Κατασκευάζουμε μηχανές συγκόλλησης με τα χέρια μας

Οδηγίες κατασκευής

Σχεδιαγράμματα

Για την κατασκευή του κλιβάνου θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά και εργαλεία:

• κόλλα μετάλλων;
• σανίδα textolite.
• μίνι τρυπάνι.
• ραδιοστοιχεία.
• θερμοαγώγιμη πάστα.
• χημικά αντιδραστήρια για χάραξη σανίδων.

Πρόσθετα υλικά και τα χαρακτηριστικά τους:

1. Για να φτιάξετε ένα πηνίο
   , το οποίο θα εκπέμπει ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο απαραίτητο για τη θέρμανση, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε ένα κομμάτι χάλκινου σωλήνα με διάμετρο 8 mm και μήκος 800 mm.
2. Ισχυρά τρανζίστορ ισχύος
   είναι το πιο ακριβό μέρος μιας οικιακής επαγωγικής εγκατάστασης. Για να τοποθετήσετε το κύκλωμα γεννήτριας συχνότητας, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε 2 τέτοια στοιχεία. Για τους σκοπούς αυτούς, τα τρανζίστορ των εμπορικών σημάτων είναι κατάλληλα: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Στην κατασκευή του κυκλώματος, χρησιμοποιούνται 2 πανομοιότυπα από τα αναφερόμενα τρανζίστορ πεδίου.
3. Για την κατασκευή ταλαντευτικού κυκλώματος
   θα χρειαστείτε κεραμικούς πυκνωτές χωρητικότητας 0,1 mF και τάση λειτουργίας 1600 V. Για να σχηματιστεί εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής ισχύος στο πηνίο απαιτούνται 7 τέτοιοι πυκνωτές.
4. Κατά τη λειτουργία μιας τέτοιας επαγωγικής συσκευής
   , τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου θα ζεσταθούν πολύ και εάν δεν είναι συνδεδεμένα καλοριφέρ από κράμα αλουμινίου, τότε μετά από λίγα δευτερόλεπτα λειτουργίας στη μέγιστη ισχύ, αυτά τα στοιχεία θα αποτύχουν. Η τοποθέτηση τρανζίστορ σε ψύκτρες πρέπει να γίνεται μέσω ενός λεπτού στρώματος θερμικής πάστας, διαφορετικά η απόδοση μιας τέτοιας ψύξης θα είναι ελάχιστη.
5. Διόδους
   , που χρησιμοποιούνται σε επαγωγικό θερμαντήρα, πρέπει να είναι εξαιρετικά γρήγορης δράσης. Οι πιο κατάλληλες για αυτό το κύκλωμα, δίοδοι: MUR-460; UV-4007; HER-307.
6. Αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα 3:
   10 kOhm με ισχύ 0,25 W - 2 τεμ. και ισχύς 440 ohm - 2 watt. Δίοδοι Zener: 2 τεμ. με τάση λειτουργίας 15 V. Η ισχύς των διόδων zener πρέπει να είναι τουλάχιστον 2 watt. Ένα τσοκ για σύνδεση στις εξόδους ισχύος του πηνίου χρησιμοποιείται με επαγωγή.
7. Για να τροφοδοτήσετε ολόκληρη τη συσκευή, θα χρειαστείτε μια μονάδα τροφοδοσίας με χωρητικότητα έως και 500 W. και τάση 12 - 40 V.
   Μπορείτε να τροφοδοτήσετε αυτήν τη συσκευή από μια μπαταρία αυτοκινήτου, αλλά δεν θα μπορείτε να λάβετε τις υψηλότερες μετρήσεις ισχύος σε αυτήν την τάση.

Η ίδια η διαδικασία κατασκευής μιας ηλεκτρονικής γεννήτριας και πηνίου διαρκεί λίγο χρόνο και πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά:

1. Από χάλκινο σωλήνα
   φτιάχνεται σπείρα διαμέτρου 4 εκ. Για να γίνει σπείρα θα πρέπει να τυλιχτεί ένας χάλκινος σωλήνας σε μια ράβδο με επίπεδη επιφάνεια διαμέτρου 4 εκ. Η σπείρα να έχει 7 στροφές που δεν πρέπει να εφάπτονται. Οι δακτύλιοι στερέωσης συγκολλούνται στα 2 άκρα του σωλήνα για σύνδεση με τα θερμαντικά σώματα τρανζίστορ.
2. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος κατασκευάζεται σύμφωνα με το σχήμα.
   Εάν είναι δυνατή η παροχή πυκνωτών πολυπροπυλενίου, τότε λόγω του γεγονότος ότι τέτοια στοιχεία έχουν ελάχιστες απώλειες και σταθερή λειτουργία σε μεγάλα πλάτη διακυμάνσεων τάσης, η συσκευή θα λειτουργεί πολύ πιο σταθερά. Οι πυκνωτές στο κύκλωμα είναι εγκατεστημένοι παράλληλα, σχηματίζοντας ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα με ένα πηνίο χαλκού.
3. Θέρμανση μετάλλων
   εμφανίζεται μέσα στο πηνίο, αφού το κύκλωμα συνδεθεί σε τροφοδοτικό ή μπαταρία. Κατά τη θέρμανση του μετάλλου, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει βραχυκύκλωμα των περιελίξεων του ελατηρίου. Εάν αγγίξετε το θερμαινόμενο μέταλλο 2 στροφές του πηνίου ταυτόχρονα, τότε τα τρανζίστορ αποτυγχάνουν αμέσως.

Παράγοντες που οδηγούν σε αστοχία του μετατροπέα συγκόλλησης

Καταστάσεις που μπορεί να προκαλέσουν αστοχία μετατροπέα ή να οδηγήσει σε παραβιάσεις στο έργο του, μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριους τύπους:

• σχετίζεται με λανθασμένη επιλογή τρόπου συγκόλλησης.
• που προκαλείται από αστοχία εξαρτημάτων της συσκευής ή από λανθασμένη λειτουργία τους.

Η μέθοδος εντοπισμού δυσλειτουργίας μετατροπέα για επακόλουθη επισκευή περιορίζεται στη διαδοχική εκτέλεση τεχνολογικών λειτουργιών, από την απλούστερη έως την πιο περίπλοκη. Οι τρόποι με τους οποίους εκτελούνται τέτοιοι έλεγχοι και ποια είναι η ουσία τους καθορίζονται συνήθως στις οδηγίες για τον εξοπλισμό.

Συνήθεις δυσλειτουργίες μετατροπέων, αιτίες και λύσεις

Εάν οι συνιστώμενες ενέργειες δεν οδηγήσουν στα επιθυμητά αποτελέσματα και η λειτουργία της συσκευής δεν αποκατασταθεί, τις περισσότερες φορές αυτό σημαίνει ότι η αιτία της δυσλειτουργίας πρέπει να αναζητηθεί στο ηλεκτρονικό κύκλωμα. Οι λόγοι για την αποτυχία των μπλοκ και των μεμονωμένων στοιχείων του μπορεί να είναι διαφορετικοί. Παραθέτουμε τα πιο συνηθισμένα.

• Η υγρασία έχει διεισδύσει στο εσωτερικό της μονάδας, η οποία μπορεί να προκύψει εάν η μονάδα εκτεθεί σε βροχόπτωση.
• Στα στοιχεία του ηλεκτρονικού κυκλώματος έχει συσσωρευτεί σκόνη, γεγονός που οδηγεί σε παραβίαση της πλήρους ψύξης τους. Η μέγιστη ποσότητα σκόνης εισέρχεται στους μετατροπείς όταν λειτουργούν σε χώρους με πολύ σκόνη ή σε εργοτάξια. Για να αποφευχθεί η εισαγωγή του εξοπλισμού σε τέτοια κατάσταση, το εσωτερικό του πρέπει να καθαρίζεται τακτικά.
• Η υπερθέρμανση των στοιχείων του ηλεκτρονικού κυκλώματος του μετατροπέα και, ως εκ τούτου, η αστοχία τους μπορεί να προκληθεί από μη συμμόρφωση με τον κύκλο λειτουργίας (DU). Αυτή η παράμετρος, η οποία πρέπει να τηρείται αυστηρά, αναφέρεται στο τεχνικό δελτίο δεδομένων του εξοπλισμού.

Ίχνη εισόδου υγρού στο περίβλημα του μετατροπέα

Αγοράστε ανταλλακτικά στο Aliexpress

Αγοράστε τρανζίστορ IRFP250 Αγοράστε δίοδοι UF4007 Αγοράστε πυκνωτές 0,33uf-275v

Οι συσκευές που θερμαίνονται με ηλεκτρισμό και όχι με αέριο είναι ασφαλείς και βολικές. Τέτοιες θερμάστρες δεν παράγουν αιθάλη και δυσάρεστες οσμές, αλλά καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Μια εξαιρετική διέξοδος είναι να συναρμολογήσετε έναν επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια σας. Αυτό εξοικονομεί χρήματα και συμβάλλει στον οικογενειακό προϋπολογισμό. Υπάρχουν πολλά απλά σχήματα σύμφωνα με τα οποία ο επαγωγέας μπορεί να συναρμολογηθεί ανεξάρτητα.

Προκειμένου να καταστεί ευκολότερη η κατανόηση των κυκλωμάτων και η σωστή συναρμολόγηση της δομής, θα ήταν χρήσιμο να εξετάσουμε την ιστορία της ηλεκτρικής ενέργειας. Μέθοδοι θέρμανσης μεταλλικών κατασκευών με ρεύμα ηλεκτρομαγνητικού πηνίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική κατασκευή οικιακών συσκευών - λέβητες, θερμάστρες και σόμπες. Αποδεικνύεται ότι μπορείτε να φτιάξετε έναν λειτουργικό και ανθεκτικό επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια σας.

Η αρχή της λειτουργίας των συσκευών

Η αρχή της λειτουργίας των συσκευών

Ο διάσημος Βρετανός επιστήμονας του 19ου αιώνα Faraday πέρασε 9 χρόνια ερευνώντας για να μετατρέψει τα μαγνητικά κύματα σε ηλεκτρισμό. Το 1931, επιτέλους έγινε μια ανακάλυψη, που ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Η περιέλιξη του σύρματος του πηνίου, στο κέντρο του οποίου υπάρχει ένας μαγνητικός μεταλλικός πυρήνας, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο υπό την ισχύ του εναλλασσόμενου ρεύματος. Υπό τη δράση των ροών δίνης, ο πυρήνας θερμαίνεται.

Η ανακάλυψη του Faraday άρχισε να χρησιμοποιείται τόσο στη βιομηχανία όσο και στην κατασκευή οικιακών κινητήρων και ηλεκτρικών θερμαντήρων. Το πρώτο χυτήριο βασισμένο σε επαγωγέα δίνης άνοιξε το 1928 στο Σέφιλντ. Αργότερα, σύμφωνα με την ίδια αρχή, τα εργαστήρια των εργοστασίων θερμάνθηκαν και για τη θέρμανση του νερού, των μεταλλικών επιφανειών, οι γνώστες συναρμολόγησαν έναν επαγωγέα με τα χέρια τους.

Το σχήμα της συσκευής εκείνης της εποχής ισχύει σήμερα. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι ένας επαγωγικός λέβητας, ο οποίος περιλαμβάνει:

• μεταλλικός πυρήνας?
• πλαίσιο;
• Θερμική μόνωση.

Τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος για την επιτάχυνση της συχνότητας του ρεύματος είναι τα εξής:

• Η βιομηχανική συχνότητα 50 Hz δεν είναι κατάλληλη για οικιακές συσκευές.
• Η απευθείας σύνδεση του επαγωγέα στο δίκτυο θα οδηγήσει σε βουητό και χαμηλή θέρμανση.
• Η αποτελεσματική θέρμανση πραγματοποιείται σε συχνότητα 10 kHz.

Συναρμολόγηση σύμφωνα με σχέδια

Όποιος είναι εξοικειωμένος με τους νόμους της φυσικής μπορεί να συναρμολογήσει έναν επαγωγικό θερμαντήρα με τα χέρια του. Η πολυπλοκότητα της συσκευής θα ποικίλλει ανάλογα με τον βαθμό ετοιμότητας και εμπειρίας του πλοιάρχου.

Υπάρχουν πολλά εκπαιδευτικά βίντεο, μετά τα οποία μπορείτε να δημιουργήσετε μια αποτελεσματική συσκευή. Είναι σχεδόν πάντα απαραίτητο να χρησιμοποιείτε τα ακόλουθα βασικά εξαρτήματα:

• χαλύβδινο σύρμα με διάμετρο 6-7 mm.
• σύρμα χαλκού για τον επαγωγέα.
• μεταλλικό πλέγμα (για να συγκρατεί το σύρμα μέσα στη θήκη).
• προσαρμογείς?
• σωλήνες για το σώμα (από πλαστικό ή χάλυβα).
• μετατροπέας υψηλής συχνότητας.

Αυτό θα είναι αρκετό για να συναρμολογήσετε ένα επαγωγικό πηνίο με τα χέρια σας και είναι αυτή που βρίσκεται στην καρδιά του στιγμιαίου θερμοσίφωνα. Αφού προετοιμαστούν τα απαραίτητα στοιχεία μπορείτε να μεταβείτε απευθείας στη διαδικασία κατασκευής της συσκευής:

• κόψτε το σύρμα σε τμήματα 6-7 cm.
• καλύψτε το εσωτερικό του σωλήνα με ένα μεταλλικό πλέγμα και γεμίστε το σύρμα στην κορυφή.
• ομοίως κλείστε το άνοιγμα του σωλήνα από έξω.
• τυλίξτε χάλκινο σύρμα γύρω από την πλαστική θήκη τουλάχιστον 90 φορές για το πηνίο.
• τοποθετήστε τη δομή στο σύστημα θέρμανσης.
• χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα, συνδέστε το πηνίο στην ηλεκτρική ενέργεια.

Σύμφωνα με έναν παρόμοιο αλγόριθμο, μπορείτε εύκολα να συναρμολογήσετε έναν επαγωγικό λέβητα, για τον οποίο θα πρέπει:

• κόψτε κενά από χαλύβδινο σωλήνα 25 επί 45 mm με τοίχωμα όχι μεγαλύτερο από 2 mm.
• συγκολλήστε τα μεταξύ τους, συνδέοντάς τα με μικρότερες διαμέτρους.
• Συγκολλήστε καλύμματα σιδήρου στα άκρα και τρυπήστε τρύπες για σωλήνες με σπείρωμα.
• φτιάξτε μια βάση για μια επαγωγική σόμπα συγκολλώντας δύο γωνίες στη μία πλευρά.
• τοποθετήστε την εστία στη βάση από τις γωνίες και συνδέστε το στο ρεύμα.
• προσθέστε ψυκτικό στο σύστημα και ενεργοποιήστε τη θέρμανση.

Πολλοί επαγωγείς λειτουργούν με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 2 - 2,5 kW. Τέτοιοι θερμαντήρες είναι σχεδιασμένοι για δωμάτιο 20 - 25 m²

Εάν η γεννήτρια χρησιμοποιείται σε σέρβις αυτοκινήτου, μπορείτε να τη συνδέσετε σε μια μηχανή συγκόλλησης, αλλά είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη ορισμένες αποχρώσεις:

• Χρειάζεστε AC, όχι DC όπως ένας μετατροπέας. Η μηχανή συγκόλλησης θα πρέπει να εξεταστεί για την παρουσία σημείων όπου η τάση δεν έχει άμεση κατεύθυνση.
• Ο αριθμός των στροφών σε ένα σύρμα μεγαλύτερης διατομής επιλέγεται από έναν μαθηματικό υπολογισμό.
• Απαιτείται ψύξη των στοιχείων εργασίας.

Μερικές εικόνες

Αντί για καλοριφέρ χρησιμοποιήθηκαν χάλκινες πλάκες, οι οποίες συγκολλούνται απευθείας στον σωλήνα, αφού σε αυτό το σχέδιο χρησιμοποιείται υδρόψυξη. Κατά τη γνώμη μου αυτή είναι η πιο αποτελεσματική ψύξη, γιατί τα τρανζίστορ ζεσταίνονται καλά και κανένας ανεμιστήρας και σούπερ καλοριφέρ δεν θα τα γλιτώσουν από υπερθέρμανση!

Οι πλάκες ψύξης στην σανίδα είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε ο σωλήνας του πηνίου να περνά μέσα από αυτές. Οι πλάκες και ο σωλήνας πρέπει να συγκολληθούν μεταξύ τους, για αυτό χρησιμοποίησα έναν καυστήρα αερίου και ένα μεγάλο συγκολλητικό σίδερο για τη συγκόλληση καλοριφέρ αυτοκινήτου.

Οι πυκνωτές είναι τοποθετημένοι σε τεστολίτη διπλής όψης, η πλακέτα είναι επίσης κολλημένη στον σωλήνα πηνίου σε ευθεία γραμμή, για καλύτερη ψύξη.

Οι επαγωγείς είναι τυλιγμένοι σε δακτυλίους φερρίτη, προσωπικά τους έβγαλα από τροφοδοτικό υπολογιστή, το σύρμα χρησιμοποιήθηκε σε μόνωση χαλκού.

Ο επαγωγικός θερμαντήρας αποδείχθηκε αρκετά δυνατός, λιώνει πολύ εύκολα ορείχαλκο και αλουμίνιο, λιώνει και σιδερένια μέρη, αλλά λίγο πιο αργά. Δεδομένου ότι χρησιμοποίησα τρανζίστορ IRFP150, σύμφωνα με τις παραμέτρους, το κύκλωμα μπορεί να τροφοδοτηθεί με τάση έως και 30 βολτ, επομένως η ισχύς περιορίζεται μόνο από αυτόν τον παράγοντα. Επομένως, παρόλα αυτά σας συμβουλεύω να χρησιμοποιήσετε το IRFP250.

Αυτό είναι όλο! Παρακάτω θα αφήσω ένα βίντεο με τη λειτουργία του επαγωγικού θερμαντήρα και μια λίστα με ανταλλακτικά που μπορείτε να αγοράσετε στο AliExpress σε πολύ χαμηλή τιμή!

Αρχή της τεχνολογίας επαγωγικής θέρμανσης

Η αρχή της τεχνολογίας επαγωγικής θέρμανσης είναι αρκετά απλή από φυσική άποψη. Ένα πηνίο που σχηματίζεται από έναν αγωγό ρεύματος δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο υψηλής συχνότητας. Με τη σειρά του, ένα μεταλλικό αντικείμενο που τοποθετείται στην εσωτερική περιοχή του πηνίου προκαλεί δινορεύματα. Ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο γίνεται πολύ ζεστό.

Παράλληλα με τον επαγωγέα, κατά κανόνα, ενεργοποιείται μια χωρητικότητα συντονισμού.Αυτό το βήμα γίνεται για να αντισταθμιστεί η επαγωγική φύση του πηνίου. Το κύκλωμα συντονισμού που δημιουργείται από τα στοιχεία πηνίου-πυκνωτή διεγείρεται με τη δική του συχνότητα συντονισμού. Η τιμή του ρεύματος διέγερσης είναι σημαντικά μικρότερη από την τιμή του ρεύματος που διαρρέει τον επαγωγέα.