Indukcinis kaitinimas: kiek kitokia topologija

Po daugybės mėnesių atkasiau savo seną eksperimentą. Sutaisiau kas buvo musproge ir pabandžiau paleisti su kiek kitokia topologija.

Indukcinio kaitinimo blokine schema

Draiverys su savo mosfetais ir PLLas išliko tas pats. Pasikeitė tik pajungimo schema. Pagrindinis, darbinis konturas visiškai galvaniškai atriškas nuo generatoriaus (seniau buvo per kondikus). Priderinimo ir ribojimo ritė pavirto transformatorium- ji pirminėje turi apie 30 vijų (daugiagyslis laidas), antrinė- beveik viena vija. Visa kita beveik tas pats, tik panaudoti nebe rusiški kondensatoriai, o vakarietiški iš indukcinių kaitlenčių.

Indukcinio kaitinimo schema

Trafas (T1) suspaustas raudonu spaustuku- spaustukas seniau reguliavo oro tarpelį. Trafo šerdis- iš labai didelio CRT monitoriaus maitblokio. Ji dirba šiame dažnyje ir nekaista. Iš rusiško teliko skleistinės šerdis kaito. Deja, trafas turi priverstinį oro tarpelį, todėl dar ne visiškai gerai veikia. Ateityje norėsiu čia pritaikyti feritinį žiedą.
Darbinė rite (L: 1uH) ir trafo antrinė apvija (mėlynas laidas) yra standartinė 6 kvadratų varinė viela. Didesnėm galiom čia turėtu eiti varinis, vandenių aušinamas vamzdelis. Nes net per kelias minutes darbo ant 50% galios laidas kaista. O štai kondikai šalti (C: 4×0.68uF 800…1000V). Bronzinė šynutė taip pat labai kaista- nepritaikyta ji tam.
Oranžiniai laidai- trafo pirminė pajungta prie inverterio. Plonas melsvas laidas su juodu galiuku- fazės detektorius. Nors ir nėra pilno galvaninio ryšio, bet informacija nusiskaito. Pajungimą reikia teisingai išfazuoti- jei pajungūs nėra rezonanso (~96kHz), tai geriausia pakeisti trafo pirminės pajungimą. Dar matosi įtampos daliklis su keliais rezistoriais ir oscilografo gnybtas. Čia pasitikrinti ar viskas gerai- kažkiek oscilografo vaizdelio matosi filmukyje. Beja, geltona oscilograma tokia spygliuota todėl, kad nėra padorios žemės- nenorėjau oscilografo žemės kabinti prie kondensatorinio įtampos daliklio centro.


Kaip “auka" panaudota sena radio lempa. Man taip saugiau- stiklas kiek sulaiko šilumą (nes inverterio ventiliatorius stipriai pučia) ir kartu izoliuoja geležius nuo darbinės ritės.

MagnetHotHigh Voltage

32 Responses to “Indukcinis kaitinimas: kiek kitokia topologija”

  1. Administrator Says:

    Bandymas su CRT monitoriaus trafu:
    Nekaista, tačiau prie aukštos įtampos (>180V) pradeda čirkšti. Ir oscilografas rodo kažką negero. Įtariu šerdies įsisotinimą.

    Bandymas su indukcinės kaitlentės droseliu:
    trafas
    Nečirkščia ir prie 230V, tačiau šerdis kiek kaista. Tiesa, vijų santykis jaučiu per didelis.

    Kiek laiko ši lemputė dar kentės…
    trafas

  2. humax Says:

    šerdies įsisotinimas kais tai do procesas gali aprasyti?

  3. mindaugas Says:

    tai toks procesas kai serdis tampa per daug magnetiska ir susidare per dideli magnetiniai laukai neleidzia trafui normaliai dirbti. ;) tikriausiai

  4. Administrator Says:

    Šerdies įsisotinimas supaprastintai: tekant srovei apvijose susidaro magnetinis laukas.
    Magnetinis laukas įmagnetiną šerdį- sukuria magnetinį srautą. Šerdis, grubiai sakant, dirba kaip magnetinės “srovės" laidininkas. Ir šerdis sugeria srovės generuojamą galią. Tačiau, kai šerdis nebegali daugiau priimti (įsimagnetinti) pasiekiama soties srovė kai magnetinė “srovė" nebedidėja, o srovė tekanti per ritę staigiai kyla. Paprasčiausiai droselis (trafas) iš papildomos elektros srovės nebegeneruoja magnetinio srauto- troselis arba trafas pradeda trumpinti. Tiksliau gal ne trumpas, tik voltamperinė charakteristika stipriai pasikeičia (priklausomai nuo šerdies medžiagos dešimtim tūkstančių kartų…).
    Turiu gerą straipsniuką iš EDN žurnalo apie tai, tik kad angliškai ir per ~5 lapus ir dar su paveiksliukais ir formulėm. Šiaip rekomenduočiau kokį fizikos vadovėlį pasiskaityti. Aš nelabai sugebėsiu savais žodžiais papasakoti, nes ir pats gerai nesuprantu magnetizmo.

  5. mindaugas Says:

    Ačiū, Levai ir taip pakankamai išsamiai aprasiai ;)

  6. MykeX Says:

    Labas Levai gal galetum ta straipsniuka atsiust ar kaip kitaip priejima prie jo suteikt :)

  7. Administrator Says:

    EDN (http://www.edn.com/) 2009 November 26 dienos žurnaliukas, popierinis variantas (Issue 22).
    Straipsnis vadinasi “What every designer should know about magnetics in switch-mode power supplies" by Sameer Kelkar, Power Integrations.
    Pasiguglink, gal rasi pas EDN, o gal pas Power Integrations.

  8. Administrator Says:

    radau. http://www.edn.com/contents/images/6707789.pdf

  9. MykeX Says:

    Labai aciu uz greita suregavima :)

  10. Valdas Says:

    Man senai neduoda ramybės toks klausimas: kaip, naminėm sąlygom, nustatyti neaiškios markės žiedelio (naudotino, tarkim, impulsiniame stabilizatoriuje) įsotinimo srovę?

  11. Administrator Says:

    Bandžiau sukurti aparačiuką, bet nusviro rankos. Principas buvo toks: duoti srovės impulsą per apviją ant šerdies ir matuoti parametrus. Buvo bandoma pastebėti kreivės lūžį. Bet nieko gero nesigavo, nes esamom šerdimi reikėjo labai galingo impulso… Kol kas maketas numestas ant žemės…

    Va tokia pragaro mašinėlė:

    pragaro masinele

    pragaro masinele

    Iš pradžių žaidžiau su žemesne įtampą, tačiau neužtekdavo srovės. Poto prisilupinėjau visokių tranzų ir kondikų iš senų Japoniškų dažnio keitiklių ir sukonstravau tokią pragaro mašinėlę- iš laboratorinio maitblokio įkraunami didžiasroviai kondikai (3 x 1800uF, max 400V) ir per tiriamą droselį (trafą) visa energija iškraunama. Srovė nuskaitoma per srovės trafą ir stebima oscilografu. Iš pradžių bandžiau 500V 100A tranzus komutacijai, bet jie turėjo polinki į autogeneraciją. Sudeginau vieną porą. Tada radau silpnokų simistorių (triakų), jie jau veikia teisingai, tačiau bandant pasiekti soties srovę uždidinau įtampą ir tiristorius prasikiaurino. Reikės kada nors paieškoti 1000A rusiškų tiristorių/simistorių ir su jais pabandyti paeksperimentuoti…
    Kodėl tiristorius? Todėl kad jei jungti su kokiu jungikliu, tai skerkos kaip eina į visas puses…

  12. Valdas Says:

    Ko gero, tas geltonas srovės trafas ir yra „bandomasis triušis“… na man kilo idėja: kam dar didinti srovę, juk galima daugiau vijų pirminėje – gausis didesnis srautas…
    Na ir srovė… o aš jaudinaus kad panašios išvaizdos žiedelis, ar kažkoks feritinis žiedukas iš modemo nebus tinkamas stabilizatoriukui su MC33063 prie max 1A :D

  13. Administrator Says:

    Nea, bandomasis triušis prie raudonų laidų. Geltonas tai tik srovės trafas. Kitas bandytas trafukas tai tas dryžuotas raudonai-baltas.

  14. GT Says:

    O man atrodo, kad cia pasireiskia “skin" efektas. Pabandyk apvijoms panaudoti “litcendrata" - daug plonu laidu supintu i viena. Dideliu monitoriu trafuose ir droseliuose butinai naudojamas. Nereikes jokio ausinimo vandeniu.

  15. Administrator Says:

    nea, čia ne skin efektas- pati šerdis kiek kaista. Laidai aišku kaista, bet jie nespėja užkaitinti šerdies (taip manau).
    Dabar kiek perdariau per šias dienas- panaudojau didesnį trafą išardomą. Pirminę suvyniojau iš kokių 6×0.5mm vielos (tavo litcendratas), kaip antrinė eina vario skarda per visą trafo lango plotą.
    Pakeičiau mosfetus iš senoviškų industrinių 4x K2487 (jie buvo laikinai sudėti) į kiek stipresnius 2x 10N120BND (čia IGBT su integruotu UF diodu ir įtampos bei srovės “kiek" didesnės- Nec'ai prie 200V jau ėjo šaibom.
    Dabar įtampą “laiko", tačiau padidinus įtampą, srovė per antrinę taip padidėjo kad viskas ėmė kaisti. Kiba reikės galvoti apie aušinimą vandeniu.

    induction heating transformer design
    Ta varinė skarda ir jungiamieji 6 kvadratų laidai labai karšti.

    induction heating transformer design
    Pirminė apvija šalta, tačiau įtariu, kad apvijų skaičius kiek per didelis. Dabar apie 24 vijos.


    Kai užkaista, pasigirsta 50/100Hz burzgimas ir dar ta radio lempa pradeda vibruoti ir šokinėti.

  16. Administrator Says:

    Kad patikrinti ar paneigti skin efekto įtaką antrinėje apvijoje padariau eksperimentą:

    high power transformer design for induction heating
    Trafukas tas pats, tik vietoje skardos panaudojau daug 0.5mm diametro storio laidelių. Bendras storis kiek daugiau nei 6 kvadratai. Tiesa pasakius, laidas ant tiek storas, kad nelenda į gnybtą skirta 10 (ar daugiau) kvadratų vielai.

    high power transformer design for induction heating
    Čia kiek geriau matosi trafo konstrukcija. Laideliai izoliuoti, tik galai sulituoti ir sukišti į bronzines jungtis.

    Laidas dar labiau karštesnis. Manau dėl to, kad paviršiaus plotas mažesnis nei skardos ir trafo apipūtimas nėra tobulas. Tikrai reikia vamzdelių sistemos. Tačiau netiks ši šerdis. Suradau panašias šerdis kaip telikų skleistinės trafuose. Kadangi ant šerdies užrašai 3C81 tai gal tai ferito markė… Tada galiesiu bent paskaičiuoti ką nors.

    O čia kad negalvotumėt, kad šildau tik lemputes:


    (srovė dar apribota- gaila tranzų ir dar konstrukcija netobula).

  17. Valdas Says:

    Kiek šis įrenginys naudoja tinklo galios?

  18. Administrator Says:

    Dar nematavau, bet spėju kad kol kas ~300 … 500W. Nes saugikliai stovi apsauginiai ant darbastalio. Tikslas- išsipumpuoti iki kelių kilovatų. Tada metalas turi išsilydyt.

  19. kotryna Says:

    O tai paaiskinkit ar indukcines kaitlentes taip pat paveikia molekuline struktura maisto kaip ir mikrobange?

  20. Administrator Says:

    LOL. Net mikrobanginė neveikia “molekulinės struktūros"… O šiai, indukcinė kaitlentė kaitina tik geležines keptuves, jokios “bangos" iki maisto nedaeina. O jei ir daeitu, niekaip nepaveitu- nes tokio dažnio bangom organika yra visiškai permatoma.

  21. kotryna Says:

    Tavo nuomone sis teiginys klaidingas?

    “Maistas ruošiamas mikrobangų krosnelėje energetiškai suplėšomas, suardomi azotiniai proteino junginiai ir visa maisto ląstelių struktūra"

  22. kotryna Says:

    Jus nepykit, gal as cia ne visai i sito straipsnio tema, taciau as domiuosi elektromagnetinem bangom ir ju poveikiu zmogaus organizmui ir aplinkai.
    Ir dabar gavau tema “Indukcines kaitlentes". Turiu pagrist arba paneigt jos veikimo principa lyginant su mikrobange ir elektrine kaitlente, na zodziu skirtumai, sveika nesveika ir t.t O apie jas internete info mazai, ta tiksliau apie butent poveiki maistui. Ir vis bandau gaut naudingos ir aiskios info is tu , kas tai supranta gerai.

  23. Administrator Says:

    Atsakymas į pirmą Kotrynos komentarą: “suardomi azotiniai proteino junginiai"- taip, kaip ir bet kurie baltymai termiškai apdorojant. Taip suplėšyti baltymai žymiai lengviau įsisavinasi organizme. Varojant žalius baltyminius produktus (gyvulinės kilmės) reikia rimto “skrandžio", kad chemiškai atlikti tą “ardymą".
    Atsakymas į antrą klausimą: mikrobangė- 2 500 000 000 Hz pas mikrobange ir 25 000 - 40 000 Hz pas indukcine kaitlente. Aukštas dažnis judina vandens molėkules (ir taip jau gavosi, kad šis dažnis geriausiai ir kabina vandenį) ir atsispindi nuo metalo plokštumos. Tuo tarpu indukcinės kaitlentės dažnis praeitu pro mėsą be jokių pokyčiu ir stipriai kaitintu metalą fuko srovėm. Tai visiškai skirtingi kaitinimo principai.
    Tuo tarpu elektrinė (konvekcinė ar radiacinė-grilius) kaitlentė veikia dar kitu principu- ten energija šilumos ir IR spinduliu pavidalu pernešama į kitą objektą.
    Dėl kenkimo sveikatai- nėra pastebėtas koks nors poveikis naudojant TVARKINGUS prietaisus. Mikrobangos paprastai nepabėga iš Faradėjaus dėžės, o indukcinės krosnys jau daugybę metų naudojamos pramonėje ir nebuvo pastebėtu kažkokių poveikių tiesiogiai susijunsiu su elektromagnetinėm bangom.
    Šias problemas reikėtų nagrinėti kompleksiškai ir tą analizę turi būtinai atlikti du specialistai- medikas ir fizikas. Po vieną jie negali atsakyti į kenksmingumo klausimą. O literatūroje dažnai būna butent vieno žmogaus nuomone. Ir kas baisiausia, kokio nors idioto, kuris neturi nei medicinio nei techninio išsilavinimo. Arba kokio nors išpindėjusio profesoriaus senatvinės demencijos rašiniai :)

    O iš praktikos- buvau ikišęs pirštą į tą ritę… dar lankstosi ir šiaip nieko nepajutau. Kaip ir tūkstančiai kitų žmonių. Su mikrobangom reikia elgtis atsarigiau- nors jų isiskverbimo gylis tik keli centimetrai, tačiau terminis (būtent terminis) poveikis gali būti pavojingas. Pvz. sufokusuotas mikrobangės srautas gali koaguliuoti akies skaidrias detales (kai kiaušinio baltymą), o skausmas ateis tik žymiai vėliau. Beja, mikrobangų poveikis pvz. į ranką būtent jaučiamas kaip karštis. Poveikis lygiai toks pats- nudegimai.

  24. kotryna Says:

    Taip, is tikruju jusu tiesa. Vienos srities specialistas gali papasakoti tik is savo puses, o visada norisi viska suzinoti is visu pusiu.
    O jei ziurint is fizikos puses, indukcine maziau kenksminga zmogui nei elektrine?
    Dekui uz issamu atsakyma.

  25. Administrator Says:

    “elektrinė" tai kuri? Nes jos visos elektrinės. Šiaip, jos visos panašiai pavojingos, su visom galima apsiplikyti :)
    O ten ju specifinis pavojingumas tokiom mažom procento dalim skiriasi, kad manau tai nėra svarbu. Gi niekas su kirviu neprakerta mikrobangės ir nekiša ten savo galvos. O jei pvz. ant veikianti indukcinė bus su mažu puodu ir jame koks metalistas (čia muzikos ir gyvenimo stiliaus megėjas) prikiš savo liežuvi su geležiniu auskaru… :P O ant paprastos konvekcinės kaitlentės galima delną padėti… irgi pavojus.

  26. kotryna Says:

    Na as turejau omeny pavojinguma butent veikimo principa, elektrobangom , ir konvekcija

  27. Audrius Says:

    laba diena,
    turiu du maitblokius
    1. 0-64V ir 0-12A islygintos sroves
    ir 2.
    0-20 V ir 0-400 A kintamos.

    noriu pasigamint “kaitintuva" terminiam apdirbimui, kad galima but ikaitint 20 mm strypa pvz. Ar is “sroto" galima ka surinkt?

  28. Romanas Says:

    Sveiki, paskaitinejus jusu darbus sudomino ''Indukcinis kaitinimas''
    Ar kas nors is cia surpantanciu apie ''Indukcinis kaitinimas'' galetu sukonstruoti man toki irenginuka, atsiliginciau.
    Skype: romanas66
    romano.savicko@gmail.com

  29. Darius Says:

    Sveiki, buvo įdomu paskaityti apie sį indukcinį kaitinima. Norejau paklausti nors ne i tema, bet ar gali itakoti mosfetu kaitima jai feritinis ziedas persisotina ir ka tai duoda mosfetui, kad jis kaista? jai tai itakoja, is anksto dekui.

  30. Administrator Says:

    Jei įsisotintu žiedas, srovė per apvijas (ir mosfetus) stipriai didėtu. Tačiau čia panaudoti mosfetai kurie laiko gana didelę srovę. Greičiau išlėktu saugikliai ar nudegtu takeliai…
    Tokias srovės anomalijas lengva pastebėti su oscilografu- normaliai srovė kyla po truputi, nors įtampa paduota impulsu. Kai įsisotina, trafas (droselis) kaip ir dingsta iš grandinės, ir srovė kyla šuoliškai.

    srove
    Čia bandžiau tai užfiksuoti. Čia to efekto nėra. Jei būtų, grafikas šuoliškai kiltu statmenai į viršų.

    O temperatūra mosfetui nėra gerai. Dėl jų karsčio keičiasi parametrai, rodos netgi didėja vidinė varža, ko pasekoje jie dar labiau kaista ir prasideda lavininis procesas kuris baigiasi fejerverkais.

  31. Darius Says:

    Aisku, man tai keista lyg ir sutvarkiau impulsinuko mosfetu valdyma ant ekspewrimentines plokstes - ne kaista, rodo Vp-Vp -26 iki 29 kazkur tas ciklas,o kai prijungiu i sistema su trafu pradeda kaisti mosfetai del to ir klausiau ar imanoma, kad nuo trafo (feritinio ziedo) gali kaisti jis, nors pirmine suvinojau po du laidus 5-ias vijas ant ziedo gal cia klaida…

  32. Administrator Says:

    Reikia osciloskopo. Gali kaitinti spaikai arba reaktyvinės srovės. Kaip elgiasi droselis- nuo impulso jis kaupia energiją, kai atjungiama įtampa jis NENORI, kad srovė nutrūktu. Todėl droselis KELIA įtampą kurią nori grąžinti į tranzus. Jei niekas tos energijos nepasiima, prasideda bėdos- aukštos įtampos spaikai. O dar būna, kad sukaupt droselio energija grąžinama į maitblokį per tranzus- tai reaktyvinė srovė. Nesvarbu, kad tranzistoriai jau užsidarė- liko body diodai, per kuriuos teka srovė. O kartais nuo tokių srovių ir įtampų mosfetai staga pavirsta tiristoriais ir viską užtrumpina. Jei galios nedaug, o tranzistoriai stiprūs, visa tai pasireiškia tik karščiu.

    Tokia rezonansinė grandinė BE APKROVOS labai negražiai elgiasi- įtampos ir srovės schemoje artėja prie teorinių begalybių ir viską nafig degina. :)

    spaikai
    Nelabai radau gerą iliustraciją. Geltona linija. Ji turi būti stačiakampė, bet pradžioje ji kiek pavibruoja, o išjungiant šoka į neigiamą įtampą. Ten minus keliasdešimt voltų ant droselio! Jei nebutu žalios linijos, kuri uždaro droselio galą į žemę, tas neigiamas spaikas būtų dar didesnis.

Leave a Reply

Bot-Check (Jei ne skaičiai spauskit refresh. Tik oranžinius naudoti.)

Unhappy Tikbalang