полностью заряжен, он снова пытается опустошиться через катушку, и это приводит к в обмене заряда в виде колебательного тока через LC-сеть.

Частота этого колебательного тока становится резонансной частотой настроенного LC-контура.

Однако из-за собственных потерь вышеуказанные колебания со временем затухают, а частота и заряд через некоторое время заканчиваются.

Но если разрешено поддерживать частоту через внешний частотный вход, настроенный на тот же самый уровень резонанса, то это может гарантировать постоянный эффект резонанса, индуцируемый через LC-контур.

На резонансной частоте мы можем ожидать, что амплитуда напряжения, колеблющегося в LC-цепи, будет на максимальном уровне, что приведет к наиболее эффективной индукции.

Следовательно, мы можем подразумевать, что для реализации идеального резонанса в сети LC для конструкции индукционного нагревателя нам необходимо обеспечить следующие важные параметры:

1) Настроенная цепь LC

2) И частота согласования для поддержания резонанс LC-контура.

Это можно рассчитать по следующей простой формуле:

F = 1 ÷ x √LC

, где L - в Генри, а C - в Фарадах

Если вы не хотите идти Из-за хлопот расчета резонанса резервуара LC катушки по формуле гораздо более простым вариантом может быть использование следующего программного обеспечения:

Калькулятор резонансной частоты LC

Или вы также можете построить этот измеритель угла наклона сетки для определения и установки резонанса частота.

Как только резонансная частота определена, пора настроить полную мостовую ИС на эту резонансную частоту, выбрав подходящим образом временные компоненты Rt и Ct. Это может быть выполнено методом проб и ошибок путем практических измерений или с помощью следующей формулы:

Для расчета значений Rt / Ct можно использовать следующую формулу:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, где Rt - в Омах и Ct в Фарадах.

Использование последовательного резонанса

В концепции индукционного нагревателя, обсуждаемой в этом посте, используется последовательный резонансный контур.

Когда используется последовательный резонансный LC-контур, у нас есть последовательно соединенные индуктор (L) и конденсатор (C), как показано на следующей схеме.

Общее напряжение В , приложенное к последовательному LC, будет суммой напряжения на катушке индуктивности L и напряжения на конденсаторе C. Ток, протекающий через систему, будет равен току, протекающему через L и компоненты C.

V = VL + VC

I = IL = IC

Частота приложенного напряжения влияет на реактивные сопротивления катушки индуктивности и конденсатора.По мере увеличения частоты от минимального значения до более высокого значения индуктивное реактивное сопротивление XL индуктора будет пропорционально увеличиваться, но XC, то есть емкостное реактивное сопротивление, будет уменьшаться.

Однако, когда частота увеличивается, будет конкретный случай или порог, когда величины индуктивного реактивного сопротивления и емкостного реактивного сопротивления будут просто равны. Этот экземпляр будет резонансной точкой серии LC, и частота может быть установлена ​​как резонансная частота.

Следовательно, в последовательном резонансном контуре резонанс будет возникать, когда

XL = XC

или, ωL = 1 / ωC

, где ω = угловая частота.

Оценка значения ω дает:

ω = ωo = 1 / √ LC, которая определяется как резонансная угловая частота.

Подставляя это в предыдущее уравнение, а также конвертируя угловую частоту (в радианах в секунду) в частоту (Гц), в конечном итоге получаем:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Расчет сечения провода для рабочей катушки индукционного нагревателя

После того, как вы рассчитали оптимизированные значения L и C для контура резервуара индукционного нагревателя и оценили точную совместимую частоту для схемы драйвера, пришло время вычислить и зафиксируйте текущую пропускную способность рабочей катушки и конденсатора.

Поскольку ток в конструкции индукционного нагревателя может быть существенно большим, этот параметр нельзя игнорировать, и его следует правильно назначить цепи LC.

Использование формул для расчета размеров провода для индукционного размера провода может быть немного сложным, особенно для новичков, и именно поэтому на этом сайте было включено специальное программное обеспечение для того же самого, которое любой заинтересованный любитель может использовать для измерения размера провод подходящего размера для вашей индукционной варочной панели.

О Swagatam

Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Как сделать схему контроллера нагревателя мощностью 25 А, 1500 Вт

В этой статье мы попытаемся понять, как сделать схему контроллера простого нагревателя мощностью 1500 Вт при силе тока 25 А с использованием обычной схемы диммерного переключателя на основе симистора

Симисторы без демпфера

Управляющие нагреватели мощностью до 1500 Вт требуют строгих технических требований к блоку управления для безопасного и эффективного выполнения запланированных операций. С появлением усовершенствованных демпферных симисторов и диодов создание контроллеров нагревателей на значительном уровне ватт сегодня стало относительно проще.

Здесь мы изучаем простую, но вполне подходящую конфигурацию, которую можно использовать для создания схемы контроллера нагревателя мощностью 1500 Вт.

Давайте разберемся в данной принципиальной схеме со следующими пунктами:

Как работает контроллер переменного тока симистора / диаак

Схема довольно стандартна, так как проводка очень похожа на те, которые обычно используются в обычных схемы переключателя регулятора освещенности.

Можно увидеть стандартные настройки симистора и диака для реализации основного переключения симистора.

Диак - это устройство, которое переключает ток между собой только после того, как на нем достигается определенная заданная разность потенциалов.

Следующие сетевые резисторы и конденсаторы, связанные с диаком, выбраны так, чтобы они позволяли диакому работать только до тех пор, пока синусоида остается ниже определенного уровня напряжения.

Как только синусоида пересекает указанный выше уровень напряжения, диак прекращает работу и симистор выключается.

Так как в этом случае нагрузка или нагреватель включены последовательно с симистором, нагрузка также отключается и включается в соответствии с симистором.

Указанная выше проводимость симистора только для указанного участка кривой входного синусоидального напряжения приводит к выходу через симистор, в котором переменный ток разделен на более мелкие участки, в результате чего общее среднеквадратичное значение результирующего падения до более низкого значения в зависимости от значений соответствующих резисторов и конденсаторов вокруг диак.

Горшка, показанная на рисунке, используется для управления нагревательным элементом, который запускает описанную выше процедуру. Чем больше сопротивление, тем дольше конденсатор заряжается и разряжается, что, в свою очередь, продлевает срабатывание пары диак / симистор.

Это удлинение удерживает симистор и нагрузку выключенными на более длинном участке синусоидальной кривой переменного тока, что приводит к соответственно более низкому среднему напряжению на нагревателе, а температура нагревателя остается на стороне более холодной.

И наоборот, когда потенциометр настроен на более низкое сопротивление, конденсатор заряжается и разряжается с большей скоростью, что делает указанный выше цикл быстрым, что, в свою очередь, поддерживает средний период переключения симистора на более высокой стороне, что приводит к более высокому среднему напряжению. к обогревателю.Нагреватель теперь выделяет больше тепла из-за повышенного среднего напряжения, возникающего на нем через симистор.

Принципиальная схема

Управление через Arduino Pwm

Вышеупомянутое простое управление переключателем диммера 220 В также может быть эффективно реализовано с использованием внешнего источника ШИМ Arduino с помощью простого метода, показанного ниже:

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Смотрите также