INDUCTION HEATING

День добрый! Мужики, нужен совет. Задача такая: есть емкость из нержавейки 1000х600мм, нужно ее нагреть индукцией до 400-500С (пиролизная печь будет, газ и нихром не подходят). Индуктор собираюсь сделать из медной трубки. Питание от сети через сварочный трансформатор с регулировкой тока по первичке. Рабочая частота 50Гц. Для начала сымитировал индуктор медным кабелем. 68 витков дали почти 2 миллиГн. Расчет рез.частоты дает емкость - 5000мкФ. В итоге такая схема: подаю переменку 50Гц на первичку транса через "диммер". Вторичка параллельно контуру подсоединена. Батарея из пленочных конденсаторов на 5000мкФ (на такую частоту, как понимаю, можно и с большим т.у. потерь). Что может быть не так?
П.С.
Общая мощность будет где-то на 5кВт

Результат пока чисто теоретический. А по-существу что-то можно сказать?

Результат пока чисто теоретический. А по-существу что-то можно сказать?

День добрый! Мужики, нужен совет. Задача такая: есть емкость из нержавейки 1000х600мм, нужно ее нагреть индукцией /газ и нихром не подходят).
Расчет рез.частоты дает емкость - 5000мкФ. Батарея из пленочных конденсаторов на 5000мкФ
. Что может быть не так?

Да, конденсаторы и медная трубка влетят в копеечку. Зато - надежность.
П.С.

А если в к.контур последовательно включить дроссель на трансформаторном железе, чтобы повысить его индуктивность и тем самым уменьшить необходимую величину емкости кондеров? Правильно понимаю, что как только ток к.контура превысит ток насыщения сердечника дросселя, резонансная частота уйдет вверх? или что произойдет?

П.П.С.
А если индуктор просто включить последовательно с дросселем (та же первичка понижающего транса)? Понятно что сдвиг фаз из-за некомпенсированной индукции и все такое. Но для чего-то же делают трансы из листового железа.

полипропилен

это упаковочная пленка тонкая такая в рулонах продается?

Полипропиленовый изолятор даст аналог К78-2 с тангенсом 0.0004
Полистереновый (полиэтилентерефтолатнай) изолятор даст аналог К73-17 с тангенсом 0.004, что в 10 раз хуже.
Для индукционок в диапазоне 1-500 кГц полипропилену нет равных.

Использование тока промышленной частоты для питания ИТП представляется на первый взгляд наиболее рациональным с точки зрения экономии средств, так как не требует затрат, связанных с приобретением преобразователя частоты и с потерями энергии при его работе. Однако с электротехнической точки зрения имеются ограничения по использованию тока промышленной частоты для ИТП. Кроме того, использование токов повышенной частоты позволяет улучшить показатели плавки и, в частности, увеличить её производительность, уменьшить угар металла.

Для уяснения связи свойств садки тигля и необходимой частоты питающего тока воспользуемся выводами теории индукционного нагрева и четырьмя формулами, которые будут приведены без вывода.

В течение продолжительного периода плавки (от расплавления шихты и до выпуска металла) загрузка тигля представляет собой сплошное металлическое тело близкое по форме к цилиндру. В теории индукционного нагрева показано, что толщина поверхностного слоя , в котором циркулируют вихревые токи, зависит от удельного электрического сопротивления металла , его относительной магнитной проницаемости и частоты тока . Эта величина, называемая глубиной проникновения тока, определяется по формуле:



Из формулы видно, что с увеличением частоты тока глубина проникновения уменьшается. Расплавы с низким электрическим сопротивлением (на основе меди и алюминия) характеризуются меньшей глубиной проникновения тока, чем чугуны и стали. Важно отметить, что при нагреве магнитных сталей и чугунов глубина проникновения тока в них увеличивается примерно в 10 раз при переходе через точку Кюри (730…760 оС в зависимости от марки сплава). Это объясняется тем, что относительная магнитная проницаемость ферромагнетиков при этом уменьшается от 100 до 1.

Расчеты, подтверждённые практикой, показывают, что для получения удовлетворительного К.П.Д. индукционного нагрева диаметр нагреваемого цилиндра должен превышать глубину проникновения не менее чем 4…5 раз, т.е.

dц ≥(4…5).ΔЭ (2.12)

Принято считать, что в этом случае система индуктор-садка работает в области ярко выраженного поверхностного эффекта, т.е. в нагреваемом теле существует поверхностный токонесущий слой и сердцевина, величиной тока, в которой можно пренебречь. Если это условие не выполняется электромагнитные волны проходят через металлическое тело, не вызывая его существенного нагрева.

Это явление используется в конструкции сердечников трансформаторов, которые в отличие от шихты не должны разогреваться. Поэтому сердечники выполняются не сплошными, а сборными из пластин, толщина которых, много меньше глубины проникновения тока. Пластины сердечников электрически изолируют друг от друга лаком или путём фосфатации пластин.

Пользуясьсоотношениями (2.11) и (2.12), определим минимальный диаметр тигля чугуноплавильной печи, работающей на токе промышленной частоты 50Гц. Для этого в формулу (2.11) подставим значения электромагнитных характеристик жидкого чугуна:

жидкого чугуна =1,1 .10-6 Ом.м и относительную магнитную проницаемость =1; а также частоту тока =50 Гц.

При этом глубина проникновения будет равна 0,081м или 81мм. Следовательно, минимальный диаметр тигля печи промышленной частоты согласно (12.2) должен быть: ≥ (4…5). 81 = 324…405 мм. Выполнение этого условия обеспечивает возможность перегрева жидкого металла в печи с минимальным, приемлемым К.П.Д.

Все-таки подскажите, вот я сделал индуктор, например, с внутренним диаметром 500мм и индуктивностью 4мГн (допустим 90 витков в три слоя), повесил на него 2500мкФ емкости (чтобы рез. частота была в пределах 50Гц) и накачиваю в к.контур энергию из сети через тиристор.

Я знаю , что это не лучшая микросхема, но я ее даже не покупал, взял из донора. R0 это делитель для подстройки токовой защиты, я его пока даже не впаивал. Частота 50кГц, точно как на доноре. Снаббер тоже от туда. Там схема была навороченная, обратная связь через оптопару. Я пошарил по интернету, почитал, и слепил нечто попроще. Обмотка связи у меня 9В , 14В-7 витков. Особо времени разбираться с ним не было, включил, покрутил, и пока не хрена не понял, он БП на работе , я дома, маракую. Может где то канец с началом перепутал?

Спасибо derba, я тоже такую схемку видел, завтра попробую. Погонял сейчас БП, полет нормальный, нагружал 3А , ширина импульса близка к 50%, на 3 ноге импульсы где то 0,8В. Тянет и 5А, но радиатор у меня мал, начинает сильно греться. Причем греется сильнее от диода. Напряжения по 14 В и 5В. Конечно стабилизация не очень, но для питания аппаратуры пойдет. Завтра, Бог даст доработаю, и покажу.

У обратноходов особенность:нагружаем одну обмотку, на другой, не нагруженной обмотке повышается напряжение. Иногда значительно, до 10% (например, было 5в. стало 5,5в, и зависит от качества намотки, чем меньше трансформаторная связь. тем этот эффект проявляется сильнее). И модель это показывает. Почему так, мне не ясно.