Индукционный нагреватель болтов

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро  можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений.

На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Скачать схему индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Скачать печатную плату индукционного нагревателя в формате lay

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2  размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Чтобы охлаждать радиаторы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт такого охлаждения вполне достаточно. Если захотите поднять напряжение от 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, поставьте более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например от отопителя салона ВАЗ 2107. Желательно сделать металлическую шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на печатной плате следует усилить медной проволокой, напаянной сверху.

А теперь самое интересное… Испытания индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового автомобильного аккумулятора. Другого источника питания способного выдавать большие токи у меня просто нет. Лезвие от канцелярского ножа нагрелось до красна за 10 секунд. А это хороший результат, если учесть, что индуктор запитан всего от двенадцати вольт!

Друзья! Если хотите собрать индукционный нагреватель своими руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора обязательно используйте мощный источник питания лучше всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

• Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
• Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
• Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
• Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или аналогичные 2 шт.
• Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
• Дроссели от компьютерного БП желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
• Колодка клемная для провода сечением 16 мм² 2 шт.
• Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
• Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
• Радиатор чем больше, тем лучше 2 шт.
• Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
• Трубка силиконовая 2 метра
• Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Рекомендую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками

Идея нагревать металл вихревыми токами Фуко, возбуждаемыми электромагнитным полем катушки, отнюдь не нова. Она давно и успешно эксплуатируется в промышленных плавильных печах, кузнечных мастерских, бытовых нагревательных приборах – плитах и электрокотлах. Последние довольно дороги, так что домашние умельцы не оставляют попыток сделать индукционный нагреватель воды своими руками. Наша задача – рассмотреть работоспособные варианты самодельных устройств и разобраться, можно ли применять их для отопления дома.

О принципе индуктивного нагрева

Для начала разъясним, как функционируют электрические индукционные нагреватели. Переменный ток, проходя по виткам катушки, образует вокруг нее электромагнитное поле. Если поместить внутрь обмотки сердечник из магнитящегося металла, то он станет нагреваться вихревыми токами, возникающими под воздействием поля. Вот и весь принцип.

Важное условие. Чтобы металлический сердечник нагревался, катушка должна питаться переменным током, меняющим знак и вектор поля с высокой частотой. При подаче на обмотку постоянного тока вы получите обыкновенный электромагнит.

Сам нагревательный элемент носит название индуктора и является главной частью установки. В отопительных котлах он представляет собой стальную трубу с протекающим внутри теплоносителем, а в кухонных плитах – плоскую катушку, максимально приближенную к варочной панели, как изображено далее на фото.

Вторая часть индукционного нагревателя — схема, повышающая частоту тока. Дело в том, что напряжение с промышленной частотой 50 Гц малопригодно для работы подобных устройств. Если присоединить индуктор к сети напрямую, то он начнет сильно гудеть и слабо прогревать сердечник, причем вместе с обмотками. Чтобы эффективно преобразовывать электричество в теплоту и полностью передавать ее металлу, частоту нужно повысить минимум до 10 кГц, чем и занимается электросхема.

В чем заключаются реальные преимущества индукционных котлов перед ТЭНовыми и электродными:

1. Деталь, нагревающая воду, — это простой кусок трубы, не участвующий в электрохимических процессах (как в электродных теплогенераторах). Поэтому срок службы индуктора ограничивается только работоспособностью катушки и может достигать 10—20 лет.
2. По той же причине элемент одинаково хорошо «дружит» со всеми видами теплоносителей – водой, антифризом и даже машинным маслом, разницы нет.
3. Внутренности индуктора не покрываются накипью в процессе эксплуатации.

Примечание. С индукционными котлами связано множество мифов. Например, продавцы утверждают, что они экономичнее других электрических обогревателей на 10—20%, хотя в действительности КПД всех электрокотлов равен 98%. Список преимуществ ограничивается тремя вышеперечисленными пунктами, остальное – реклама.

Варианты самодельных устройств

На просторах интернета размещено достаточное количество разнообразных конструкций, создаваемых для различных целей. Взять индукционный малогабаритный нагреватель, сделанный из компьютерного блока питания 250—500 Вт. Модель, показанная на фото, пригодится мастеру в гараже или автосервисе для плавки стержней из алюминия, меди и латуни.

Но для отопления помещений конструкция не подойдет по причине малой мощности. В интернете есть два реальных варианта, чьи испытания и работа засняты на видео:

• водонагреватель из полипропиленовой трубы с питанием от сварочного инвертора либо индукционной кухонной панели;
• стальной котел с нагревом от той же варочной панели.

Справка. Существуют и другие, полностью самодельные конструкции, где преобразователи частоты умельцы собирают с нуля. Но для этого нужны знания и навыки в области радиотехники, поэтому рассматривать их мы не будем, а просто приведем пример такой схемы.

Теперь давайте подробнее разберем, как делаются индукционные нагреватели своими руками, а главное, — как они потом функционируют.

Изготавливаем нагревательный элемент из трубы

Если вы плотно занимались поиском информации по данной теме, то наверняка столкнулись с этой конструкцией, поскольку мастер выложил ее сборку на популярном видеоресурсе YouTube. После чего многие сайты разместили текстовые версии изготовления этого индуктора в виде пошаговых инструкций. Вкратце нагреватель делается так:

1. Внутрь трубы из полипропилена диаметром 40 мм и длиной 50 см наталкиваются металлические ершики для мытья посуды (можно рубленую проволоку — катанку). Они должны притягиваться магнитом.
2. К трубе припаиваются отводы с резьбами для подключения к отопительной сети.
3. Снаружи вдоль корпуса приклеиваются 4—5 стержней из текстолита. На них наматывается провод сечением 1.7—2 мм² со стеклоизоляцией, применяющийся в сварочных трансформаторах.
4. Варочная панель разбирается и «родной» индуктор плоской формы демонтируется. Вместо него подключается самодельный нагреватель из трубы.

Важный нюанс. Длину и сечение провода для намотки катушки следует определять по штатному индуктору печки, чтобы она соответствовала мощности полевых транзисторов в электросхеме. Если взять больше провода, то упадет мощность нагрева, меньше – перегреются и выйдут из строя транзисторы. Как это выглядит визуально, смотрите на видео:

Как нетрудно догадаться, роль нагревательного элемента здесь играют металлические ершики, находящиеся в переменном магнитном поле катушки. Если запустить варочную панель на максимум, одновременно пропуская через импровизированный котел проточную воду, то ее удастся нагреть на 15—20 °С, что и показали испытания агрегата.

Поскольку мощность большинства индукционных плит лежит в пределах 2—2.5 кВт, то с помощью теплогенератора можно обогреть помещения общей площадью не более 25 м². Есть способ увеличить нагрев, подключив индуктор к сварочному аппарату, но здесь есть свои сложности:

1. Инвертор выдает постоянный ток, а нужен переменный. Для подсоединения индукционного нагревателя аппарат придется разобрать и найти на схеме точки, где напряжение еще не выпрямлено.
2. Нужно взять провод большего сечения и подобрать число витков путем расчета. Как вариант, медную проволоку Ø1.5 мм в эмалевой изоляции.
3. Понадобится организовать охлаждение элемента.

Проверку работоспособности индуктивного водонагревателя автор демонстрирует в своем видео, представленном ниже. Испытания показали, что агрегат требует доработки, но конечный результат, к сожалению, неизвестен. Похоже, что умелец оставил проект незавершенным.

Как собрать индукционный котел

В этом случае дешевую китайскую плиту разбирать не нужно. Суть в том, чтобы сварить по ее размерам котловой бак, руководствуясь пошаговой инструкцией:

1. Возьмите стальную профильную трубу 20 х 40 мм с толщиной стенки 2 мм и нарежьте из нее заготовок по ширине панели.
2. Сварите трубки между собой по длине, стыкуя меньшими сторонами.
3. Сверху и снизу к торцам герметично приварите железные крышки. Сделайте в них отверстия и поставьте патрубки с резьбами.
4. К одной из сторон прикрепите сваркой 2 уголка, чтобы они образовали полку для индукционной печки.
5. Покрасьте агрегат термостойкой эмалью из баллончика. Подробнее процесс сборки показан в видеоролике.

Окончательная сборка и запуск заключается в монтаже котла на стену и его врезке в систему отопления. Варочная панель вставляется в гнездо из уголков на задней стенке бака и подключается к электросети. Остается заполнить систему теплоносителем, стравить воздух и включить нагрев индуктора.

Здесь вас подстерегает та же проблема, что встречалась с предыдущей моделью. Несомненно, индукционный нагрев будет работать, но его мощности 2.5 кВт хватит для обогрева парочки небольших комнат при морозе на улице. Осенью и весной, когда температура не опустилась ниже нуля, самодельный котел сможет отопить площадь 35—40 м². Как его правильно подключить к системе, смотрите в очередном видеосюжете:

Выводы и рекомендации

Мы намеренно представили варианты индукционных водонагревателей несложной конструкции, чтобы каждый желающий мог сделать подобный агрегат своими силами. Но остался вопрос, нужно ли заниматься этим делом и тратить собственное время. На этот счет есть ряд объективных соображений:

1. Пользователи, не разбирающиеся в электрике и радиотехнике, вряд ли смогут добиться увеличения мощности нагрева свыше 2.5 кВт. Для этого придется собрать схему преобразователя частоты.
2. КПД индуктора ничуть не выше, чем у других электрических котлов. Но собрать нагреватель с ТЭНами гораздо проще.
3. Если у вас не завалялась дома индукционная панель, то потребуется ее купить примерно за 80 у. е. Столько стоят дешевые китайские изделия в интернет-магазинах. За те же деньги продаются готовые электродные котлы мощностью до 10 кВт.
4. Электроплиты оснащаются автоматикой безопасности, отключающих бытовой прибор спустя 1 или 2 часа работы. Это доставляет неудобство при эксплуатации.
5. Если в силу разных причин теплоноситель вытечет из самодельного теплогенератора, то нагрев не прекратится. Это чревато пожаром.

Конечно, вы можете обойтись без дорогих покупок, досконально разобраться в конструкции и смастерить индукционный нагреватель с нуля. Но выполнить все бесплатно не получится, ведь потребуется приобрести комплектующие для схемы. Заметьте, что бонусы от подобного отопительного агрегата невелики, так что всерьез браться за его изготовление с целью обогрева частного дома нецелесообразно.

Время чтения:4мин.

Автомобилистам и мастерам, работающим с металлами, иногда требуется нагревать металлические предметы. Для этих целей удобно использовать прибор, который создает индукционное поле. Помещенные в такое поле металлы быстро нагреваются докрасна. Это позволяет выкрутить заржавевший болт, согнуть стальной прут, закалить лезвие или жало отвертки.

Содержание

Функции и область применения индукционных нагревателей для болтов и гаек

Индукционный нагреватель используется для беспламенного нагрева прикипевших болтов и гаек. Хотя помимо болтов и гаек им нагревают и другие детали, в зависимости от целей использования.

Индукционный нагреватель предназначен для:

• облегчения снятия покрывшихся коррозией и прикипевших метизов и металлических деталей;
• выравнивания незначительных вмятин, к примеру, автомобильного кузова;
• демонтажа сайлентблоков;
• снятия виниловой пленки, а также подготовки поверхности перед ее наклеиванием;
• монтажа и демонтажа подшипников.

Характеристики и особенности

С его помощью можно нагревать любые металлические детали. Под воздействием индукции деталь нагревается локально. Рядом расположенные участки не подвергаются серьезному температурному воздействию. Поэтому индукционный нагреватель для болтов имеет преимущество перед приборами, которые часто используются автовладельцами для аналогичных целей, в частности паяльной лампой, газовой горелкой. Помимо этого, вышеперечисленные приборы являются источником открытого пламени, а значит, создают угрозу возникновения пожара, также как и болгарка, если вдруг придется резать болт – в процессе образуются искры. Ударные инструменты, типа гайковерта, могут повредить метиз механически. Использование индукционного нагревателя гораздо выгоднее, безопаснее и проще с этой точки зрения.

Преимущества бытовых приборов:

• компактный;
• универсальный;
• безопасный;
• отсутствует открытый огонь;
• удобно пользоваться;
• подходит для использования в труднодоступных местах;
• сокращает временные и финансовые затраты.

Читайте также:  Как правильно выбрать болты и гайки для литых дисков

Характеристики приборов сильно варьируются, что отражается на их стоимости. Недорогие приборы китайского производства стоят в пределах 1000 рублей. Рабочая мощность таких приборов равна примерно 100 Вт. Для нагрева прикипевших болтов и закалки небольших предметов этого достаточно. Их конструкция максимально простая:

• моп-транзистор – 2 шт.;
• высокоскоростной диод – 2 шт.;
• внешняя катушка.

Пиковая сила тока такого прибора – 12 А, мощность – 150 Вт. На нагрев кончика отвертки диаметром 6 мм (докрасна) уходит 2 мин, болта – 3 мин, болта с гайками – 4 мин.

Более продвинутый аппарат, относящийся к профессиональным, будет стоить гораздо дороже, но и характеристики его на несколько порядков выше. Например, профессиональный ручной индукционный нагреватель BETEX iDuctor 1 имеет следующие параметры:

• выходная мощность – 1200 Вт;
• подсветка рабочей зоны;
• защита от влаги;
• звуковой сигнал;
• рабочая температура – -5 – +40°

В комплектацию входят:

• индуктор-коврик – 1 шт.;
• гибкий индуктор;
• спиральные индукторы разного размера – 8 шт.;
• U-образный индуктор – 1 шт.;
• термозащитные перчатки.

Стоимость этого прибора превышает 100000 рублей.

Индукционный нагреватель болтов своими руками

Из-за значительной стоимости индукционных нагревателей мастера предпочитают собирать их самостоятельно. Для человека, разбирающегося в электрических схемах, умеющего проводить расчеты и работать паяльником, – задача вполне реальная.

Некоторые делают нагреватель из микроволновки, а точнее из старого прибора вынимают питающий трансформатор, разбирают его, подсоединяют провод сечением 35 мм² с двумя клеммами на концах. Получается мощный прибор, который не только практически моментально нагревает метиз, но и может расплавить его. Но такой нагреватель относится к контактным, а не индукционным. Подробно о его изготовлении ниже:

Основным элементом индукционного нагревателя является катушка, в которую помещаются нагреваемые детали.

Для удобства желательно сделать плату, чтобы качественно закрепить все элементы. Читайте также:  Развальные болты Форд Фокус 2

Конкретный пример изготовления:

1. Транзисторы ставятся на два отдельных радиатора. В схеме используются транзисторы IRFP.
2. Также в плату впаяны 2 входных дросселя. Сердечник для дросселя можно брать от компьютерного блока питания, с вторичных цепей. Старую обмотку нужно смотать и намотать обмотку проводом сечением примерно 1-2 мм² по 25 витков.
3. Для защиты схемы устанавливают предохранитель.
4. Стабилизатор напряжения 12 В – для питания вентилятора охлаждения.
5. Светодиод – для индикации питания.
6. Между радиаторами устанавливают быстродействующие диоды.
7. Между лопастями радиатора ставят стабилитроны и резисторы на 10 кОм.
8. Конденсаторы контура – 7 шт.
9. Индукционная катушка на 7 витков сделана из трубки диаметром 5 мм и намотана на оправе около 4,5 см. Схема с такой катушкой работает на частоте 170 кГц.

Конденсаторы набраны на глаз:

• 1 мкФ 250 В – 2 шт.
• 470 нФ – 2 шт.
• 470-330 нФ – 3 шт.

Общая емкость – около 4 мкФ.

Лучшие результаты работы прибора достигаются при питании 24 В.

Блок питания на 24 В сделан из трансформатора лампового телевизора. Нужно перемотать обмотку, намотать толстым проводом из вторички. В данном случае получается две обмотки по 16 В. Они подключены последовательно и в общем дают 32 В. На радиаторе установлен диодный мост. Трансформатор подключается к схеме через сглаживающий конденсатор.

Для установки не годятся конденсаторы без маркировки 470 мкФ. Они нагреваются и взрываются. MPP также сильно разогреваются.

Наиболее подходят конденсаторы:

• WIMA MKP10;
• MKP;
• GPF;
• KMP.

Они не нагреваются сильно.

Прибор может справиться не только с тонкими металлами, но и с толстыми, например прутом на 10 мм, но для этого необходимо запитывать систему от источника питания, выдающего значительную силу тока. Например, для нагрева такого прута необходима сила тока 20 A от последовательно подключенных автомобильных  аккумуляторов на 12 В. За 15 секунд прут раскаляется докрасна. С установленным блоком питания времени потребуется больше – около 40 секунд.

Читайте также:  Гайки-секретки на колеса подбор по автомобилю

Особой сложности в изготовлении индукционного нагревателя болтов нет, но необходимо найти рабочую схему и собрать прибор в строгом соответствии с ней. Нужны также хотя бы начальные знания в области радио- и электротехники. Даже у опытных мастеров не всегда получается сделать устройство с желаемыми характеристиками, потому что схема недостаточно продумана или допущены ошибки.

Используемые источники:

• https://sdelaitak24.ru/%d0%b8%d0%bd%d0%b4%d1%83%d0%ba%d1%86%d0%b8%d0%be%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9-%d0%bd%d0%b0%d0%b3%d1%80%d0%b5%d0%b2%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8c-%d1%81%d0%b2%d0%be%d0%b8%d0%bc%d0%b8-%d1%80%d1%83%d0%ba/
• https://otivent.com/indukcionnyj-nagrevatel-svoimi-rukami
• https://krepezhinfo.ru/induktsionnyy-nagrevatel-boltov/