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가스가 아닌 전기로 가열하는 가전제품은 안전하고 편리합니다. 이러한 히터는 그을음과 불쾌한 냄새가 나지 않지만 많은 양의 전기를 소비합니다. 훌륭한 방법은 자신의 손으로 유도 히터를 조립하는 것입니다. 이것은 돈을 절약하고 가족 예산에 기여합니다. 인덕터를 독립적으로 조립할 수있는 많은 간단한 구성표가 있습니다.
회로를 보다 쉽게 이해하고 구조를 올바르게 조립하려면 전기의 역사를 살펴보는 것이 좋습니다. 전자기 코일 전류에 의해 금속 구조물을 가열하는 방법은 다음 분야에서 널리 사용됩니다. 가전 제품의 산업 생산 - 보일러, 히터 및 스토브.자신의 손으로 작동하고 내구성있는 유도 히터를 만들 수 있음이 밝혀졌습니다.
장치 작동 원리
장치 작동 원리
유명한 19세기 영국 과학자 패러데이는 자기파를 전기로 변환하는 연구에 9년을 보냈습니다. 1931년 마침내 전자기 유도라는 발견이 이루어졌습니다. 중심에 자성 금속 코어가 있는 코일의 권선은 교류의 힘으로 자기장을 생성합니다. 소용돌이 흐름의 작용으로 코어가 가열됩니다.
패러데이의 발견은 산업과 집에서 만든 모터 및 전기 히터 제조 모두에서 사용되기 시작했습니다. 소용돌이 인덕터를 기반으로 한 최초의 주조 공장은 1928년 셰필드에 문을 열었습니다. 나중에 같은 원리에 따라 공장의 작업장이 가열되었고 물, 금속 표면을 가열하기 위해 감정가는 자신의 손으로 인덕터를 조립했습니다.
그 당시 장치의 계획은 오늘날 유효합니다. 고전적인 예는 다음을 포함하는 유도 보일러입니다.
- 금속 코어;
- 액자;
- 단열.
전류의 주파수를 가속하는 회로의 특징은 다음과 같습니다.
- 50Hz의 산업용 주파수는 집에서 만든 장치에 적합하지 않습니다.
- 인덕터를 네트워크에 직접 연결하면 윙윙 거리는 소리와 낮은 발열이 발생합니다.
- 효과적인 가열은 10kHz의 주파수에서 수행됩니다.
계획에 따른 조립
물리 법칙에 익숙한 사람은 자신의 손으로 유도 히터를 조립할 수 있습니다. 장치의 복잡성은 마스터의 준비 정도와 경험에 따라 다릅니다.
효과적인 장치를 만들 수 있는 많은 비디오 자습서가 있습니다. 다음 기본 구성 요소를 사용하는 것이 거의 항상 필요합니다.
- 직경 6-7 mm의 강선;
- 인덕터용 구리선;
- 금속 메쉬(케이스 내부에 와이어 고정용);
- 어댑터;
- 본체용 파이프(플라스틱 또는 강철);
- 고주파 인버터.
이것은 자신의 손으로 유도 코일을 조립하기에 충분할 것이며 순간 온수기의 핵심은 바로 그녀입니다. 필요한 요소를 준비한 후 장치의 제조 공정으로 직접 이동할 수 있습니다.
- 와이어를 6-7cm의 부분으로 자르십시오.
- 파이프 내부를 금속 메쉬로 덮고 와이어를 맨 위로 채우십시오.
- 마찬가지로 외부에서 파이프 개구부를 닫습니다.
- 코일에 대해 플라스틱 케이스 주위에 구리 와이어를 적어도 90회 감습니다.
- 구조물을 난방 시스템에 삽입하십시오.
- 인버터를 사용하여 코일을 전기에 연결하십시오.
유사한 알고리즘에 따라 유도 보일러를 쉽게 조립할 수 있으며 다음을 수행해야 합니다.
- 벽이 2mm보다 두껍지 않은 25 x 45mm 강관에서 블랭크를 자릅니다.
- 더 작은 직경으로 연결하여 함께 용접하십시오.
- 나사산 파이프의 끝 부분과 드릴 구멍에 철 덮개를 용접하십시오.
- 한쪽에 두 모서리를 용접하여 인덕션 스토브 마운트를 만드십시오.
- 호브를 모서리에서 마운트에 삽입하고 전원에 연결하십시오.
- 시스템에 냉각수를 추가하고 난방을 켭니다.
많은 인덕터는 2 - 2.5kW 이하의 전력에서 작동합니다. 이러한 히터는 20 - 25m²의 방을 위해 설계되었습니다.
발전기가 자동차 서비스에 사용되는 경우 용접기에 연결할 수 있지만 특정 뉘앙스를 고려하는 것이 중요합니다.
- 인버터처럼 DC가 아닌 AC가 필요합니다. 용접기는 전압에 직접적인 방향이 없는 지점이 있는지 검사해야 합니다.
- 더 큰 단면의 와이어에 대한 회전 수는 수학적 계산에 의해 선택됩니다.
- 작업 요소의 냉각이 필요합니다.
유도 가열 원리에 대해
먼저 전기 유도 히터가 어떻게 작동하는지 설명하겠습니다. 코일의 회전을 통과하는 교류는 코일 주위에 전자기장을 형성합니다. 자성 금속 코어가 권선 내부에 배치되면 자기장의 영향으로 발생하는 와전류에 의해 가열됩니다. 이것이 전체 원칙입니다.
발열체 자체를 인덕터라고 하며 설치의 주요 부분입니다. 난방 보일러에서는 내부에 냉각수가 흐르는 강관이며, 주방 스토브에서는 아래 사진과 같이 가능한 한 호브에 가까운 평평한 코일입니다.
두 번째 부분 유도 히터 - 다이어그램, 전류의 주파수를 증가시킵니다. 요점은 전압 산업용 주파수 50Hz 그러한 장치에는 적합하지 않습니다. 인덕터를 네트워크에 직접 연결하면 강하게 윙윙 거리기 시작하고 권선과 함께 코어가 약간 예열됩니다. 전기를 효과적으로 열로 변환하여 금속으로 완전히 전달하기 위해서는 주파수를 최소 10kHz 이상으로 높여야 하는데, 이것이 전기 회로가 하는 일입니다.
가열 요소 및 전극 보일러에 비해 유도 보일러의 진정한 장점은 무엇입니까?
- 물을 가열하는 부분은 전기화학적 과정(전극 발열체에서와 같이)에 참여하지 않는 단순한 파이프입니다. 따라서 인덕터의 수명은 코일의 성능에 의해서만 제한되며 10-20년에 달할 수 있습니다.
- 같은 이유로 요소는 물, 부동액 및 엔진 오일과 같은 모든 유형의 냉각수와 동등하게 "친구"이며 차이가 없습니다.
- 인덕터 내부는 작동 중 스케일로 덮이지 않습니다.
물 가열 유도 장치의 장단점
이 장치는 디자인이 상당히 단순하며 사용 및 설치를 허용하는 특별한 문서가 필요하지 않습니다. 유도 온수기는 사용자에게 높은 효율성과 최적의 신뢰성을 제공합니다. 난방용 보일러로 사용하는 경우 대류로 인해 물이 파이프를 통해 흐르기 때문에 펌프를 설치할 필요조차 없습니다(가열되면 액체가 실제로 증기로 변합니다).
또한이 장치에는 다른 유형의 온수기와 구별되는 여러 가지 장점이 있습니다. 따라서 유도 히터:
유도 히터에서 물은 흐르는 파이프로 인해 뜨거워지고 후자는 코일에 의해 생성된 유도 전류로 인해 가열됩니다.
- 해당 장치보다 훨씬 저렴하므로 이러한 장치는 독립적으로 쉽게 조립할 수 있습니다.
- 완전히 조용합니다(작동 중에 코일이 진동하지만 이 진동은 사람에게 눈에 띄지 않습니다).
- 작동 중 진동으로 인해 먼지와 스케일이 벽에 달라 붙지 않으므로 청소할 필요가 없습니다.
- 작동 원리로 인해 쉽게 밀봉할 수 있는 열 발생기가 있습니다. 냉각수가 발열체 내부에 있고 에너지가 전자기장을 통해 히터로 전달되므로 접점이 필요하지 않습니다. 따라서 밀봉 고무, 밀봉 및 빠르게 열화되거나 누출될 수 있는 기타 요소는 필요하지 않습니다.
- 발열체와 달리 열화되거나 타지 않는 일반 파이프로 물을 가열하기 때문에 발열체에 파손될 것이 없습니다.
유도 히터의 유지 보수는 보일러 또는 가스 보일러보다 훨씬 저렴하다는 것을 잊지 마십시오. 이 장치에는 거의 고장이 나지 않는 최소한의 부품이 있습니다.
엄청난 수의 장점에도 불구하고 유도 온수기에는 여러 가지 단점이 있습니다.
- 소유자에게 가장 먼저 가장 고통스러운 것은 전기 요금입니다. 이 장치는 경제적이라고 할 수 없으므로 사용에 상당한 시간을 지불해야합니다.
- 둘째, 장치가 매우 뜨거워지고 자체뿐만 아니라 주변 공간도 가열되므로 작동 중에 발열체 본체를 만지지 않는 것이 좋습니다.
- 셋째, 장치는 매우 높은 효율과 방열성을 가지고 있으므로 사용할 때 온도 센서를 설치해야 합니다. 그렇지 않으면 시스템이 폭발할 수 있습니다.
인덕션 타입 유닛의 장점
이러한 유형의 가정 난방 장치의 확실한 장점은 다음과 같은 특성을 포함합니다.
- 효율성 - 전기 에너지를 열로 처리하는 것은 상당한 손실 없이 거의 완전히 발생합니다.
- 사용 용이성 -이 유형의 장치를 지속적으로 유지 관리할 필요가 없습니다.
- 소형 치수 - 유도 온수기는 크기가 작으며 거의 모든 방의 난방 시스템에 설치할 수 있습니다.
- 작동 중 조용함 -이 장비는 매우 조용하게 작동하며 작동 중에 소음이 발생하지 않습니다.
- 긴 서비스 수명 - 인덕션 장치는 내구성이 있으며 30년 이상 동안 중단 없이 작동할 수 있습니다.
- 높은 환경 성능 - 장치 작동 중에 유해한 방출이 발생하지 않으며 굴뚝 및 환기 시스템이 필요하지 않습니다.
많은 사람들은 유도 보일러가 다른 가정 난방 옵션보다 훨씬 수익성이 높다고 생각합니다. 그리고 가열 요소가 장착된 장비와 비교할 때 이러한 장치의 가열 시간은 거의 두 배입니다. 액체의 일정한 순환과 진동으로 인해 파이프와 장치 내부에 스케일이 형성되지 않아 난방 시스템의 유지 보수 및 관리가 크게 용이합니다.
유도 보일러의 외관
그러나 이러한 유형의 장치에도 몇 가지 단점이 있습니다. 그리고 주요 단점은 유도 장비가 비용면에서 상당히 비싸다는 것입니다. 그러나 집을 난방하기 위해 그러한 히터를 직접 만들 수 있습니다.
조언. 특정 기술과 기술 지식이 있으면 집에 인덕션 히터를 직접 손으로 조립할 수 있습니다.그러나 장치를 조립하는 과정을 진행하기 전에 먼저 그러한 장치를 만드는 것이 쉽지 않기 때문에 그러한 장치를 만드는 능력과 경험을 현실적으로 평가해야합니다.
수제 장치 옵션
인터넷에는 다양한 목적으로 만들어진 다양한 디자인이 충분히 있습니다. 250-500W 컴퓨터 전원 공급 장치로 만든 유도 소형 히터를 사용하십시오. 사진에 표시된 모델은 알루미늄, 구리 및 황동 막대를 녹이기 위해 차고 또는 자동차 서비스의 주인에게 유용합니다.
그러나 공간난방의 경우 저전력으로 설계가 부적합하다. 테스트와 작업이 비디오로 촬영되는 인터넷에는 두 가지 실제 옵션이 있습니다.
- 용접 인버터 또는 인덕션 키친 패널에 의해 구동되는 폴리프로필렌 파이프로 만들어진 온수기;
- 동일한 호브에서 가열되는 강철 보일러.
이제 DIY 유도 히터가 어떻게 만들어지고 가장 중요한 것은 어떻게 작동하는지 자세히 살펴보겠습니다.
우리는 파이프에서 발열체를 만듭니다.
이 주제에 대한 정보를 자세히 검색했다면 마스터가 인기 있는 YouTube 비디오 리소스에 어셈블리를 게시했기 때문에 이 디자인을 접했을 것입니다. 그 후 많은 사이트에서 단계별 지침의 형태로 이 인덕터 제조에 대한 텍스트 버전을 게시했습니다. 간단히 말하면 히터는 다음과 같이 수행됩니다.
- 직경 40mm, 길이 50cm의 폴리 프로필렌 파이프 내부에 접시 세척 용 금속 브러시가 있습니다 (다진 와이어 사용 가능 - 선재). 그들은 자석에 끌려야 합니다.
- 나사산이 있는 가지는 난방 네트워크에 연결하기 위해 파이프에 납땜됩니다.
- 외부에는 4-5 개의 텍스 라이트 막대가 몸을 따라 붙어 있습니다. 용접 변압기에 사용되는 유리 절연체로 단면적이 1.7-2 mm²인 와이어가 감겨 있습니다.
- 호브가 분해되고 "기본" 평면형 인덕터가 분해됩니다. 대신 파이프에서 만든 수제 히터가 연결됩니다.
짐작할 수 있듯이 여기에서 발열체의 역할은 코일의 교류 자기장에 위치한 금속 브러시에 의해 수행됩니다. 즉석 보일러를 통해 흐르는 물을 동시에 통과시키면서 호브를 최대로 실행하면 장치 테스트에 의해 표시된 15-20 ° C까지 가열 할 수 있습니다.
대부분의 유도 밥솥의 전력은 2-2.5kW 범위에 있기 때문에 열 발생기를 사용하면 총 면적이 25m² 이하인 방을 데울 수 있습니다. 인덕터를 용접기에 연결하여 열을 증가시키는 방법이 있지만 여기에는 몇 가지 어려움이 있습니다.
- 인버터는 직류를 생산하지만 교류가 필요합니다. 인덕션 히터를 연결하려면 장치를 분해해야 하며 다이어그램에서 전압이 아직 정류되지 않은 지점을 찾아야 합니다.
- 더 큰 단면적의 와이어를 가져 와서 계산으로 권수를 선택해야합니다. 옵션으로 에나멜 절연 구리선 Ø1.5mm.
- 요소의 냉각을 구성해야합니다.
저자는 아래 비디오에서 유도 온수기의 성능 점검을 시연합니다. 테스트 결과 장치를 개선할 필요가 있는 것으로 나타났지만 불행히도 최종 결과는 알 수 없습니다. 장인이 프로젝트를 미완성 상태로 남겨둔 것 같습니다.
용접 인버터에서
가장 간단한 예산 옵션은 용접 인버터를 사용하여 유도 히터를 제조하는 것입니다.
- 이를 위해 우리는 폴리머 파이프를 사용합니다. 벽은 두꺼워야 합니다. 끝에서 우리는 2 개의 밸브를 장착하고 배선을 연결합니다.
- 파이프를 금속 와이어 조각 (직경 5mm)으로 채우고 상단 밸브를 장착합니다.
- 다음으로 우리는 구리선으로 파이프 주위를 90 바퀴 돌면 인덕터를 얻습니다. 발열체는 파이프이며 용접기를 발전기로 사용합니다.
- 기기는 고주파수 AC 모드에 있어야 합니다.
- 우리는 구리선을 용접기의 극에 연결하고 작업을 확인합니다.
인덕터로 작동하면 자기장이 방출되고 와전류는 잘린 와이어를 가열하여 폴리머 파이프에서 끓는 물을 만듭니다.
제조 지침
청사진
그림 1. 유도 가열기의 전기 다이어그램
그림 2. 장치.
그림 3. 간단한 인덕션 히터의 구성표
용광로 제조에는 다음 재료와 도구가 필요합니다.
- 납땜 인두;
- 땜납;
- 텍스트라이트 보드.
- 미니 드릴.
- 방사성 원소.
- 열 페이스트.
- 보드 에칭용 화학 시약.
추가의 재료와 그 특징:
- 가열에 필요한 교류 자기장을 방출하는 코일을 만들려면 직경 8mm, 길이 800mm의 구리관 조각을 준비해야 합니다.
- 강력한 전력 트랜지스터는 집에서 만든 유도 설정에서 가장 비싼 부분입니다. 주파수 발생기 회로를 장착하려면 이러한 요소 2개를 준비해야 합니다. 이러한 목적을 위해 브랜드의 트랜지스터가 적합합니다. IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. 회로 제조에는 나열된 전계 효과 트랜지스터와 동일한 2개가 사용됩니다.
- 발진회로를 제작하기 위해서는 용량 0.1mF, 동작전압 1600V의 세라믹 콘덴서가 필요하며, 코일에 고전력 교류를 형성하기 위해서는 7개의 콘덴서가 필요하다.
- 이러한 유도 장치가 작동하는 동안 전계 효과 트랜지스터는 매우 뜨거우며 알루미늄 합금 라디에이터가 부착되지 않은 경우 최대 전력에서 몇 초 동안 작동하면 이러한 요소가 실패합니다. 방열판에 트랜지스터를 배치하려면 얇은 열 페이스트 층을 통과해야 합니다. 그렇지 않으면 냉각 효율이 최소화됩니다.
- 유도 가열기에 사용되는 다이오드는 초고속 동작이어야 합니다. 이 회로에 가장 적합한 다이오드: MUR-460; UV-4007; HER-307.
- 회로 3에 사용되는 저항기: 0.25W - 2개 전력의 10kOhm. 및 440옴 전력 - 2와트. 제너 다이오드: 2개 15V의 작동 전압으로. 제너 다이오드의 전력은 2와트 이상이어야 합니다. 코일의 전원 출력에 연결하기 위한 초크는 유도와 함께 사용됩니다.
- 전체 장치에 전원을 공급하려면 최대 500W 용량의 전원 공급 장치가 필요합니다. 및 12 - 40V의 전압. 자동차 배터리에서 이 장치에 전원을 공급할 수 있지만 이 전압에서는 가장 높은 전력 판독값을 얻을 수 없습니다.
전자 발전기와 코일을 제조하는 바로 그 과정은 약간의 시간이 소요되며 다음과 같은 순서로 진행됩니다.
- 구리관으로 지름 4cm의 나선을 만들고 나선을 만들기 위해서는 지름 4cm의 평평한 막대에 동관을 감고 나선이 닿지 않도록 7바퀴 감아야 한다 .마운팅 링은 트랜지스터 라디에이터에 연결하기 위해 튜브의 2개 끝에 납땜됩니다.
- 인쇄 회로 기판은 계획에 따라 만들어집니다. 폴리 프로필렌 커패시터를 공급할 수 있다면 그러한 요소가 손실을 최소화하고 전압 변동의 큰 진폭에서 안정적인 작동을 하기 때문에 장치가 훨씬 더 안정적으로 작동합니다. 회로의 커패시터는 병렬로 설치되어 구리 코일로 진동 회로를 형성합니다.
- 금속의 가열은 회로가 전원 공급 장치 또는 배터리에 연결된 후 코일 내부에서 발생합니다. 금속을 가열할 때 스프링 권선의 단락이 없는지 확인해야 합니다. 가열 된 금속을 동시에 2 번 코일을 만지면 트랜지스터가 즉시 고장납니다.
작동 기능
수제 히터 어셈블리는 전투의 절반에 불과합니다.
결과 구조의 올바른 작동도 마찬가지로 중요합니다. 처음에는 이러한 각 장치가 냉각수의 가열 수준을 독립적으로 제어할 수 없기 때문에 특정 위험을 초래합니다. 이와 관련하여 각 히터에는 특정 미세 조정, 즉 추가 제어 및 자동 장치의 설치 및 연결이 필요합니다.
이와 관련하여 각 히터에는 특정 미세 조정, 즉 추가 제어 및 자동 장치의 설치 및 연결이 필요합니다.
우선, 파이프 출구에는 안전 밸브, 압력 게이지 및 공기 배출 장치와 같은 표준 안전 장치 세트가 장착되어 있습니다. 유도 온수기는 강제 물 순환이 있는 경우에만 정상적으로 작동한다는 점을 기억해야 합니다.중력 흐름 회로는 매우 빠르게 요소의 과열과 플라스틱 파이프의 파괴로 이어집니다.
이러한 상황을 피하기 위해 비상 정지 장치에 연결된 히터에 온도 조절기가 설치됩니다. 숙련된 전기 엔지니어는 냉각수가 설정 온도에 도달하면 회로를 끄는 온도 센서 및 릴레이가 있는 온도 조절기를 이러한 목적으로 사용합니다.
집에서 만든 디자인은 자유 통로 대신 와이어 입자 형태의 물 경로에 장애물이 있기 때문에 효율성이 다소 낮은 것이 특징입니다. 그들은 파이프를 거의 완전히 덮으므로 유압 저항이 증가합니다. 비상 상황에서는 플라스틱이 손상되거나 파열될 수 있으며 그 후에 뜨거운 물은 확실히 단락으로 이어질 것입니다. 일반적으로 이러한 히터는 추운 계절에 추가 난방 시스템으로 작은 방에서 사용됩니다.
가열 장비에 기존의 가열 요소 대신 유도 코일을 사용함으로써 더 적은 전력 소비로 장치의 효율성을 크게 높일 수 있었습니다. 유도 히터는 비교적 최근에 상당히 높은 가격으로 판매되고 있습니다. 따라서 장인은이 주제를주의를 기울이지 않고 용접 인버터에서 유도 히터를 만드는 방법을 알아 냈습니다.
