Како дизајнирати круг индукционог грејача

Чланак објашњава корак по корак упутства у вези са дизајнирањем сопственог домаћег основног круга индукционог грејача, који се такође може користити као индукциона плоча за кување.

Основни концепт индукционог грејача

Можда сте на мрежи наишли на многе самосталне кругове индукционих грејача, али изгледа да нико није решио кључну тајну увођења савршеног и успешног дизајна индукционих грејача. Пре него што сазнате ову тајну, било би важно знати основни концепт рада индукционог грејача.

Индукциони грејач је уствари изузетно 'неефикасан' облик електричног трансформатора и та неефикасност постаје његова главна предност.

Знамо да у електричном трансформатору језгро мора бити компатибилно са индукованом фреквенцијом, а када постоји неусаглашеност између фреквенције и материјала језгра у трансформатору, то резултира производњом топлоте.

У основи ће трансформатор са гвозденим језгром захтевати нижи опсег фреквенције око 50 до 100 Хз, а како се ова фреквенција повећава, језгро може показивати тенденцију да се пропорционално загрева. То имплицира, ако се фреквенција повећа на много виши ниво, може бити и преко 100кХз, то би резултирало стварањем екстремне топлоте у језгру.

Да, управо се то дешава са системом индукционог грејања где плоча за кување делује попут језгре и зато је састављена од гвожђа. А индукциони калем је подвргнут високој фреквенцији, што заједно резултира стварањем сразмерно интензивне количине топлоте на посуди. Будући да је фреквенција оптимизована на знатно високом нивоу, осигурава се максимална могућа топлота на металу.

Сада наставимо и научимо важне аспекте који су можда потребни за пројектовање успешног и технички исправног круга индукционог грејача. Следећи детаљи ће то објаснити:

Шта ће вам требати

Две основне ствари потребне за израду било ког индукцијског посуђа су:

1) Бифиларни калем.

2) Коло генератора подесиве фреквенције

Већ сам разговарао о неколико кругова индукционих грејача на овој веб страници, можете их прочитати у наставку:

Круг соларног индукционог грејача

Круг индукционог грејача помоћу ИГБТ-а

Једноставни круг индукционог грејача - круг штедњака са врућом плочом

Мали круг индукционог грејача за школски пројекат

Свим горњим везама су заједничке две горе наведене ствари, то јест имају радну завојницу и ступањ осцилатора возача.

Дизајнирање радне завојнице

За дизајнирање индукционог посуђа, радна завојница треба да буде равне природе, стога мора бити двочланог типа са својом конфигурацијом, као што је приказано доле:

Горе наведени дизајн бифиларне завојнице може се ефикасно применити за израду вашег домаћег индукционог посуђа.

За оптималан одзив и ниско стварање топлоте у калему, побрините се да је жица бифиларног калема израђена од много танких нити бакра уместо од једне пуне жице.

Дакле, ово постаје радна завојница посуђа, сада крајеви ове завојнице једноставно треба да се интегришу са одговарајућим кондензатором и компатибилном мрежом покретача фреквенције, као што је приказано на следећој слици:

Пројектовање круга резонантних покретачких склопова серије Х-Бридге

До сада су вас информације требале осветлити у вези са конфигурацијом једноставног индукционог посуђа или дизајна индукционе плоче, међутим најкритичнији део дизајна је како резонирати мрежу кондензатора калема (круг резервоара) у најоптималнији опсег тако да коло ради на најефикаснијем нивоу.

Омогућавање рада круга резервоара завојнице / кондензатора (ЛЦ круг) на њиховом нивоу резонанције захтева да се индуктивитет калема и капацитивност кондензатора савршено подударају.

То се може догодити само када су реактанција оба колега идентична, тј. Реактанца калема (индуктора) и кондензатора су приближно једнаке.

Једном када се ово поправи, можете очекивати да круг резервоара ради на својој природној фреквенцији и да ЛЦ мрежа достигне тачку резонанције. Ово се назива савршено подешен ЛЦ круг.

Овим су завршени основни поступци пројектовања круга индукционог грејача

Можда се питате шта је резонанција ЛЦ кола. ?? И како се то може брзо израчунати за довршавање одређеног дизајна индукционог грејача? О томе ћемо детаљно разговарати у следећим одељцима.

Горњи пасуси објаснили су основне тајне развоја нискоценовне, а ефикасне индукцијске плоче за кување код куће, у следећим описима видећемо како се то може применити посебно израчунавањем њених кључних параметара као што су резонанца његовог подешеног ЛЦ кола и тачне димензије жица завојнице за обезбеђивање оптималног капацитета за руковање струјом.

Шта је резонанца у кругу ЛЦ индукционог грејача

Када се кондензатор у подешеном ЛЦ колу на тренутак напуни, кондензатор покушава да испразни и баци нагомилани набој преко завојнице, завојница прихвата наелектрисање и складишти набој у облику магнетног поља. Али чим се кондензатор празни у том процесу, завојница развија готово еквивалентну количину наелектрисања у облику магнетног поља и сада покушава да је присили да врати у кондензатор, мада са супротним поларитетом.

Слика љубазношћу:

Википедиа

Кондензатор је поново присиљен да се пуни, али овај пут у супротном смеру, и чим се потпуно напуни, поново покушава да се испразни преко завојнице, што резултира међусобним дељењем наелектрисања у облику осцилирајућа струја кроз ЛЦ мрежу.

Фреквенција ове осцилирајуће струје постаје резонантна фреквенција подешеног ЛЦ кола.

Међутим, услед инхерентних губитака, горе поменуте осцилације временом изумиру и фреквенције, наелектрисања се након неког времена завршавају.

Али ако је фреквенцији дозвољено да се одржава преко спољног фреквенцијског улаза, подешеног на исти ниво резонанције, то би могло осигурати индукцију трајног резонантног ефекта кроз ЛЦ круг.

На резонантној фреквенцији можемо очекивати да амплитуда напона који осцилира кроз ЛЦ круг буде на максималном нивоу, што резултира најефикаснијом индукцијом.

Стога можемо имплицирати да за примену савршене резонанције унутар ЛЦ мреже за дизајн индукционог грејача морамо осигурати следеће кључне параметре:

1) Подешени ЛЦ круг

2) И одговарајућа фреквенција за одржавање резонанције ЛЦ кола.

Ово се може израчунати помоћу следеће једноставне формуле:

Ф = 1 ÷ 2π Икс √ЛЦ

где је Л у Хенрију, а Ц у Фараду

Ако не желите да пролазите кроз муке око израчунавања резонанције ЛЦ резервоара завојнице помоћу формуле, много једноставнија опција би могла бити употреба следећег софтвера:

ЛЦ калкулатор резонантних фреквенција

Или можете и да направите ово Грид дип метер за идентификовање и подешавање фреквенције резонанције.

Једном када се утврди резонантна фреквенција, време је да поставите ИЦ пуног моста са овом резонантном фреквенцијом одговарајућим одабиром Рт и Цт временских компоненти. То се може постићи неким покушајима и грешкама путем практичних мерења или путем следеће формуле:

За израчунавање вредности Рт / Цт може се користити следећа формула:

ф = 1 / 1.453 к Рт к Цт где је Рт у Охм-у и Цт у Фарадима.

Коришћење серијске резонанце

Концепт индукционог грејача о коме се говори у овом посту користи серијски резонантни круг.

Када се користи серијски резонантни ЛЦ круг, имамо индуктор (Л) и кондензатор (Ц) спојене у серију, као што је приказано на следећем дијаграму.

Укупни напон В. примењен на серију ЛЦ биће збир напона на индуктивитету Л и напона на кондензатору Ц. Струја која протиче кроз систем биће једнака струји која тече кроз Л и Ц компоненте.

В = ВЛ + ВЦ

И = ИЛ = ИЦ

Учесталост примењеног напона утиче на реактанције индуктора и кондензатора. Како се фреквенција повећава са минималне на већу вредност, индуктивна реактанца КСЛ индуктора пропорционално ће се повећавати, али ће се смањити КСЦ која је капацитивна реактанса.

Међутим, док се фреквенција повећава, постојаће одређена инстанца или праг када ће величине индуктивне реактанције и капацитивне реактанције бити једнаке. Ова инстанца ће бити резонантна тачка серије ЛЦ, а фреквенција се може поставити као резонантна фреквенција.

Због тога ће се у серијском резонантном колу резонанца појавити када

КСЛ = КСЦ

или, ωЛ = 1 / ωЦ

где је ω = угаона фреквенција.

Проценом вредности ω добијамо:

ω = ωо = 1 / √ ЛЦ, која је дефинисана као резонантна угаона фреквенција.

Заменом овог у претходној једначини и претварањем угаоне фреквенције (у радијанима у секунди) у фреквенцију (Хз), коначно добијамо:

фо = ωо / 2π = 1 / 2π√ ЛЦ

фо = 1 / 2π√ ЛЦ

Израчунавање величине жице за радну завојницу индукционог грејача

Након што израчунате оптимизоване вредности Л и Ц за круг резервоара индукционог грејача и процените тачну компатибилну фреквенцију за погонски круг, време је да израчунате и поправите тренутни капацитет руковања радном завојницом и кондензатором.

Будући да струја укључена у дизајн индукционог грејача може бити знатно велика, овај параметар се не може занемарити и мора бити правилно додељен ЛЦ колу.

Коришћење формула за израчунавање величина жица за индукциону величину жице може бити мало тешко, посебно за новопридошле, и управо је зато на овој веб локацији омогућен посебан софтвер за исту који сваки заинтересовани хоби може користити за димензионишите жицу праве величине за ваше индукционо коло плоче за кухање.