DIY Güçlü İndüksiyon Isıtıcı: 12 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

İndüksiyonlu ısıtıcılar, metal nesneleri, özellikle de demirli metalleri ısıtmanın kesinlikle en verimli yollarından biridir. Bu indüksiyonlu ısıtıcının en iyi yanı, ısıtılacak nesne ile fiziksel bir temas kurmanıza gerek olmamasıdır.

Çevrimiçi olarak çok sayıda indüksiyonlu ısıtıcı kiti var, ancak indüksiyonlu ısıtmanın temellerini öğrenmek ve tam olarak en üst düzey gibi görünen ve çalışan bir tane inşa etmek istiyorsanız, o zaman bu talimata devam edin, çünkü size bir indüksiyonun nasıl yapıldığını göstereceğim. ısıtıcı çalışır ve malzemenizi kendiniz için profesyonel gibi görünen bir tane inşa etmek için tedarik edebilirsiniz.

Başlayalım…

Adım 1: İndüksiyonla Isıtmanın Arkasındaki Konsept

Biri indüksiyonla ısıtma olan birden fazla metal ısıtma yöntemi vardır. Yöntemin adından da anlaşılacağı gibi, elektriksel indüksiyon kullanılarak malzeme içinde ısı üretilir.

Elektrik indüksiyonu, etrafındaki manyetik alan sürekli değiştiği için malzeme içinde gerçekleşir, bu da bobinin içine yerleştirilen malzeme içinde girdap akımlarının indüklenmesine neden olur. Böylece anında ısınmaya neden olur ve etki, manyetik kuvvetlere daha yüksek tepkisi nedeniyle demirli metallerde en belirgindir.

Wikipedia'da daha derinlemesine bir genel bakış elde edebilirsiniz:

en.wikipedia.org/wiki/Induction_heating

Adım 2: Baskılı Devre Kartı ve Bileşenleri

Doğru Akım nedeniyle indüksiyon bobininde üretilen manyetik alan Sabit Manyetik Alan olduğundan, bize indüksiyon üretmeye yetmeyen 12v DC çıkış veren bir pil/güç kaynağı kullanacağım. Dolayısıyla buradaki görev, bu DC voltajını, böylece endüksiyon üretecek olan Alternatif Akım'a dönüştürmektir.

Bu yüzden yaklaşık 20 KHz frekansında kare dalgaya sahip AC çıkış üreten bir Osilatör devresi tasarladım. Devre, akımı sık sık alternatif yönde değiştirmek için dört IRF540 N-Kanal mosfet kullanır. Daha büyük miktarda akımı güvenli bir şekilde işlemek için her kanalda bir çift mosfet kullandım.

Daha yüksek miktarda akımla uğraşacağımız için, perfboard kesinlikle güvenilir ve elbette düzgün bir seçenek değil. Bu yüzden baskılı devre kartı olan çok güvenilir bir seçenek ile gitmeye karar verdim. Bu pahalı bir seçenek gibi gelebilir ama aklımda bu düşünceyle JLCPCB.com ile karşılaştım.

Bu adamlar olağanüstü fiyatlarla yüksek kaliteli PCB sunuyor. Endüksiyonlu ısıtıcı için 10 PCB sipariş ettim ve bu adamlar ilk sipariş olarak tüm bunları kapıda nakliye maliyeti dahil olmak üzere sadece 2 $ 'a sunuyorlar.

Resimlerde de göreceğiniz gibi kalite birinci sınıftır. Bu yüzden web sitelerini kontrol ettiğinizden emin olun.

Adım 3: PCB Siparişi

PCB sipariş etme süreci oldukça basittir. İlk önce jlcpcb.com'u ziyaret etmelisiniz. Anında fiyat teklifi almak için yapmanız gereken tek şey PCB'ler için Gerber dosyanızı yüklemek ve yükleme işlemi tamamlandıktan sonra aşağıdaki seçenekten geçebilirsiniz.

Bu adımda PCB için Gerber dosyasını da ekledim, bu yüzden kontrol ettiğinizden emin olun.

Adım 4: Tamamlayıcı Parçalar

Dirençler ve birkaç diyot içeren küçük tamamlayıcı parçalarla PCB montajına başladım.

R1, R2 10k dirençlerdir. R3 ve R4, 220Ohm dirençlerdir.

D1 ve D2, UF4007 diyotlarıdır (UF, Ultra Fast anlamına gelir), patlayacakları için bunları 1N4007 diyotlarla değiştirmeyin. D3 ve D4, 1N821 zener diyotlarıdır.

Doğru bileşeni doğru yere yerleştirdiğinizden ve diyotları PCB üzerinde gösterildiği gibi doğru yönde yerleştirdiğinizden emin olun.

Adım 5: MOSFET'ler

Büyük miktarda akım tahliyesini idare etmek için N-Kanal MOSFET'leri kullanmaya karar verdim. Her iki tarafta bir çift IRF540N MOSFET kullandım. Her biri 100 Vds'de ve 33 Amper'e kadar sürekli akım tahliyesine sahiptir. Bu endüksiyonlu ısıtıcıya 15VDC ile güç vereceğimiz için, 100 Vds fazla öldürme gibi gelebilir, ancak aslında bu, yüksek hızlı anahtarlama sırasında üretilen ani artışların bu limitlere kolayca sıçrayabileceğinden değil. Daha da yüksek Vds derecelendirmesi ile gitmek çok daha iyi.

Fazla ısıyı dağıtmak için her birine alüminyum ısı emiciler ekledim.

Adım 6: Kondansatörler

Kapasitörler, indüksiyonla ısıtma durumunda yaklaşık 20KHz'de önerilen istenen bir çıkış frekansını korumak için önemli bir rol oynar. Bu çıkış frekansı, indüksiyon ve kapasitansın birleşiminin bir sonucudur. Böylece, arzu ettiğiniz kombinasyonu hesaplamak için bir LC frekans hesaplayıcısı kullanabilirsiniz.

Daha fazla kapasitansa sahip olmak iyidir, ancak çıkış frekansını 20KHz'e yakın bir yerde almamız gerektiğini daima unutmayın.

Bu yüzden WIMA MKS 400VAC 0.33uf polar olmayan kapasitörlerle gitmeye karar verdim. Aslında bu kapasitörler için daha yüksek voltaj değeri bulamadım, bu yüzden daha sonra şiştiler ve bunları 800VAC'de işaretli diğer polar olmayan kapasitörlerle değiştirmek zorunda kaldım.

Paralel bağlı iki tane var.

Adım 7: İndüktörler

Yüksek akım indüktörleri bulmak zor olduğu için kendim yapmaya karar verdim. Aşağıdaki boyutlara sahip eski bilgisayar hurdalarından bazı eski ferrit çekirdeğim var:

Dış çap: 30mm

İç çap: 18mm

Genişlik: 13mm

Tam boyutta bir ferrit çekirdek elde etmek gerekli değildir, ancak buradaki amaç, yaklaşık 100 Mikro Henry endüktansı sağlayabilen bir çift indüktör elde etmektir. Bunun için bobinleri her biri 30 tur olacak şekilde sarmak için 1,2 mm yalıtımlı bakır tel kullandım. Bu konfigürasyon, gerekli endüktansı üretmek için tabi tutulur. Çekirdek ile tel arasında daha fazla boşluk olması önerilmediğinden, sarımları mümkün olduğunca sıkı yaptığınızdan emin olun.

İndüktörleri sardıktan sonra, PCB'ye lehimlenmeye hazır olmaları için yalıtımlı kaplamaları telin her iki ucundan çıkardım.

Adım 8: Soğutma Fanı

MOSFET'lerden gelen ısıyı azaltmak için, bir miktar sıcak tutkal kullanarak alüminyum soğutucuların hemen üzerine bir 12v PC fanı monte ettim. Fan daha sonra giriş terminallerine bağlanır, böylece endüksiyonlu ısıtıcıya her güç verdiğinizde, MOSFET'leri soğutmak için fanlar otomatik olarak açılır.

Bu indüksiyon ısıtıcıya 15VDC besleme kullanarak güç vereceğim için voltajı güvenli sınıra düşürmek için 10 OHM 2watt'lık bir direnç ekledim.

Adım 9: Çıkış Bobini için Konnektörler

Çıkış bobinini indüksiyonlu ısıtma devresine bağlamak için bir açılı taşlama kullanarak PCB üzerinde bir çift kapak yaptım. Daha sonra, çıkış terminalleri için pinlerini kullanmak üzere bir XT60 Konnektörünü parçaladım. Bu pimlerin her biri, çıkış bakır bobininin içine oturmasını sağlar.

Adım 10: İndüksiyon Bobini

İndüksiyon bobini, klimalarda ve buzdolaplarında yaygın olarak kullanılan 5 mm çapında bir bakır boru kullanılarak yapılır. Çıkış bobinini mükemmel bir şekilde sarmak için çapı yaklaşık bir inç olan bir karton rulo kullandım. Çıkış mermi konektörlerine tam olarak uyacak şekilde bir bobin genişliği oluşturan bobine 8 tur verdim.

Bobini sabırla sardığınızdan emin olun, çünkü boruyu bükerek içinde bir çukur oluşmasına neden olabilirsiniz. Ayrıca bobini sarmayı bitirdikten sonra, arka arkaya iki dönüşün duvarları arasında temas olmadığından emin olun.

Bu bobin için 3 fit bakır boruya ihtiyacınız var.

Adım 11: Güç Kaynağı

Bu indüksiyonlu ısıtıcıya güç sağlamak için 15v için derecelendirilmiş ve 130 Ampere kadar akım sağlayabilen bir sunucu güç kaynağı kullanacağım. Ancak, araba aküsü veya PC güç kaynağı gibi herhangi bir 12v kaynağı kullanabilirsiniz.

Girişi doğru polariteye bağladığınızdan emin olun.

Adım 12: Nihai Sonuçlar

Bu indüksiyon ısıtıcıyı 15v'de çalıştırdığımda, bobinin içine herhangi bir şey yerleştirmeden yaklaşık 0,5 Amper akım çekiyor. Test çalışması için tahta bir vida taktım ve aniden ısınıyormuş gibi kokmaya başladı. Akım çekişi de artmaya başlar ve vida bobine tam olarak takıldığında yaklaşık 3 amper akım çeker gibi görünür. Sadece bir dakika içinde kızarır.

Daha sonra bobinin içine bir tornavida soktum ve indüksiyon ısıtıcısı, 15v'de yaklaşık 5 amper akım çekişi ile onu kırmızı sıcaklığa kadar ısıttı, bu da 75 watt'a kadar indüksiyon ısıtması anlamına geliyor.

Genel olarak indüksiyonla ısıtma, demirli bir metal çubuğu verimli bir şekilde ısıtmanın iyi bir yolu gibi görünmektedir ve diğer yöntemlere kıyasla daha az tehlikelidir.

Bu ısıtma yöntemini kullanarak yapılabilecek pek çok yararlı şey vardır.

Bu projeyi beğendiyseniz, daha fazla gelecek proje için youtube kanalımı ziyaret etmeyi ve abone olmayı unutmayın.

www.youtube.com/channel/UCC4584D31N9RuQ-aE…

Saygılarımızla.

kendin yap kral