O post explica como fazer um pequeno circuito de aquecedor de indução caseiro para laboratórios e lojas para realizar trabalhos de aquecimento em pequena escala, como derreter enfeites ou ferver pequena quantidade de líquidos usando eletricidade ou bateria A ideia foi solicitada pelo Sr. Suni e pelo Sr. naeem
- Objetivos e Requisitos do Circuito
- Nosso desafio é fazer um circuito de indução para uso de 12 V a 24 V com uma espiral plana que consiga ferver meio litro de água no menor tempo possível.
- O objetivo principal é fazer o circuito de indução funcionar, mas existem outros desafios descritos abaixo.
- O recipiente no qual a água deve ferver é de aço inoxidável de parede dupla e é isolado e a distância entre o recipiente externo e o interno onde a indução funciona é de cerca de 5-7 mm.
- Escolhemos a indução para proteger os componentes eletrônicos do calor de uma bobina de aquecimento espiral convencional que é possível quando o tanque é isolado.
- O container externo tem diâmetro de Ø 70 mm e o espaço para os componentes eletrônicos tem 20 mm de altura, então outro desafio é ver se temos espaço para os componentes.
- Em conexão com a fonte de alimentação está conectado um interruptor de inclinação que corta a energia para o circuito de indução no caso de o recipiente ser inclinado 15 graus ou mais. Quando a energia para o circuito de indução é interrompida, isso aciona uma campainha de áudio.
- Além disso, o circuito de indução está conectado a dois termostatos. Um termostato que interrompe a alimentação do circuito de indução quando a água atinge o ponto de ebulição e outro termostato que assume o controle para manter a temperatura da água em cerca de 60 graus – não sei se isso exigirá um circuito programável. Também gostaria de saber se existe algum termostato infravermelho disponível.
- Eu sei que isso é muito de uma vez, mas como mencionado, o objetivo principal é fazer o circuito de indução funcionar. Você pode nos enviar uma lista dos componentes necessários e um diagrama do circuito.
- Ansioso para ouvir de você!
- Atenciosamente Suni Christiansen
- Olá senhor, preciso de um diagrama de circuito de aquecedor de indução para nossa loja, temos uma joalheria de prata
- então eu quero derreter prata e às vezes ouro, mas se você enviar um pequeno circuito com fonte de alimentação sem transformador, isso será bom para mim.
- Eu vi na internet um projeto muito pequeno para aquecedor de indução, mas não consigo encontrar fonte de alimentação tansfomerless, você pode me ajudar se você enviar o projeto de aquecedor de indução e sua fonte de alimentação sem transformador
O design
Em um dos posts anteriores aprendemos o método básico de projetar um circuito de aquecedor de indução personalizado otimizando a ressonância do circuito do tanque LC, aqui vamos aplicar o mesmo conceito e ver como o circuito de aquecedor de indução caseiro proposto pode ser construído para uso em laboratórios e joalherias.
A figura a seguir mostra o design padrão do aquecedor por indução que pode ser personalizado conforme a necessidade do usuário, de acordo com suas preferências individuais.
Diagrama de circuito
Operação do Circuito
Todo o circuito é configurado em torno do popular IC IRS2453 de ponte completa, que de fato torna o projeto de inversores de ponte completa extremamente fácil e infalível. Aqui usamos este IC para fazer um circuito inversor de aquecedor de indução DC para DC.
Como pode ser visto no projeto, o IC emprega nada mais do que 4 mosfets de canal N para implementar a topologia do inversor de ponte completa, além disso, o IC envolve um oscilador embutido e uma rede de bootstrapping garantindo um design extremamente compacto para o circuito do inversor.
A frequência do oscilador pode ser ajustada alterando os componentes Ct e Rt.
A ponte H do mosfet é carregada pelo circuito do tanque LC usando uma bobina bifilar que forma a bobina de trabalho de indução junto com alguns capacitores paralelos.
O IC também incorpora uma pinagem de desligamento que pode ser explorada para desligar o IC e todo o circuito em caso de circunstâncias catastróficas.
Aqui, empregamos uma rede limitadora de corrente usando o transistor BC547 e a configuramos com o pino SD do IC para garantir uma implementação segura e controlada de corrente do circuito. Com esta disposição, o usuário pode experimentar livremente o circuito sem o medo de queimar os dispositivos de energia durante as várias operações de otimização.
Conforme discutido em um dos artigos anteriores, otimizar a ressonância da bobina de trabalho se torna o ponto-chave para qualquer circuito de aquecedor de indução, e aqui também nos certificamos de que a frequência seja ajustada com precisão para permitir a ressonância mais favorável para nosso aquecedor de indução. circuito LC.
Não importa se a bobina de trabalho tem a forma de uma bobina bifilar espiral ou um enrolamento enrolado cilíndrico, desde que a ressonância seja correspondida corretamente, o resultado pode ser o ideal a partir do projeto selecionado.
Como calcular a frequência de ressonância
A frequência de ressonância para o circuito do tanque LC pode ser calculada através da fórmula:
F = 1 / 2π x √LC Onde F é a frequência, L é a indutância da bobina (com carga magnética inserida) e C é o capacitor conectado paralelamente à bobina. Certifique-se de colocar o valor de L em Henry e C em Farad. Alternativamente, você também pode usar este software de calculadora de ressonância para determinar os valores dos vários parâmetros no projeto.
O valor de F pode ser selecionado arbitrariamente, digamos, por exemplo, podemos supor que seja 50kHz, L pode então ser identificado medindo a indutância da bobina de trabalho e, finalmente, o valor de C pode ser encontrado usando a fórmula acima, ou a software de calculadora referido.
Ao medir a indutância L, certifique-se de manter a carga ferromagnética ligada à bobina de trabalho, com os capacitores desconectados.
Selecionando o capacitor
Uma vez que uma quantidade significativa de corrente pode estar envolvida com o aquecedor de indução proposto para os trabalhos de laboratório ou para ornamentos de fusão, o capacitor precisa ser classificado adequadamente para a alta frequência de corrente.
Para resolver isso, podemos ter que empregar muitos capacitores em paralelo e garantir que o valor final da combinação paralela seja igual ao valor calculado. Por exemplo, se o valor calculado for 0,1uF, e se você decidiu usar 10 capacitores em paralelo, o valor de cada capacitor precisaria ser em torno de 0,01uF e assim por diante.
Selecionando o resistor limitador de corrente Rx
Rx pode ser simplesmente calculado usando a fórmula:
Rx = 0,7/Corrente Máxima
Aqui, a corrente máxima refere-se à corrente máxima que pode ser permitida para a bobina de trabalho ou a carga sem danificar os mosfets e para o aquecimento ideal da carga.
Por exemplo, se a corrente de aquecimento de carga ideal for determinada como 10 amperes, então Rx pode ser calculado e dimensionado para restringir qualquer coisa acima dessa corrente, e os mosfets devem ser selecionados para lidar com mais de 15 amperes.
Tudo isso pode exigir alguma experimentação, e Rx pode ser inicialmente mantido mais alto e depois gradualmente reduzido até que a eficiência correta seja alcançada.
Resfriando a bobina de trabalho.
A bobina de trabalho pode ser construída usando um tubo de latão oco ou um tubo de cobre e resfriada bombeando água da torneira através dele, ou alternativamente um ventilador de resfriamento pode ser empregado logo abaixo da bobina para sugar o calor da bobina da extremidade reversa do recinto. Outros métodos adequados também podem ser tentados pelo usuário.
Fonte de energia
A fonte de alimentação necessária para o aquecedor de indução explicado acima para laboratórios e lojas pode ser construída usando um transformador de 20 amp, 12 V e retificando a saída usando um retificador de ponte de 30 amp e um capacitor de 10.000uF/35V.
A fonte de alimentação sem transformador pode ser inadequada para um aquecedor de indução, pois isso exigiria um circuito smps de 20 amperes, o que poderia ser extremamente caro.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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