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ガスではなく電気で加熱する器具は安全で便利です。このようなヒーターは、すすや不快な臭いを発生させませんが、大量の電力を消費します。優れた方法は、自分の手で誘導加熱器を組み立てることです。これはお金を節約し、家計に貢献します。インダクタを個別に組み立てることができる簡単なスキームはたくさんあります。
回路を理解し、構造を正しく組み立てやすくするために、電気の歴史を調べると便利です。電磁コイル電流によって金属構造を加熱する方法は、 家電製品の工業生産 -ボイラー、ヒーター、ストーブ。自分の手で実用的で耐久性のある誘導加熱器を作ることができることがわかりました。
デバイスの動作原理
デバイスの動作原理
有名な19世紀の英国の科学者ファラデーは、磁気波を電気に変換するための研究に9年を費やしました。 1931年に、電磁誘導と呼ばれる発見がついに行われました。中心に磁性金属のコアがあるコイルの巻線は、交流の力の下で磁場を生成します。渦流の作用下で、コアは熱くなります。
ファラデーの発見は、産業と自家製モーターおよび電気ヒーターの製造の両方で使用され始めました。渦インダクタに基づく最初の鋳造所は、1928年にシェフィールドに開設されました。その後、同じ原理に従って、工場の作業場が加熱され、水、金属表面を加熱するために、愛好家は自分の手でインダクターを組み立てました。
当時のデバイスのスキームは今日有効です。 古典的な例は、次のものを含む誘導ボイラーです。
- メタルコア;
- フレーム;
- 断熱。
電流の周波数を加速するための回路の特徴は次のとおりです。
- 50 Hzの産業用周波数は、自家製のデバイスには適していません。
- インダクタをネットワークに直接接続すると、ハムノイズと低加熱が発生します。
- 効果的な加熱は10kHzの周波数で実行されます。
スキームに従った組み立て
物理法則に精通している人なら誰でも、自分の手で誘導加熱器を組み立てることができます。デバイスの複雑さは、マスターの準備と経験の程度によって異なります。
多くのビデオチュートリアルがあり、その後に効果的なデバイスを作成できます。 ほとんどの場合、次の基本コンポーネントを使用する必要があります。
- 直径6〜7mmの鋼線;
- インダクタ用の銅線。
- 金属メッシュ（ケース内にワイヤーを保持するため）;
- アダプター;
- 本体用パイプ（プラスチックまたは鋼製）;
- 高周波インバーター。
これはあなた自身の手で誘導コイルを組み立てるのに十分であり、瞬間給湯器の中心にいるのは彼女です。必要な要素を準備した後 デバイスの製造プロセスに直接進むことができます。
- ワイヤーを6〜7cmのセグメントにカットします。
- パイプの内側を金属メッシュで覆い、ワイヤーを上部まで満たします。
- 同様に、パイプの開口部を外側から閉じます。
- コイルのプラスチックケースに銅線を少なくとも90回巻き付けます。
- 構造を暖房システムに挿入します。
- インバーターを使用して、コイルを電気に接続します。
同様のアルゴリズムによれば、誘導ボイラーを簡単に組み立てることができます。
- 鋼管から25x45 mmのブランクを切り取り、壁の厚さは2mm以下にします。
- それらを一緒に溶接し、それらをより小さな直径で接続します。
- 鉄カバーを端に溶接し、ねじ山付きパイプ用の穴を開けます。
- 片側の2つの角を溶接して、電磁調理器用のマウントを作成します。
- ホブを角からマウントに挿入し、メインに接続します。
- システムにクーラントを追加し、加熱をオンにします。
多くのインダクタは、2〜2.5kW以下の電力で動作します。このようなヒーターは、20〜25㎡の部屋用に設計されています
発電機が自動車サービスで使用される場合、それを溶接機に接続することができますが、特定のニュアンスを考慮することが重要です。
- インバーターのようにDCではなくACが必要です。溶接機は、電圧が直接方向を向いていない点の存在を調べる必要があります。
- より大きな断面のワイヤへの巻き数は、数学的な計算によって選択されます。
- 作動要素の冷却が必要になります。
誘導加熱の原理について
まず、電気誘導加熱器がどのように機能するかを説明しましょう。コイルのターンを通過する交流電流は、コイルの周りに電磁界を形成します。巻線の内側に磁性金属コアを配置すると、電界の影響下で発生する渦電流によって加熱されます。それが全体の原則です。
発熱体自体はインダクターと呼ばれ、設置の主要部分です。下の写真のように、暖房ボイラーでは、冷却剤が内部を流れる鋼管であり、キッチンストーブでは、コンロにできるだけ近いフラットコイルです。
第二部 誘導加熱器-図、電流の周波数を上げます。ポイントは、電圧が 産業用周波数50Hz そのようなデバイスには適していません。インダクタをネットワークに直接接続すると、インダクタは強くハミングし始め、コアと巻線をわずかに暖めます。電気を効果的に熱に変換し、それを金属に完全に伝達するには、周波数を少なくとも10 kHzに上げる必要があります。これは、電気回路が行うことです。
発熱体や電極ボイラーに対する誘導ボイラーの本当の利点は何ですか？
- 水を加熱する部分は、電気化学的プロセスに関与しない単純なパイプです（電極熱発生器のように）。したがって、インダクタの耐用年数はコイルの性能によってのみ制限され、10〜20年に達する可能性があります。
- 同じ理由で、この要素は、水、不凍液、さらにはエンジンオイルなど、あらゆる種類のクーラントと同等に「友だち」であり、違いはありません。
- インダクタの内部は、動作中にスケールで覆われていません。
水を加熱するための誘導装置の長所と短所
デバイスはかなりシンプルなデザインで、使用とインストールを可能にする特別なドキュメントを必要としません。誘導給湯器は、ユーザーにとって高い効率と最適な信頼性を備えています。暖房用のボイラーとして使用する場合は、対流によって水がパイプを流れるため、ポンプを設置する必要もありません（加熱すると、液体は実質的に蒸気に変わります）。
また、このデバイスには他のタイプの給湯器とは異なる多くの利点があります。だから、誘導加熱器：
誘導加熱器では、水が流れるパイプによって水が熱くなり、コイルによって生成される誘導電流によって水が加熱されます。
- 対応するデバイスよりもはるかに安価であるため、このようなデバイスは独立して簡単に組み立てることができます。
- 完全に無音（コイルは動作中に振動しますが、この振動は人には気づかれません）。
- 動作中に振動するため、汚れやスケールが壁に付着しないため、清掃する必要がありません。
- 動作原理により簡単に密閉できる発熱体を備えています。冷却剤は発熱体の内部にあり、エネルギーは電磁場を介してヒーターに伝達されます。接点は必要ありません。したがって、すぐに劣化したり漏れたりする可能性のあるシーリングガム、シール、およびその他の要素は必要ありません。
- 水は通常のパイプで加熱されるため、発熱体とは異なり、劣化したり燃え尽きたりすることはありません。
誘導加熱器のメンテナンスは、ボイラーやガスボイラーよりもはるかに安価であることを忘れないでください。デバイスには、ほとんど故障することのない最小限の部品があります。
膨大な数の利点にもかかわらず、誘導給湯器にはいくつかの欠点があります。
- 所有者にとって最初で最も苦痛なのは電気代です。デバイスは経済的とは言えないので、その使用にはかなりの時間を費やす必要があります。
- 第二に、デバイスは非常に熱くなり、それ自体だけでなく周囲の空間も加熱するため、動作中は熱発生器の本体に触れない方がよいでしょう。
- 第三に、装置は非常に高い効率と熱放散を持っているので、それを使用するときは、必ず温度センサーを取り付けてください。そうしないと、システムが爆発する可能性があります。
誘導型ユニットのメリット
このタイプの家庭用暖房装置の疑いの余地のない利点には、次の特徴があります。
- 効率-電気エネルギーの熱への処理は、大きな損失なしにほぼ完全に行われます。
- 使いやすさ-このタイプのユニットの定期的なメンテナンスは必要ありません。
- コンパクトな寸法-誘導給湯器はサイズが小さく、ほとんどすべての部屋の暖房システムに設置できます。
- 動作中の静粛性-この装置は非常に静かに動作し、動作中にノイズは発生しません。
- 長い耐用年数-誘導ユニットは耐久性があり、30年以上中断することなく機能できます。
- 高い環境性能-デバイスの操作中に有害な排出物が発生することはなく、煙突や換気システムは必要ありません。
多くの人々は、誘導ボイラーは他の家庭用暖房オプションよりもはるかに有益であると考えています。また、発熱体を備えた機器と比較して、これらのユニットの加熱時間はほぼ2倍高速です。液体の絶え間ない循環と振動により、パイプ内や装置内部にスケールが形成されないため、加熱システムのメンテナンスと手入れが大幅に容易になります。
誘導ボイラーの外観
ただし、このタイプのデバイスにはいくつかの欠点もあります。そして、主な欠点は、誘導装置がコストの点で非常に高価であることです。しかし、あなたは自分で家を暖めるためのそのようなヒーターを作ることを試みることができます。
アドバイス。あなたが特定のスキルと技術的知識を持っているなら、あなたはあなた自身の手であなたの家のための誘導加熱器を組み立てることができます。ただし、デバイスの組み立てプロセスを進める前に、そのようなユニットを作成するのはそれほど簡単ではないため、まず、そのようなユニットを作成する際の能力と経験を現実的に評価する必要があります。
自家製デバイスのオプション
インターネット上には、さまざまな目的のために作成された十分な数のさまざまなデザインがあります。 250〜500Wのコンピューター電源から作られた誘導小型ヒーターを取ります。写真に示されているモデルは、アルミニウム、銅、真ちゅう製のロッドを溶かすためのガレージや自動車サービスのマスターに役立ちます。
しかし、暖房には、電力が少ないため、この設計は適していません。インターネットには2つの実際のオプションがあり、そのテストと作業はビデオで撮影されています。
- 溶接インバーターまたは誘導キッチンパネルを動力源とするポリプロピレンパイプで作られた給湯器。
- 同じコンロからの加熱を備えた鋼製ボイラー。
それでは、自分で行う誘導加熱器がどのように作られているのか、そして最も重要なのは、それらがどのように機能するのかを詳しく見てみましょう。
パイプから発熱体を作ります
このトピックに関する情報の検索に密接に携わっている場合は、マスターが人気のあるYouTubeビデオリソースにアセンブリを投稿してから、おそらくこのデザインに出くわしたことでしょう。その後、多くのサイトがこのインダクタの製造のテキストバージョンを段階的な説明の形で投稿しました。簡単に言うと、ヒーターは次のように実行されます。
- 直径40mm、長さ50cmのポリプロピレン製のパイプの中に、皿洗い用の金属製のブラシがあります（ワイヤーを切り刻むことができます-ワイヤーロッド）。それらは磁石に引き付けられる必要があります。
- ネジ山のある枝は、加熱ネットワークに接続するためにパイプにはんだ付けされています。
- 外側では、4〜5本のtextoliteロッドが体に沿って接着されています。断面積1.7〜2mm²のガラス絶縁線を巻いており、変圧器の溶接に使用されています。
- ホブが分解され、「ネイティブ」のフラット形状インダクタが分解されます。代わりに、パイプからの自家製ヒーターが接続されています。
ご想像のとおり、ここでの発熱体の役割は、コイルの交流磁場に配置された金属ブラシによって果たされます。ホブを最大限に動かし、同時に流水を即席のボイラーに通すと、ユニットのテストで示された15〜20°Cまで加熱することができます。
ほとんどの誘導調理器の電力は2〜2.5 kWの範囲にあるため、熱発生器を使用すると、総面積が25m²以下の部屋を暖房することができます。インダクタを溶接機に接続して熱を上げる方法はありますが、ここにはいくつかの問題があります。
- インバーターは直流を生成しますが、交流が必要です。誘導加熱器を接続するには、デバイスを分解して、電圧がまだ整流されていないポイントの図で見つける必要があります。
- 断面積の大きい線を取り、計算により巻数を選択する必要があります。オプションとして、エナメル絶縁の銅線Ø1.5mm。
- エレメントの冷却を調整する必要があります。
著者は、以下のビデオで誘導給湯器の性能チェックを示しています。テストでは、ユニットを改善する必要があることが示されていますが、残念ながら、最終的な結果は不明です。職人がプロジェクトを未完成のままにしたようです。
溶接インバーターから
最も簡単な予算オプションは、溶接インバーターを使用して誘導加熱器を製造することです。
- これを行うには、ポリマーパイプを使用します。その壁は厚くする必要があります。端から2つのバルブを取り付け、配線を接続します。
- パイプに金属線（直径5mm）を充填し、上部バルブを取り付けます。
- 次に、銅線でパイプを90回転させ、インダクターを取得します。発熱体はパイプで、発電機として溶接機を使用しています。
- 機器は高周波ACモードである必要があります。
- 溶接機の極に銅線を接続し、作業を確認します。
インダクターとして機能し、磁場が放射され、渦電流が切断されたワイヤーを加熱し、ポリマーパイプ内で沸騰水を引き起こします。
製造説明書
設計図
図1.誘導加熱器の電気回路図
図2.デバイス。
図3.単純な誘導加熱器のスキーム
炉の製造には、次の材料と工具が必要です。
- はんだごて;
- 半田;
- textoliteボード。
- ミニドリル。
- 放射性元素。
- サーマルペースト。
- ボードエッチング用の化学試薬。
追加 材料とその特徴:
- 加熱に必要な交流磁場を放出するコイルを作るには、直径8mm、長さ800mmの銅管を用意する必要があります。
- 強力なパワートランジスタは、自家製の誘導セットアップの中で最も高価な部分です。周波数発生器回路を取り付けるには、このような要素を2つ用意する必要があります。これらの目的には、次のブランドのトランジスタが適しています。 IRFP-260; IRFP-460。回路の製造では、リストされている電界効果トランジスタと同じものが2つ使用されます。
- 発振回路の製造には、容量0.1mF、動作電圧1600Vのセラミックコンデンサが必要です。コイルに高出力の交流電流を発生させるためには、このようなコンデンサが7個必要です。
- このような誘導デバイスの動作中、電界効果トランジスタは非常に高温になり、アルミニウム合金のラジエーターが取り付けられていない場合、最大電力で数秒間動作した後、これらの要素は故障します。ヒートシンクにトランジスタを配置する場合は、サーマルペーストの薄層を使用する必要があります。そうしないと、このような冷却の効率が最小限になります。
- 誘導加熱器で使用されるダイオードは、超高速動作である必要があります。この回路に最適なダイオード：MUR-460; UV-4007; HER-307。
- 回路3で使用される抵抗器：0.25Wの電力で10kオーム-2個。 440オームの電力-2ワット。ツェナーダイオード：2個動作電圧は15Vです。ツェナーダイオードの電力は少なくとも2ワットである必要があります。コイルの電力出力に接続するためのチョークは、誘導で使用されます。
- デバイス全体に電力を供給するためには、最大500Wの容量の電源ユニットが必要です。車のバッテリーからこのデバイスに電力を供給することはできますが、この電圧で最高の電力測定値を取得することはできません。
電子発電機とコイルを製造するプロセス自体は少し時間がかかり、次の順序で実行されます。
- 銅パイプで直径4cmのスパイラルを作ります。スパイラルを作るには、直径4cmの平らな面のロッドに銅管を巻く必要があります。スパイラルは7回転して接触しないようにする必要があります。 。トランジスタラジエーターに接続するために、取り付けリングがチューブの両端にはんだ付けされています。
- プリント基板はスキームに従って作られています。ポリプロピレンコンデンサを供給することが可能である場合、そのような要素は最小の損失を持ち、電圧変動の大きな振幅で安定した動作をするという事実により、デバイスははるかに安定して動作します。回路内のコンデンサは並列に取り付けられ、銅コイルで発振回路を形成します。
- 金属の加熱は、回路が電源またはバッテリーに接続された後、コイルの内部で発生します。金属を加熱するときは、ばね巻線の短絡がないことを確認する必要があります。コイルの2ターンの加熱された金属に同時に触れると、トランジスタは即座に故障します。
操作機能
自家製ヒーターアセンブリは戦いの半分に過ぎません
同様に重要なのは、結果として得られる構造の正しい操作です。当初、このような各デバイスは、冷却剤の加熱レベルを個別に制御できないため、特定の危険をもたらします。この点で、各ヒーターには特定の改良が必要です。つまり、追加の制御装置と自動装置の設置と接続です。
この点で、各ヒーターには特定の改良が必要です。つまり、追加の制御装置と自動装置の設置と接続です。
まず、パイプの出口には、安全弁、圧力計、空気を抜くための装置など、標準的な安全装置のセットが装備されています。誘導給湯器は、強制的な水循環がある場合にのみ正常に機能することを覚えておく必要があります。重力回路は、要素の過熱とプラスチックパイプの破壊に非常に迅速につながります。
このような状況を回避するために、サーモスタットがヒーターに取り付けられ、緊急停止装置に接続されています。経験豊富な電気技師は、この目的のために、冷却液が設定温度に達すると回路をオフにする温度センサーとリレーを備えたサーモスタットを使用します。
自家製のデザインは、自由な通路の代わりに、ワイヤー粒子の形で水の経路に障害物があるため、効率がかなり低いという特徴があります。それらはパイプをほぼ完全に覆い、油圧抵抗を増加させます。緊急事態では、プラスチックの損傷や破裂が発生する可能性があります。その後、お湯は確実に短絡につながります。通常、これらのヒーターは、寒い季節に追加の暖房システムとして小さな部屋で使用されます。
暖房設備に従来の発熱体の代わりに誘導コイルを使用することで、より少ない電力消費でユニットの効率を大幅に向上させることが可能になりました。さらに、誘導加熱器は比較的最近、かなり高い価格で販売されています。したがって、職人は注意を払わずにこのトピックを離れることはなく、溶接インバーターから誘導加熱器を作る方法を考え出しました。
