Kaip suprojektuoti indukcinio šildytuvo grandinę

Straipsnyje paaiškinama nuosekli pagrindinio indukcinio šildytuvo grandinės, kuri taip pat gali būti naudojama kaip indukcinė kaitlentė, projektavimas.

Pagrindinė indukcinio šildytuvo koncepcija

Galbūt internete susidūrėte su daugeliu „pasidaryk pats“ indukcinių šildytuvų grandinių, tačiau atrodo, kad niekas nepadarė esminės paslapties, susijusios su tobulo ir sėkmingo indukcinio šildytuvo dizaino įgyvendinimu. Prieš žinant šią paslaptį, svarbu žinoti pagrindinę indukcinio šildytuvo darbo koncepciją.

Indukcinis šildytuvas iš tikrųjų yra ypač „neefektyvi“ elektros transformatoriaus forma, ir šis neefektyvumas tampa pagrindine jo naudinga savybe.

Mes žinome, kad elektriniame transformatoriuje šerdis turi būti suderinama su indukuotu dažniu, o kai transformatoriuje yra dažnio ir šerdies medžiagos nesuderinamumas, tai generuoja šilumą.

Iš esmės geležiniam šerdies transformatoriui reikės mažesnio dažnių diapazono, maždaug nuo 50 iki 100 Hz, ir padidėjus šiam dažniui, šerdis gali rodyti tendenciją proporcingai įkaisti. Tai reiškia, kad jei dažnis bus padidintas iki daug didesnio lygio, jis gali būti didesnis nei 100 kHz, tai sukeltų didelę šilumą šerdyje.

Taip, būtent taip atsitinka su indukcinio šildytuvo sistema, kai kaitlentė veikia kaip šerdis ir todėl yra pagaminta iš geležies. Indukcinė ritė yra veikiama aukšto dažnio, o kartu inde susidaro proporcingai intensyvus šilumos kiekis. Kadangi dažnis yra optimizuotas esant aukštam lygiui, užtikrinama maksimali įmanoma šiluma ant metalo.

Dabar tęskime ir sužinokime svarbius aspektus, kurių gali prireikti kuriant sėkmingą ir techniškai teisingą indukcinio šildytuvo grandinę. Toliau paaiškinta tai:

Ko jums reikės

Du pagrindiniai dalykai, reikalingi indukcinių indų statybai, yra šie:

1) Dvipusė ritė.

2) Reguliuojama dažnio generatoriaus grandinė

Aš jau aptariau keletą indukcinių šildytuvų grandinių šioje svetainėje, jas galite perskaityti žemiau:

Saulės indukcinio šildytuvo grandinė

Indukcinio šildytuvo grandinė naudojant IGBT

Paprasta indukcinio šildytuvo grandinė - kaitlentės viryklės grandinė

Maža indukcinio šildytuvo grandinė mokyklos projektui

Visos pirmiau nurodytos jungtys turi pirmiau minėtus du dalykus, ty jie turi darbo ritę ir vairuotojo osciliatoriaus pakopą.

Darbo ritės projektavimas

Kuriant indukcinius indus, darbo ritė turėtų būti plokščio pobūdžio, todėl ji turi būti dviejų tipų su savo konfigūracija, kaip parodyta žemiau:

Aukščiau pateiktą dvigubą ritės tipo dizainą galima veiksmingai įgyvendinti gaminant naminius indukcinius indus.

Norėdami užtikrinti optimalų atsaką ir mažą šilumos susidarymą ritėje, įsitikinkite, kad dvigubos ritės viela yra pagaminta naudojant daug plonų vario vijų, o ne vieną vientisą vielą.

Taigi, tai tampa indų darbo ritė, dabar šios ritės galus tiesiog reikia integruoti su atitinkamu kondensatoriumi ir suderinamu dažnio tvarkyklių tinklu, kaip parodyta šiame paveiksle:

„H-Bridge“ serijos rezonansinių vairuotojų grandinių projektavimas

Iki šiol informacija turėjo jus aptarti, kaip sukonfigūruoti paprastą indukcinę indą ar indukcinės kaitlentės dizainą, tačiau svarbiausia projekto dalis yra tai, kaip rezonuoti ritės kondensatorių tinklą (bako grandinę) iki optimaliausio diapazono, kad grandinė veikia efektyviausiu lygiu.

Norint, kad ritės / kondensatoriaus bako grandinė (LC grandinė) veiktų jų rezonanso lygyje, reikia visiškai suderinti ritės induktyvumą ir kondensatoriaus talpą.

Tai gali atsitikti tik tada, kai abiejų partnerių reaktyvumas yra identiškas, tai yra ritės (induktoriaus) ir kondensatoriaus reaktyvumas yra maždaug vienodas.

Kai tai bus išspręsta, galite tikėtis, kad rezervuaro grandinė veiks natūraliu dažniu, o LC tinklas pasieks rezonanso tašką. Tai vadinama tobulai sureguliuota LC grandine.

Tai užbaigia pagrindines indukcinio šildytuvo grandinės projektavimo procedūras

Jums gali būti įdomu, kas yra LC grandinės rezonansas.? Kaip tai greitai apskaičiuoti, norint užbaigti konkretų indukcinio šildytuvo dizainą? Mes išsamiai aptarsime tai tolesniuose skyriuose.

Ankstesnėse pastraipose buvo paaiškintos pagrindinės mažų, tačiau efektyvių indukcinių kaitlentių kūrimo namuose paslaptys. Toliau pateiktuose aprašymuose pamatysime, kaip tai galima įgyvendinti, specialiai apskaičiuojant svarbiausius parametrus, tokius kaip jos sureguliuotos LC grandinės rezonansas ir teisingas ritės laidas, užtikrinantis optimalų srovės apdorojimo pajėgumą.

Kas yra rezonansas indukcinio šildytuvo LC grandinėje

Kai kondensatorius sureguliuotoje LC grandinėje akimirksniu įkraunamas, kondensatorius bando iškrauti ir išmesti sukauptą krūvį ant ritės, ritė priima krūvį ir kaupia krūvį magnetinio lauko pavidalu. Tačiau kai tik kondensatorius išsikrauna šiame procese, ritė sukuria beveik lygiavertį krūvį magnetinio lauko pavidalu ir dabar bando tai priversti atgal į kondensatorių, nors ir priešingai.

Vaizdo mandagumas:

Vikipedija

Kondensatorius vėl priverstas įkrauti, tačiau šį kartą priešinga kryptimi, ir kai tik jis visiškai įkraunamas, jis vėl bando ištuštinti visą ritę, ir tai lemia pirmyn ir atgal įkrovos pasidalijimą. svyruojanti srovė per LC tinklą.

Šios svyruojančios srovės dažnis tampa sureguliuotos LC grandinės rezonanso dažniu.

Tačiau dėl būdingų nuostolių aukščiau minėti svyravimai ilgainiui išnyksta, o dažnis, po kurio laiko, visi baigiasi.

Bet jei leidžiama, kad dažnis būtų palaikomas per išorinį dažnio įėjimą, sureguliuotą tame pačiame rezonanso lygyje, tai galėtų užtikrinti nuolatinį rezonanso efektą, sukeliamą visoje LC grandinėje.

Esant rezonanso dažniui, galime tikėtis, kad per LC grandinę svyruojančios įtampos amplitudė bus maksimali, todėl bus efektyviausia indukcija.

Todėl galime reikšti, kad norint sukurti tobulą rezonansą LC tinkle, norint sukurti indukcinio šildytuvo konstrukciją, turime užtikrinti šiuos esminius parametrus:

1) Sureguliuota LC grandinė

2) ir atitinkantis dažnis, palaikantis LC grandinės rezonansą.

Tai galima apskaičiuoti naudojant šią paprastą formulę:

F = 1 ÷ 2π x √LC

kur L yra Henrike, o C - Farade

Jei nenorite patirti variklio LC rezervuaro rezonanso apskaičiavimo per formulę, daug paprasčiau galite naudoti šią programinę įrangą:

LC rezonansinio dažnio skaičiuoklė

Arba jūs taip pat galite tai sukurti Tinklelio panardinimo matuoklis rezonanso dažnio nustatymui ir nustatymui.

Nustačius rezonanso dažnį, laikas nustatyti viso tilto IC su šiuo rezonanso dažniu, tinkamai pasirinkus Rt ir Ct laiko komponentus. Tai gali būti padaryta atliekant keletą bandymų ir klaidų, atliekant praktinius matavimus, arba pagal šią formulę:

Rt / Ct vertėms apskaičiuoti galima naudoti šią formulę:

f = 1 / 1,453 x Rt x Ct, kur Rt yra omuose ir Ct Faraduose.

Naudojant serijos rezonansą

Šiame įraše aptartoje indukcinio šildytuvo koncepcijoje naudojama nuoseklioji rezonansinė grandinė.

Kai naudojama nuoseklioji rezonansinė LC grandinė, turime nuosekliai sujungtus induktorius (L) ir kondensatorių (C), kaip parodyta šioje diagramoje.

Bendra įtampa V taikoma visoje serijoje LC bus įtampa per induktorių L ir įtampa kondensatoriuje C. Sistema, tekanti per sistemą, bus lygi srovei, tekančiai per L ir C komponentus.

V = VL + VC

I = IL = IC

Pritaikytos įtampos dažnis turi įtakos induktoriaus ir kondensatoriaus reaktyvumui. Didinant dažnį nuo minimalios vertės iki didesnės, induktoriaus induktyvusis reaktyvumas XL proporcingai padidės, tačiau XC, kuris yra talpinis reaktyvumas, sumažės.

Tačiau kol dažnis didinamas, bus tam tikras atvejis ar slenkstis, kai indukcinio reaktyvumo ir talpinio reaktyvumo dydžiai bus lygūs. Šis egzempliorius bus serijos LC rezonansinis taškas, o dažnį galima nustatyti kaip rezonansinį dažnį.

Todėl nuoseklioje rezonansinėje grandinėje rezonansas atsiras, kai

XL = XC

arba ωL = 1 / ωC

kur ω = kampinis dažnis.

Įvertinę ω vertę, gauname:

ω = ωo = 1 / √ LC, kuris apibrėžiamas kaip rezonansinis kampinis dažnis.

Pakeisdami tai ankstesnėje lygtyje ir konvertuodami kampinį dažnį (radianais per sekundę) į dažnį (Hz), galiausiai gauname:

fo = ωo / 2π = 1 / 2π√ LC

fo = 1 / 2π√ LC

Indukcinio šildytuvo darbo ritės vielos dydžio apskaičiavimas

Apskaičiavus optimizuotas indukcinio šildytuvo bako grandinės L ir C vertes ir įvertinus tikslų suderinamą vairuotojo grandinės dažnį, atėjo laikas apskaičiuoti ir nustatyti dabartinę darbo ritės ir kondensatoriaus tvarkymo galią.

Kadangi indukcinio šildytuvo konstrukcijoje esanti srovė gali būti iš esmės didelė, negalima ignoruoti šio parametro ir jis turi būti teisingai priskirtas LC grandinei.

Naudojant formules, norint apskaičiuoti laidų dydžius indukcinių laidų dydžiui, gali būti šiek tiek sunku, ypač naujokams, ir būtent todėl šioje svetainėje buvo įjungta speciali to paties programinė įranga, kurią gali naudoti bet kuris susidomėjęs mėgėjas. išmatuokite tinkamo dydžio laidą jūsų indukcinės viryklės grandinei.