INDUCTION HEATING

Попробуем собрать в этой ветке всевозможные прикладные работы, так или иначе связанные с левитацией расплавленного металла в переменном магнитном поле.
==================================
Одна из ранних и очень интересных работ на эту тему - получение порошков металлов и их соединений (в частности, оксидов) левитационно-струйным методом Гена-Миллера. Это российская разработка, которую сделали сотрудники Института химической физики АН СССР М.Я.Ген и А.В.Миллер еще в начале 60-х годов прошлого века. Картинка их реактора (одного из первых) - во вложении. Картинка взята из статьи "Получение ультрадисперсных порошков металлов, сплавов, соединений металлов методом Гена–Миллера", в которой рассказана история этой разработки от тех времен до наших дней...

Суть метода Гена–Миллера заключается в получении ультрадисперсных порошков металлов и их соединений путем испарения металла из расплавленной капли, подвешенной в переменном магнитном поле. Непрерывный процесс организуется за счет подачи металла в испаряющуюся каплю в виде проволоки. Левитация испаряющегося жидкого металла позволяет обеспечить необходимую чистоту продукта. Почитайте - интересно.

А вот одна из современных работ на эту тему:
Получение наноразмерных частиц алюминия левитационно-струйным методом и исследование их распределения по размерам

сергей Владимирович можете дать примерные параметры катушки для ЛП как у вас на видио для инвертора по вашей 7 схеме.
побывал один грамм алюминия летает плавится но тока как нагреется падает.(инвертор работает в жестком режиме.)
Я так понял чтоб поместить алюминий в катушку нужно её настроить пустую на резонанс кагда ана сама себя плавит?
регулятор частоты ПДМ пробовал с фапч с обратной связью у меня она настраивается на 135 кгц.

Сегодня развлекался с электромагнитным дутьём - первый шажок к левитационной плавке.
Орлята учатся летать... тьфу - железки учатся летать

PS. На самом деле - это определённая проблема. Нам надо мелкие заготовки греть - а они, сволочи, берут и улетают...

Если находится не по центру катушки, то будет прыгать. Ближе к центру меньше прыгает, зависает. Аналогично прыгало у меня, когда тоже ставил разные железячки на подставке с низу катушки. Потом всеже прижал куском штукатурки и расплавил. Штукатурка сплавилась с металлом, остекленела.

Ага, у меня тоже подставочка чуть выше центра, вот шайбы наверх и прыгают. В центре не прыгают, но когда плавление начинается - расплав выдувает и наверх, и вниз. А мне фиксация на подставке нужна (там куча датчиков внутри). Ужос.

Наверное придётся делать многовитковый индуктор с двумя противовитками (один наверху, другой внизу). Тогда железяка будет в центре висеть и не дёргаться.

Сделай многовитковый с немного меньшим диаметром крайних витков. Плотность поля в середине будет меньше.

Кстати да, можно попробовать. Интересно, а делают ли для левитационной плавки индукторы с сужающимися с обеих сторон витками, шарообразные, двухконусные и т п. Или эффективен только индуктор с противовитком?
По идее, класть заготовку в конический индуктор с противовитком удобнее, но крокозябистый противовиток делать тяжелее, чем просто намотать трубку, пусть и на оправку неравномерного диаметра? Так что шарообразные индукторы имеют право быть.


http://fotki.yandex.ru/users/fanatnauki/view/918664/

В шарообразном индукторе не учитывается масса заготовки. Если заготовка на подставке, как в твоем кино, то нормально должно быть. Индуктор с противовитком в основном работает на выталкивание, чем компенсирует массу заготовки и лиш немного центрует и удерживает заготовку сверху с помощью дополнительного противовитка.

Хочу поднять в воздух шарик от подшипника Ø 1см.

Алюминиевая болванка такого размера летает нормально. Сталь ШХ15 в три раза тяжелее, разумеется уже не летает.
Электромагнитные силы, по идее, возрастают квадратично силе тока индуктора, т.е. ток надо будет увеличить в 1.7 раза.

В книжке Фогеля (https://yadi.sk/i/Jn_Q8Wf63NyqCv) поднимали даже вольфрам, в 7 раз тяжелее, на 40 киловаттах в лодочном индукторе.

прежде чем заняться полетами во сне и наяву - проштудируй Слухотского "установки индукционного нагрева" - там расписана проблематика нагрева сталей и особенно глубину проникновения тока и процесс нагрев/намагничивание...
и не забывай - холодная железяко притягивается к индуктору....

Алюминий на фапч летает шикарно. Если без фапч расплавленная капля дергалась, аки вошь, то с фапч висит почти неподвижно. Если бы не треклятые китайские конденсаторы, успел бы заснять.

Вот такая литейка есть:
https://www.averon.ru/catalog/Litey__us ... siya_art/#
плавка идет почти левитационная.

Товарищи, как думаете, заработает такая схема? Хочу поднять шарик от подшипника.

Громоздко, но потихоньку, платка за платкой. Согласующий трансформатор увеличивать придется, батарею охлаждать или набирать побольше.

https://yadi.sk/i/2fX66Go_pxkJVg

А левитационной плавкой в холодном тигле кто-нибудь занимался?

такой?
https://www.averon.ru/catalog/Litey__us ... rsiya_art/
или похожей
https://www.interdent-bg.com/uputstva/VACUUMCAST90.pdf

Нет, типа такой
[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=fB5At2XRpvI[/youtube]
Гуглить по cold crusible induction
Тигель тут медный, разрезанный на лепестки которые внутри активно водой охлаждается. Днище тигля образует замкнутый виток, который выпирает расплав вверх и создает условия левитации. На фильме еще видно, что тигель стоит внутри кварцевой трубы с защитной атмосферой.

Товарищи, почему индуктор для левитации делают именно коническим? Убывающую плотность поля можно сделать и на обычном конусе с переменным шагом витков. Потенциальная ямка даже аккуратнее получается, в коническом жидкую каплю растягивает в форме волчка.

можно и цилиндрическую с равномерным шагом и без противовитка. Я плавил. Тогда люминь будет как яйцо. Магнитное поле будет втягивать в центр индуктора, а гравитация будет тянуть к земле. В результате плавка проходит во второй четверти индуктора снизу.. Если кусок алюминия маленький и находится снизу на подставке вне индуктора, то при подаче поля он пролетает через индуктор вверх. Стреляет кКак гауссган.

А алюминий втягивает? У меня железные шайбы только выталкивало.

это на Нобелевку..

Не ну правда, вот же вышвыривает
https://www.youtube.com/watch?v=Eas41_f7kSg
https://www.youtube.com/watch?v=ftmc_WZWZgg

Или как, ферромагнетики выталкиваются, а все остальные втягиваются?

надо добавить один, или несколько витков чтобы получить энергетическую яму. В приведенных картинках состояние неустойчивое.
Если взять просто пластиковую трубу, намотать на неё провод. Запитать напряжением и поместить в трубу стержень то он затянется в трубу так, то от центра будут одинаковые расстояния до концов стержня.

Что-то я запутался. Вот же товарищ Фогель суёт индуктор в расплав. Алюминий отталкивается от индуктора, а не облепляет его.
Заготовка выталкивается из зоны большого поля в зону маленького поля. В центре соленоида поле, разумеется, больше, чем на концах, значит и выталкивать должно из соленоида.
Какого черта железный сердечник в электромагнитном реле втягивается вовнутрь?

Пытался подвесить гайку. Ни в какую. Хотя здоровый кусок латуни с намного большей массой и плотностью летает за милу душу.
Что за чертовщина?

Как вариант - ферромагнетик втягивается в катушку. Но гайка уже красная, точка Кюри давно пройдена.

ты не учел величину тока в гайке и его форму
у стали намного больше сопротивление а значит токи внутри металла намного меньше
хочешь шоп летала - увеличивай мощность в 5 крат

Спасибо, Фулюган

Кстати интересно - когда гайка холодная, они при пролёте липнет к нижнему витку. Когда нагреется - пролетает свободно.

плотность алюминия 2.7 сопротивление 2.7Е-8
стали 7.9 сопротивление 13.0Е-8
(7.9/2.7)*(13/2.7)= 14
требуемое увеличение мощности для левитации стального шарика

Дык у меня латунь летает. Плотность 8.7 , сопротивление 7

(7.9/8.7)*(13/7)= 1.7 Чуть газку поддать, и полетит.

Кубриков
а хочешь падляну на все выходные????

изготовь пустотелый шарик из мягкого ЛИСТОВОГО железа диаметром 15-20 мм
просто изготовить две полусферы методом чеканки - они не будут идеальными
а потом сварить полусферы - полуавтоматом в любой автомастерской

или - конец конца - купи бубенчики
тока дырки тож нуна позаваривать

Поставил транзисторы STW88N65M5, 80 амперные, только они низкочастотные. Разогнал до 60 кГц (хотя может и 200 кГц выдержат, надо попробовать).

Алюминий летает, но плавиться не хочет. Хотя потребляемый ток 24 ампера.

SPP20N60C3 при токе 13А плавили болванку отлично, и достаточно быстро. Но там была частота 400 кГц.

Вот с чем это связано? Скин-слой на низкой частоте слишком тонкий? И болванка остывает быстрее, чем нагревается?

Наоборот, скин-слой слишком толстый стал, аж толще заготовки.
Добротность контура выросла, и бОльшая часть мощности гоняется в индукторе по кругу,
разогревая индуктор. КПД резко упал. Энергии в алюминии стало недостаточно для его расплавления.

изготовитель дает до 100кгц
но по оценке "тормозов" - можно до 150 кгц разогнать

Фулюган, а где изготовитель пишет частоту? Там параметр какой-то есть? В упор не могу найти.

Вот, кстати, на 60 кГц вполне плавит и медь, и латунь, и алюминий. Но там двухвитковый индуктор, ток в два раза выше (одновитковый не плавит).

А в коническом индукторе 6 витков и один противовиток. Почему не плавит?

Ну во-первых, верхние витки большого диаметра, и заготовка висит далеко от индуктора.

Во-вторых, осмелюсь предположить, при большом числе витков падает вольт на виток, и мощность получается маленькая, хоть ток и большой.
Наверное существует оптимальное число витков для данного размера заготовки.

вольт- виток падает, а наведенный в алюминии ампервиток растет.
в итоге: (V/w)*(A*W)= V*A=P (ничего не изменилось... )
Для Плавки индуктор должен иметь как можно меньше зазор и снизу иметь 1-2 выступающих витка.
Можете проверить. Я, как разработчик литеек для стоматологов, прошел через через все эти опыты..

Фулюган, ну вот глядите. Складываем все времена, удваиваем (ибо период - это туда плюс сюда), добавляем по одной микросекунде дедтайма на каждый полупериод, получаем частоту 400 кГц, а не 100.
Где я ошибаюсь?

E-nic, что такое выступающие витки? Противовитки что ли?

Нет. Это значит что заготовка должна быть опущена в индуктор не до "дна" индуктора.
Максимальная амплитуда индукции в индукторе в центре. Тепло идет конвективно вверх.
Если взять заготовку по длине индуктора и в тигле симметрично (центр индуктора совпадает с центром заготовки)
Но сначала расплавится, как ни странно, верхняя часть, она начнет стекать, потом плавится центральная часть. и только потом нижняя. При этом расплавленный металл уже кипит, из него выгорают присадки, а нижняя часть только только начинает плавиться. Поэтому тигель до дна не опускают..и дно находится на уровне 1го витка..
Это я про стоматологические литейки..

максимальная напряженность поля как раз не в центре а возле внутренней стороны индуктора - нелинейная
если интересно - расчеты есть в учебниках типа "расчет индуктивности катушек различной формы"

но это для особолюбознательных

Имелось ввиду в центре не по круглому сечению, а по длине, и да.. еще зависит от свойств сердечника.
Для примера, если не делать противовитка в индукторе, а поместить его аккуратно, то он повиснет в центре.

Обычно не виснет, а выплевывает немагнитный металл с индуктора, если хватит сил, то обычно вверх, или вниз, во всяком случае у меня так вел немагнитный металл в индукторе. А виток создает потенциальную яму, там и металл и болтается.
Это надо почитать теорию у гауссостроителей. Немагнитный металл - выплевывает с центра катушки , магнитный металл- тянет в центр, там целая система, что бы прекратить ток через дроссель, пока предмет не дошел до середины.

Да, так оно и есть, если металл лежит снизу индуктора, то его втягивает в центр, он ускоряется и вылетает сверху. И наоборот.
Если металл положить снизу индуктора на подставку и плавно повышать мощности, то, конце концов, в он втянется в центр и там повиснет.
Или сразу на большой мощности положить его в центр.
А противовиток, да, он предназначен для создания "ямы".
Но не захотелось его мотать и я пробовал плавку в обычном индукторе
https://www.averon.ru/catalog/Litey__us ... ulkan_art/

Как думаете, если смотать пару витков с шестивиткового индуктора, поднимет ли это ток и поможет поднять шарик от подшипника 10мм или гайку?



На двухвитковом индукторе шарик приподнимает и выбрасывает, значит силы у установки хватить должно.