Автотрансформаторы 125000\/220

Индуктор пока уступает газу только при выпечке, когда необходим равномерный прогрев со всех сторон. Видео: неудавшийся индукционный нагреватель из кухонной плиты В заключение Итак, индукционные электроприборы для подогрева воды и приготовления пищи лучше покупать готовые, дешевле и проще выйдет. А вот завести самодельную индукционную тигельную печку в домашней мастерской не помешает: станут доступными тонкие способы плавки и термообработки металлов.

Нужно только помнить о ППЭ с СВЧ и строго соблюдать правила конструирования, изготовления и эксплуатации. © КлубПечников.Ру - Цитирование отдельных фрагментов текстовых материалов сайта в сторонних источниках и разменщение изображений в некоммерческих целях возможно при указании активной ссылки на clubpechnikov.ru. Прямое воспроизведение статей, использование авторских изображений и проектов в коммерческих целях - только по согласованию с редакцией.

Публикуемые материалы являются интеллектуальной собственностью владельцев сайта, либо основаны на данных из открытых источников, (или используются с автотрансформаторы 125000\/220 собственника).

Простой лабораторный инвертор для индукционного нагрева.

В статье подробно описана схема, конструкция и приведены советы по изготовлению лабораторного инвертора, предназначенного для индукционного нагрева и плавки.

Инвертор может быть легко интегрирован в существующее оборудование лабораторных установок (трубчатые печи, прогреваемые трубопроводы, нагрев электропроводных тиглей и т.п.). Он может автотрансформаторы 125000\/220 использоваться автономно для закалки и плавки (в том числе - во взвешенном состоянии) небольших образцов металлов и сплавов (несколько грамм). Мощность инвертора регулируется от 0 до 2 кВт, диапазон рабочих частот – от 60 кГц до 300 кГц, питание – от сети 220В.

Инверторами называют устройства, обратные выпрямителям, т.е. - преобразователи постоянного напряжения в переменное.

Обычно термин «инвертор» используется более узко: генератор переменного напряжения, используемый в качестве источника питания.

Выходное напряжение инвертора может быть как промышленной частоты (50 Гц), так и повышенной (десятки, сотни кГц и выше).

Одно из важнейших преимуществ источников питания повышенной частоты это резкое уменьшение массогабаритных параметров трансформаторов. Другой положительный момент связан с тем, что переключающие силовые элементы инверторов работают в ключевом режиме, т.е. основная часть потерь энергии происходит лишь в моменты переключения. Таким образом, современные быстродействующие полупроводниковые ключи ограничение тока в инверторе позволяют существенно увеличить кпд преобразователей, приближая его для некоторых конструкций к 100%. Быстрое развитие и удешевление элементной базы силовой электроники привело к тому, что некоторые классы инверторов прочно заняли свои ниши уже даже в быту. Это мощные импульсные блоки питания современных персональных компьютеров, электронные балласты для люминесцентных ламп, сварочные инверторы и бытовые индукционные электроплитки. Доступность и умеренная цена транзисторных инверторов также могли бы способствовать более широкому их внедрению и в практику физико-химического эксперимента.

Вот далеко не полный список возможных приложений инверторов в экспериментальной лаборатории. Источники питания для печей с низкоомными трубчатыми нагревателями. Источники питания дуговых разрядов (плазмохимические реакторы с дуговым разрядом, электродуговая плавка).

Источники питания высоковольтных неравновесных автотрансформаторы 125000\/220 (импульсные разряды, высокочастотные коронные и дуговые разряды, барьерные разряды (озонаторы)). Индукционный нагрев (индукционные печи, закалка, плавка). К сожалению, приобрести за разумную цену универсальный инвертор мощностью несколько киловатт с регулируемой частотой преобразования до двух-трех сотен килогерц – задача практически неразрешимая. Таких просто нет в продаже по вполне понятным причинам. Во-первых, очень непроста разработка такого универсального инвертора, пригодного к серийному автотрансформаторы 125000\/220. Во-вторых, у таких унифицированных инверторов нет непосредственного применения в быту. Поэтому производителям бытовой техники проще и дешевле использовать специализированные решения для каждого класса задач (сварка, электропитание, балласты и т.д.).

Повышающий lm2577 преобразователь напряжения

С другой стороны, для исследовательской лаборатории универсальность и гибкость оборудования – обычно один из самых важнейших критериев, часто перевешивающий остальные. Это несколько смещает акценты в сторону универсальных решений. Конечно, в ряде случаев можно попытаться приспособить некоторые бытовые решения для исследовательских задач. Например, можно приобрести и модифицировать готовый сварочный инвертор для питания низковольтной элитех сварочный аппарат 220 дуги.

Это может оказаться дешевле, чем изготавливать инвертор в непрофильной лаборатории. Или можно переоборудовать компьютерный блок питания для получения среднечастотного инвертора на пару сотен ватт. Но грамотное выполнение таких задач потребует от экспериментатора квалификации не меньше, чем изготовление собственного инвертора, а гибкость и универсальность полученного решения будет весьма невелика. Приведем еще несколько соображений, почему изготовление самодельного лабораторного инвертора может оказаться неплохим решением. Во-первых, «нагрузка» на лабораторный инвертор обычно существенно меньше, чем на бытовые или промышленные образцы.

Поэтому лабораторный инвертор может представлять собой скорее макет (прототип), чем промышленный образец, готовый к серийному производству. Во-вторых, в условиях обычной исследовательской экспериментальной лаборатории нет таких жестких требований к надежности и экономичности устройства, как в промышленности или в быту. Это существенно «облегчает обвязку», связанную с автоматическим контролем функционирования устройства, защитой от внештатных ситуаций и перегрузок. Этот фактор становится еще более весомым, если учесть, что автотрансформаторы 125000\/220 с этим оборудованием будет вестись достаточно квалифицированным персоналом. В-третьих, поскольку речь не идет о серийном выпуске отработанного прототипа, то силовые комплектующие можно взять с большим избыточным «запасом прочности».

Одновременно можно упростить и схемотехнические решения, повышающие надежность устройства. Ну и, наконец, универсальный лабораторный инвертор может (как «конструктор») представлять собой набор отдельных модулей, часть из которых может быть выполнена в виде макетов с навесным монтажом, упрощающих их модификацию, анализ и ремонт. Модернизация и развитие этих модулей («обвязка» защитными и диагностическими цепями, автоматизация защиты и контроля) в условиях ограниченного бюджета может проводиться постепенно, лишь по мере необходимости. С автотрансформаторы 125000\/220 этих соображений в лаборатории плазмохимии ИХХТ СО РАН был разработан и изготовлен прототип лабораторного инвертора, описанию которого посвящена данная статья.

Инвертор может работать в диапазоне частот 60-300 кГц, мощность (для полумоста) – до 2 кВт.

Все модули и основные технические детали рассмотрены с детализацией, достаточной для воспроизводства устройства автотрансформаторы 125000\/220 квалифицированным экспериментатором, не имеющим специальной подготовки в области силовой электроники.

В конце статьи приводятся примеры практического использования макета для нагрева и плавки. Различные варианты инверторов подробно описаны литературе [1, 2].

В данной статье речь пойдет о так называемом двухтактном «полумостовом» инверторе. Блок-схема полумостового инвертора представлена на рис.1.

Сетевое напряжение выпрямляется и подается на конденсатор C, к которому подключен силовой модуль.

Силовой модуль содержит два полупроводниковых ключа (K1 и K2) и конденсаторный делитель (C1 и C2).

Нагрузка подключается к общим точкам ключей и конденсаторов делителя. При помощи модуля управления ключи K1 и K2 включаются/выключаются попеременно с заданной частотой, подключая связанный с ними конец нагрузки то к верхней (по схеме), то к нижней шине питания.

В результате на нагрузке получается переменное напряжение с амплитудой, равной половине напряжения питания. Работа такого идеального инвертора, состоящего из идеальных ключей, действительно выглядит довольно просто. Проблемы начинаются тогда, когда мы приступаем к изготовлению реального инвертора из реальных компонентов. Эти проблемы приводят не только к усложнению схемотехнических решений, но и формируют вполне определенные требования к типу используемых компонентов, качеству монтажа, правилам компоновки, запуска и отладки. Без учета большинства этих требований сделать работоспособный инвертор не удается. Дорогие силовые транзисторы будут сгорать либо сразу при включении питания, либо в первые секунды работы. Более подробно они будут обсуждаться при описании конкретных модулей. Оно заключается в том, что работа ключей K1 и K2 должна быть согласованной, т.е. они должны открываться/закрываться попеременно и никогда не должны быть полностью открыты одновременно.

Это необходимо для устранения так называемых «сквозных токов», текущих через оба открытых ключа, минуя нагрузку. Кроме этого, поскольку реальные ключи имеют конечное (ненулевое) время открытия/закрытия, то открывающие сигналы модуля управления должны подаваться с некоторой задержкой после сигнала закрытия другого ключа. Эти задержки называются «мертвым временем» (dead-time) и должны быть предусмотрены в любом варианте модуля управления.

Другая проблема связана с тем, что все реальные элементы и соединения имеют конечную индуктивность. Поэтому даже при работе на чисто активную нагрузку при закрытии ключей возникают «выбросы» напряжения. Естественно, эти эффекты существенно возрастают при работе на индуктивную нагрузку, которая и нужна для данной задачи.

Для решения этой проблемы обычно используют так называемые «возвратные диоды», включенные параллельно ключам.

Кроме этого, необходимо выбирать ключи с некоторым запасом по рабочему напряжению (как минимум, вольт на 200). Еще одна группа проблем связана с паразитными индуктивностями монтажа. Дело в том, что при очень быстром коммутировании больших токов заметные «наводки» появляются даже на очень небольших индуктивностях.

Для того, чтобы «почувствовать» эти эффекты, сделаем простую оценку. Пусть мы коммутируем ток ΔJ 10A за время Δt 10нс (10-8 с).

Карта