Собираю индукционную печь: помогайте советами.

[ranger93]

Вариант с промежуточным уменьшенным напряжением отпадает стразу. Обмотки требуемого тока не понянут...

каковы геометрические параметры колец от БП?

[DJ_Kiridza]

Кольца 11мм х 7мм х 33мм (диаметр окна в кольце 19мм)
Для раскачки индуктора взял два таких кольца*

Коль вариант с промежуточным понижением отпадает - то только пересобирать транс, или искать готовый с нужной Ватностью.

Для пробы сейчас взял то, что было под рукой готового ТС-180-2, соединил последовательно обмотки (кроме 11'-12', которые 0,3А) - получил 215В и 0,38А - знаю, мало, но общее понятие о работе установки должно получиться...
(Пересчитал, через ЛАТР+мост+фильтр должно выйти окк.340В +/-. при 0,38А выходит почти 130Ватт... )

З.Ы. - при прямом включении ЛАТРа в 220В - на выходе после моста и кондёра - 350В. По сути, это напряжение у меня будет на ферритовом кольце раскачки индуктора (понравилось мне такое опредиление ), сам же индуктор, по сути, - вторичка этого ферритового транса, так что на нём будет не совсем сетевое напряжение, хотя голыми руками лучше его не трогать - это и без подсказок понимаю...

[ranger93]

Кольца 11мм х 7мм х 33мм

Это какие параметры?

350 вольт под нагрузкой просядут чуток, это вы получили амплитудное напряжение электросети .
На вторичке не знаю какое напряжение устанавливается на колебательном контуре, но оно уже как минимум развязано от сети, в отличии от напряжения на первичке (если планируете потом убирать транс 1:1).

[DJ_Kiridza]

Кольца 11мм х 7мм х 33мм

Это какие параметры?

Желтое кольцо от БП АТХ, материал: Material Mix No. -26 (ссылка выше), диаметр одного кольца 33мм, толщина кольца 7мм (диаметр окна 19мм), ширинра одного кольца 11мм.
Два таких кольца думаю взять для раскачки индуктора.
Собственно вотн намотал пробную обмотку, примерно вот так оно выглядит на этапе доводки

Позже эти кольца будут внутри корпуса.

А это общий вид устройства


Больше фот с описанием позже.

[ranger93]

Ну в статье у них площадь сечения колец раскачки 204 мм^2, а у вас 154 мм^2 получается, маловато конечно, но если на латре поменьше напругу выставите, то норм, следите, чтобы в насыщение не вошел сердечник. Из графика особо не понял, какая у него магнитная проницаемость...

[DJ_Kiridza]

В том то и дело, что пересмотрев все графики по ссылкам на кольца выше - я тоже не особо понял про магнитную проницаемость. Но интернеты говорят что у таких колец она за 10 000, (вполне возможно что 13 800??) и падает с повышением частоты...

У меня развязывающее кольцо между низковольтной частью схемы и высоковольтной на таком-же желтом феритовом от БП АТХ, опытным путём установлено, что при 50 витках оно еще не уходит в насыщение, а вот 100 витков будет много...

В любом случе, на один из силовых проводов повешу маленькое феритовое (такое же желтое) с обмоткой на осцилл. буду мониторить форму импульсов, а там посмотрим...

[DJ_Kiridza]

После не большого перерыва добрался опять до печи. Намотал пробную обмотку в 30 витков на два желтых кольца от БП АТХ (как писал выше), толщина провода - 1мм. Включил.
Китайский цифровой амперметр, расчитанный до 10А нагрузки сначала показывал 0,2А, потом сдох, а стрелочного под рукой не оказалось, так что по потреблению проверить работу не смог.
Проверял постепенно, начиная со 170В подымал до 330. Совал гвоздь ("восьмидесятку").
Что сказать: гвоздь греется. Температура явно выше 100С. Но (!) до кала не разогревается
Мониторил осцылом форму сигнала (вторичное кольцо с обмоткой нагруженной на резистор 100 Ом). Выводил подстречным резаком частоту под оптимальную форму сигнала. Особо никакой разници. Гвоздь греется, но слабо. При этом очень сильно греется кольцо. которое раскачивает индуктор (два кольца).
Попытался уменьшить число витков (может оно уходит в насыщение?) - гвоздь стал прогреваться быстрее, но раскалить все-равно не удалось Зато колечки раскачки индуктора также стали греться в два раза быстрее...

Я так понял, эти кольца не идут? Маленькое сечение? Сало витков?

[ranger93]

Да вот странно как-то... У этих колец вроде не должна быть такая большая магнитная проницаемость... Скорее всего либо да, они входят в насыщение, либо бегут очень большие токи из-за маленькой индуктивности. Возможно из-за недостатка индуктивности и частота сместилась в высокие частоты... Попробуйте найти еще колец .

[DJ_Kiridza]

Тут поразмыслил, вполне возможно, что греются не сами кольца, а обмотка. А уже от обмотки нагреваются кольца. Токи то должны быть не маленькие... Может, и правда витков не хватает, и, может, провод взять по-тоньше? У меня провод сплошной, не многожилка, для таких колец лучше больше тонких проводов чем один толстый (на сколько я помню)...

З.Ы. и да, добавить еще одно кольцо (три, вместо двух) - чтобы увеличить площадь сещения сердечника.

[ranger93]

Разумный вариант мотать многожильным тонким проводом, только чтобы сечение в сумме не было меньше исходного. частота вроде не маленькая...
Обычно витки и греются, заставить греться сердечники достаточно сложно, по-моему...

[DJ_Kiridza]

Сердечник может греться, если частота сильно зашкаливает за максимальную "рабочую" для конкретного кольца. Да, про сумарное сечение многожильным проводом тоже знаю, пасиб. После праздников продолжу работу, сейчас не до печи как-то.

Всех с праздником Рождества Христового!

[ranger93]

Ну да, вы правы, гистерезис при перемагничивании, отсюда и потери в сердечнике, и если перемагничивать слишком часто, то имеем большие потери . Хотя ребята из статью вроде одиночным проводом мотали...
Успехов! С праздником !

[DJ_Kiridza]

Наконец-то добрался до печки. Удалось раздобыть еще одно желтое кольцо. Намотал 50 витков в три провода 0,3мм, - включил - гвоздь еле греется. Перемотал. Вышло 23 витка в 6 проводов 0,3мм - и "есть контакт!". Заметил один момент - что лучше всего гвоздь греется, когда второй зубец (см. осциллограмму выше) проваливается почти "в ноль". ...ммм... выходит так - когда индуктор "пустой" - выставляем частоту, чтобы на осциллограме была (почти) ровная полочка, всовываем образец - "вторая половина" (второй зубец) проваливается вниз, если при этом вывернуть ручку задающего генератора, чтобы выровнять полочку - то получим горячие кольца, если же повернуть в другую сторону немного, чтобы зубец еще больше "опустился" - образец нагревается еще быстрее.

Как я понимаю, второй зубец - это "ответ" контура на первый зубец (всплеск намагниченности задаваемый инвертором). Именно, когда второй зубец уходит в ноль (при этом осциллограмма не "квадратная", а больше напоминает пилу) - то вся выработанная энергия поглащается образцом в индукторе. Также, падение второго зубца может объясняться "уходом " от резонанса: когда образец в индукторе, индуктивность катушки возрастает, при этом резонансная частота контура понижается, при этом наблюдается некторое рассогласование изначально заданной частоты инвертора с "новой" часттой контура индуктора.

Не знаю, на сколько я понятно изъяснился, но выводом из всего вышесказанного два вопроса:

1) Какая оптимальная частота для индуктивного нагрева? Я встречал от 100 (некоторые источники дают 60) кГц до 300 кГц. Можно поставить микроконтроллер, который будет менять частоту до достижения максимального потребления, но на первых парах все-таки хотлелось бы сделать частоту фиксированной...

2) Если можно, то как расчитать/эмпирически_определить оптимальное число витков катушки, которая "раскачивает" индуктор? Как я понял, чем больше (сумарная) площадь сечения обмоточного провода, тем сильнее магнитное поле, но при этом (желательно?) уменьшить число витков - чтобы достичь максимального напряжения в проводниках.

Как то так, если чт оне правильно понимаю - поправте.

И на последок, о результатах: на катушке в 23 витка х6 проводов х0,3мм на трех феритовых кольцах от БП АТХ (Material Mix No. -26) гвоздь "восьмидисятка" нагревается до ярко-красного за 30 сек. +/-. более толстый гвоздь "двестипятидесятка" раскаляется за минуту. Но, обращаю внимание - у меня большой (?) диаметр катушки индуктора - 60 мм (внутренний), при напряжении в 330В после выпрямителя.
Дальше буду оптимизировтаь по частоте и кол-ву витков на кольцах.

[DJ_Kiridza]

Попутно возник еще один вопрос. Относительно аперметра.
Дело в том, что на звЭр-машине был установлен цифровой светодиодный амперметр (lm358+PIC16xx; до 10А). Пока тестировал установку без индуктора (лампочка 250Ватт в роли нагрузки) - амперметр работал и показывал потребление, но, стоило подключить все как надо и подать нагрузку на индуктор - смперметр прожил меньше двух секунд. После чего вместо понятных арабских цифр стал высвечивать непонятные кракозябры.

Натыкался в тырнетах, что для индуктивных печей нужен специальный высокочастотный амперметр.

С одной стороны - инвертора работает на частоте +/-175 кГц, что может приводить к "помешательству" цифрового-же амперметра. С другой стороны - амперметр включен в разрыв минусового провода от моста+фильтра (цепь 330В) к силовым полевикам. Если помехи и идут - то только колебания по питанию. Тем более, что питание амперметра взято от отдельной обмотки ЛАТра 12В через мост+фильтр (на борту амперметра 7805 присутствует).

Так и не понял, что это было, случайность или действительно инвертор угробил мерялку амперов? Если так, то спасут ли фильтры по вч питанию (дроссель на ферите например и/или полноценный CLC фильтр)? Или все-таки нужно искать "высокочастотный амперметр"?

Почему меня этот вопрос волнует: если прикручу к печке АТмегу для контроля параметров работы (автоподстройка частоты по потреблению, температура и прочее...) - то не хотелось бы менять мк после каждых пол минуты работы...

В общем, кто что знает, помогите...

[ranger93]

По какой схеме собран вольтметр?

...от моста+фильтра (цепь 330В) к силовым полевикам.

Это вот так? (см. вложение ниже).

отдельной обмотки ЛАТра 12В через мост+фильтр

Это как?

[DJ_Kiridza]

Вольтметр - длятестов - цифровой китайский, паралельно кондёрам после моста.

Цифровой амперметр требует питания +5В для МК+ОУ. В одном плече ОУ - выскоковольтный шунт. Развязка измерений через общий минус.

Вот, сделал скан бумажки, кторая шла вместе с амперметром в комплекте.

[DJ_Kiridza]

P.S. вот, набросал схему включения. На выходе латра после кондёров - 350В, под нагрузкой проседает до 330В.

[DJ_Kiridza]

Всем привета.
Никак не доходят руки написать о результатах.
Собрал я эту печку (достал стрелочный амперметр, подстроил частоту по максимальным амперам). Итоговая мощность - 330В х 3А = 1кВатт +/-, но, под нагрузкой проседает, итого примерно 700-800 Ватт.

Маловато, сейчас работаю над увеличением мощности.

Немного подитожу, (если кто будет повторять приведенную мною вначале схему,) - напишу какие отличия у меня от исходной статьи:
1) Желтые ферритове кольца с белой полосой сбоку из АТХ-блоков питания (материал 26 сылка выше)- одно на развязку между низковольтной частью и высоковольтной - примерно 50 витков в каждой катушке проводом от витой пары.
2) Три таких-же кольца как в п.1. на колебательном контуре индуктора, обмотка - 23 витка сложенным в шесть раз проводом 0,3 мм смотанным с безымянного трансформатора.
3) В низковольтной части инверторы питаются от 12 вольт.
Это основные отличия.

Сейчас заменил развязывающее феритовое кольцо между низковольтной и высоковольтной частью, и также думаю заменить кольца на раскачку индуктора - т.к. на выскоих частотах на этих желтых большие потери из-за гистерезиса.
О успехах отпишусь позже.

[DJ_Kiridza]

Всем привета.
У меня новый проект по индукционному нагреву и новая беда
Нужно собрать индукционный нагреватель, который будет питаться от 24В и греть стержни (не обязательно до кала).
Собрал генератор почти по даташиту на IR2153. Общая схемка задающего генератора вышла следующай (на этапе тестирования):

К вторичным катушкам L2 - L3 подключены силовые полевики, которые рулят индуктором нагревателя. Рабочая частота 100 кГц. Снаббер C7-R7 отсутсвует. Изначально снабберы C5-R5/C6-R6 присутсвовали.

В принципе законченную рабочую схему собрал и и проверил (полевики Т1-Т2 - 40N03P, силовые полевики на раскачку индуктора - 85T03H). Но схема работала неудовлетворительно, потребление ниже ампера. Когда уменьшил число витков в индукторе - то Ток возрос до 1,5А, но полевики быстро перегрелись и сгорели.

(Развязывающий трансформатор Т1 намотан на кольце от ATX блока питания Material Mix No. -52. - зеленое с синей полосой, позже пермотал
на Material Mix No. -26, которые испытывал ранее, - желтые с белой полосой).

Сгоревшые полевики T1-T2 заменил на SSP 2N60P, силовую часть отбросил, вместо силовых полевиков повесил "эмулаторы" - кондёры по 3300pF, как на рисунке выше.

Когда полез смотреть осциллограмму, то обнаружил что между точками "А" вид такой:

А между точками "В" (и B' соотв.) вид уже такой:

Отсутсвует вторая "полочка" между перенамагничиванием кольца "свержу-вниз" по графику осциллограммы.

В чем дело? Кто может дать какой совет?

Пытался вводить в схему снаббер C7-R7, добавлял/убирал снабберы R5-C5/R6-C6, катушку L1 (первичную обмотку развязывающего транса T1) вместо делителя на конденсаторах бросал на землю. Ничего! Вид осцыиллограммы не меняется (кроме уровня).
Подскажите, в чем я могу тупить?

[ПУХ]

Вполне вероятно, что не хватает "мощности" управляющих импульсов. Попробуйте "умощнить" IR так или так. Неисключён вариант, что при таких низких напряжениях, придётся делать и так. Я делал подобный преобразователь, но у меня было питание от сети т.е. 310В.