תנורי אינדוקציה שפותחו לפני למעלה ממאה שנה הם חלק מחיי היומיום שלנו. זה התאפשר הודות לפיתוח האלקטרוניקה. גידול נפיץ בכוחם של בקרים המיוצרים על בסיס מוליכים למחצה סיליקון והופעה במכירה נרחבת טרנזיסטורים המסוגלים לספק הספק גבוה (מספר קילוואט) בשנים האחרונות רכשו את האופי מפולות שלגים. כל זה נתן לאנושות סיכויים גדולים להפליא בפיתוח מתקנים מיניאטוריים, הדומים בעוצמתם למכשירים תעשייתיים מהעבר הקרוב.
תוֹכֶן
- שימוש ומבנה המכשיר
- תכונות עיצוב ועיקרון הפעולה
- תנורי התכת ואקום
- יחידות אינדוקציה צינור
- המרכיבים העיקריים של ערכת התנור
- בטיחות במקום העבודה
שימוש ומבנה המכשיר
השימוש בתנורי אינדוקציה במשק הבית מונע הופעת מוקדים בחדר להבה פתוחה והיא שיטה יעילה למדי של התכה וחימום מבוקר של מתכות ו סגסוגות. זה נובע מהעובדה שהמתכת מתחממת, מתחממת ונמסה לא בהשפעת טמפרטורה גבוהה מבערים, ועל ידי העברת זרמים בתדר גבוה דרך עצמם, מעוררים את התנועה הפעילה של חלקיקים במבנה חוֹמֶר.
זה הפך להיות אפשרי להופיע בחיי היומיום:
-
תנורי אינדוקציה קומפקטיים, בהם ניתן להמיס מתכת וליצור מוצרים שונים על ידי יציקה ו מבנים, מטהרים סגסוגות יקרות שונות מזיהומים ומוצרי מזג, ומעניקים להם תוספת כוח. - דודי מים חמים, שיעילותם כבר הרבה מעבר לגבולות הדוודים הקונבנציונליים.
- תנורי בישול, שהם לא רק בטוחים יותר מהגז מבחינת תפעול מאפיינים, אך גם יעילים יותר מכמה תנורי מיקרוגל בתחום חימום מזון ותחזוקה הטמפרטורה שלו.
- כור היתוך, שזכו למעריצים רבים ביותר בקרב אנשים העוסקים בייצור עצמי ותיקון של מכשירים חשמליים.
בנוסף, תנורי אינדוקציה חשמליים הופכים נפוצים יותר ויותר, אשר עובדים לא רק עם חומר מוליך. המכשיר שלהם שונה במקצת מתנורי אינדוקציה קונבנציונליים, שכן הוא מבוסס על חימום באמצעות אינדוקציה חשמלית של חומר שאינו מוליך זרם (הם נקראים גם דיאלקטריים) בין לוחות קבלים, כלומר, הלידים שלו בעלי קוטביות שונה. יחד עם זאת, הטמפרטורות המגיעות אינן גבוהות במיוחד (כ-80-150 מעלות צלזיוס), ולכן מתקנים כאלה משמשים להמסת פלסטיק או לחממו.
תכונות עיצוב ועיקרון הפעולה
תנור אינדוקציה פועל על בסיס היווצרות של זרמים חשמליים מערבולים בו. לשם כך, נעשה שימוש במשרן המורכב מסיבובים של חוט עבה, שאליו מסופק מקור זרם חילופין. זרם החילופין הוא שיוצר שדה מגנטי המשתנה כל הזמן בהתאם לתדר הזרם. זה גם מעורר העברה של זרמים אלה לחומר המונח בתוך הסליל, יחד עם כמות גדולה של חום. במקרה זה, אפילו מהפך הריתוך הרגיל ביותר יכול לפעול כגנרטור.
ישנם שני סוגים של תנורי אינדוקציה:
- עם ליבה מגנטית, שהמיוחד בה הוא מיקומו של המשרן בתוך נפח המתכת שניתן להמיס.
- ללא ליבה מגנטית - כאשר המשרן בחוץ.
העיצוב עם נוכחות של מעגל מגנטי משמש, למשל, בתנורי ערוץ. הם משתמשים במעגל מגנטי מתכת לא נפתח (לרוב פלדה), שבתוכו יש כור היתוך ומשרן, המהווים את המעגל המפותל העיקרי. החומר לכור ההיתוך יכול להיות גרפיט, חימר עקשן, או כל חומר אחר שאינו מוליך עם עמידות מתאימה בחום. את המתכת שצריך להמיס שמים בה. אלה הם, ככלל, כל מיני סגסוגות מתכת לא ברזליות, duralumin וברזל יצוק.
הגנרטור של תנור כזה חייב לספק תדר זרם חילופין בתוך 400 הרץ. אפשר גם להשתמש ברשת חשמל קונבנציונלית במקום גנרטור ולהפעיל את התנור באמצעות זרם עם תדר ב-50 הרץ, אבל במקרה זה טמפרטורת החימום תהיה נמוכה יותר ועבור סגסוגות חסינות יותר התקנה כזו אינה זה מה שאעשה.
תנורי כור היתוך, שאין להם מעגל מגנטי בעיצובם, הפכו נפוצים הרבה יותר בקרב חובבים. הם משתמשים בזרמים בתדירות גבוהה בהרבה כדי להשיג צפיפות שדה גבוהה יותר. זה נובע בדיוק מהיעדר מעגל מגנטי - יותר מדי אנרגיית השדה מתפזרת בחלל. כדי לנטרל זאת, יש צורך לכוונן את התנור עדין:
- ודא תדירות שווה של מעגל האינדוקציה והמתח מהגנרטור (בעת שימוש במהפך, זה הכי קל לעשות).
- בחר את קוטר כור ההיתוך כך שיהיה קרוב לאורך הגל של הקרינה המתקבלת של השדה המגנטי.
בדרך זו ניתן למזער הפסדים עד 25% מסך ההספק. כדי להשיג את התוצאה הטובה ביותר, מומלץ להגדיר פי שניים או אפילו פי שלושה מהתדר של מקור AC מאשר מהדהוד. במקרה זה, הדיפוזיה של המתכות המרכיבות את הסגסוגת תהיה מקסימלית, ואיכותה תהיה הרבה יותר טובה. אם תגדילו את התדר ועוד, תוכלו להשיג את האפקט של דחיפת שדה התדר הגבוה אל פני המוצר ובכך להרוות אותו.
תנורי התכת ואקום
סוג זה של התקנה בקושי יכול להיקרא ביתי, אבל כדאי לשקול אותם בשל העובדה שלמסת ואקום יש מספר יתרונות טכנולוגיים על פני סוגים אחרים. לפי העיצוב שלו, הוא דומה לכור היתוך, עם ההבדל שהכבשן עצמו נמצא בתא ואקום. זה מאפשר להגיע לטוהר גדול יותר של תהליך התכת המתכת, להפחית את יכולת החמצון שלה במהלך העיבוד ולהאיץ את התהליך, ולהשיג חיסכון משמעותי באנרגיה.
בנוסף, החלל המצומצם והסגור מסייע למנוע שחרור אדים מזיקים של מתכות נמסות לחלל שמסביב ולשמירה על טוהר תהליך עיבודן. גם היכולת לשלוט בהרכב ובתהליך העיבוד היא אחד היתרונות של תנור מסוג זה.
יחידות אינדוקציה צינור
סוג נוסף של תנורים תעשייתיים שנמצאים בשימוש נרחב יותר מאחרים. הם יכולים לשמש לא רק כמתכתים, אלא גם כמפיצים של חומר מוכן ומערבלים של מספר סוגים של חומרי גלם. עיצובים אופייניים למכשירים כאלה כוללים:
-
נוכחות של אמבטיה בה יש חומר גלם שהגיע או מגיע לטמפרטורה נתונה. - התעלה שדרכה עוברת המסה המותכת דרך השדה המגנטי.
- מעגל מגנטי המספק מחזור קבוע של מתכת נוזלית.
- סליל מתפתל ראשוני המניע שדה מגנטי.
הפתיחה הקלה ביותר של המעגל, שנוצרת על ידי המתכת הנוזלית, הליבה המגנטית והסליל, מובילה לעלייה בהתנגדות שלו ולפליטה מיידית של כל מסת חומרי הגלם מהערוץ. כדי לנטרל תופעה זו, משאירים "ביצה" בתוך התעלה - מסה קטנה של מתכת, שנשמרת במצב נוזלי.
יתרונות של תנורים אינדוקטיביים מסוג תעלה:
- עלות נמוכה של התקנות.
- חסכוני - כדי לשמור על הטמפרטורה בתוך האמבטיה, שאינה מפזרת חום טוב, צריך כמות קטנה של חשמל.
- היעילות של המשרן במהלך הפעולה גבוהה מאוד.
חסרונות:
-
התנועה האיטית של המתכת המותכת דרך התעלה מקשה על השליטה באיכותה ובחמצון. - הצורך להשאיר כמות מסוימת של חומרי גלם בפנים מוריד את איכות ההרכב הכימי של המטען הבא ואת אפשרות השליטה העדינה שלו.
- הצורך לשמור על אטימות המתקן עקב איום קרע של השדה המגנטי והיווצרות קרינת מערבולת. קושי לשמור על בידוד בעת ציפוי הקירות הפנימיים של המתקן עם כמה תרכובות.
המרכיבים העיקריים של ערכת התנור
על מנת להרכיב את המתקן ולבצע עליו עבודות, יש צורך למצוא מעגל מתאים לתנור אינדוקציה וחלקים עבורו. כדי למצוא את האחרון, כדאי מאוד להחזיק ספק כוח מיותר אחד או יותר מהמחשב, מכיוון שניתן למצוא בהם את רוב הפרטים. תרשים טיפוסי של תנור פשוט עם מהפך תוצרת בית יכלול אלמנטים כגון:
-
טרנזיסטורי שדה, אתה יכול להשתמש ב-IRFZ46N או באנלוגים (IRFZ44V, שיש לו חוזק זרם של 55 אמפר ברגל הניקוז, הוא אפילו טוב יותר). רצוי לבחור עובדי שטח עם הערך המקסימלי האפשרי של מתח התפרקות, כך שיחזיקו מעמד הרבה יותר זמן. - משנקים, נגדים עם התנגדות של 470 אוהם (ניתן להשתמש וואט אחד או שניים חצי וואט, מחוברים ב מעגל בסדרה) ותשעה קבלים בעלי קיבולת קטנה (עד 1 מיקרופארד) הניתנים לאידוי מהיחידה תְזוּנָה.
- רדיאטורים לקירור טרנזיסטורים - לעובדי שטח במקרי TO-220AV חם מאוד במהלך הפעולה ועלולים להתפוצץ מחוסר הוצאת חום מהם.
- חוט נחושת בקוטר של כמילימטר ליצירת טבעות פריט ובקוטר 2 מילימטר ליצירת משרן.
- דיודות של מותגי UF4007, 2 חלקים, אבל עדיף שיהיו כמה דיודות רזרביות למקרה שתאסוף משהו לא בסדר בפעם הראשונה - הן יעופו קודם.
- סוללה בקיבולת של כ-8-10 אמפר-שעה. אלה נלקחים בדרך כלל מספקי אל-פסק ישנים ובעלי מתח מוצא של 12 וולט.
- ככור כור היתוך, ניתן לעצב ולשרוף על אש או עם מבער סיר חרס בקוטר הנדרש.
המהפך להתקנה מורכב על פי התוכנית המוצעת על ידי S. V. קוקטצקי לבדיקות מעבדה. ניתן למצוא אותו בקלות באינטרנט. הספק המהפך, המופעל ממתח בטווח של 12-35 וולט, יעמוד על 6 קילוואט, ותדר ההפעלה שלו יהיה 40-80 קילו-הרץ, זה יספיק לפרויקטים ביתיים.
בטיחות במקום העבודה
מאז עבודה עם תנור אינדוקציה כרוכה במגע הדוק עם מתכת מותכת וזרמים תדירות גבוהה וחוזק, כדאי לדאוג להארקה איכותית של ההתקנה ולאמצעים אמינים הֲגָנָה. במקרה זה, הבגדים חייבים לעמוד בקפדנות בכל הדרישות:
-
להיות עשוי מחומר צפוף, לא מתכלה ולא דליק. - חליפת המגן הבסיסית צריכה לכלול סינר וכפפות. במידת האפשר, עליך לנעול נעליים עם סוליות גומי על כפות הרגליים, בעוד הרגליים והגרביים שלך צריכים להיות יבשים.
- כדי להגן על העיניים, כדאי לרכוש משקפיים מיוחדים, זה יחסוך מכם לקבל בטעות חתיכת מתכת לוהטת לעיניים.
אל תשכח את האוורור הטוב של החדר בו הם יעבדו. המתכת המותכת משחררת לאוויר תרכובות כימיות שאינן טובות לריאות שלך.
