Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Индукционный нагрев материалов током высокой частоты
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

Индукционный нагрев материалов током высокой частоты

библиотека
материалов
Индукционный нагрев Автор: Федосеев Никита, МБОУ лицей № 4, 11 «а» Руководите...
Что такое индукционный нагрев? Индукционный нагрев - это нагревание материало...
Как происходит нагрев? Индукционный нагрев проводится следующим образом. Элек...
Что такое инвертор? Инвертором называется прибор, схема, или система, которая...
Основные топологии В основном при изготовлении инверторов используют нескольк...
Как это работает? Сетевое напряжение подается на понижающий трансформатор и в...
Управление ключами В данном инверторе в качестве ключей используются мощные п...
Силовая часть Как уже отмечалось выше, в данном инверторе силовой модуль пред...
Индукционная плавка имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционными: 1)Высо...
9 1

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Индукционный нагрев Автор: Федосеев Никита, МБОУ лицей № 4, 11 «а» Руководите
Описание слайда:

Индукционный нагрев Автор: Федосеев Никита, МБОУ лицей № 4, 11 «а» Руководитель: Каверин Сергей Владимирович

№ слайда 2 Что такое индукционный нагрев? Индукционный нагрев - это нагревание материало
Описание слайда:

Что такое индукционный нагрев? Индукционный нагрев - это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Следовательно - это нагрев изделий из проводящих материалов (проводников) магнитным полем индукторов (источников переменного магнитного поля)

№ слайда 3 Как происходит нагрев? Индукционный нагрев проводится следующим образом. Элек
Описание слайда:

Как происходит нагрев? Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) заготовка помещается в так называемый индуктор. В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц), в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку. Система «индуктор-заготовка» представляет собой бессердечниковый трансформатор, в котором индуктор является первичной обмоткой. Заготовка является как бы вторичной обмоткой, замкнутой накоротко. Магнитный поток между обмотками замыкается по воздуху. Индуктор

№ слайда 4 Что такое инвертор? Инвертором называется прибор, схема, или система, которая
Описание слайда:

Что такое инвертор? Инвертором называется прибор, схема, или система, которая создает переменное напряжение при подключении источника постоянного напряжения. Существует другой способ определения: инверсия - функция обратная выпрямлению. Выпрямители преобразуют переменное напряжение в постоянное, а инверторы наоборот, превращают постоянное напряжение 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. Инверторы совсем не редкие устройства, они уже заняли свое место в быту. Обычно инвертор применяется в качестве источника питания. Это блоки питания современных персональных компьютеров, сварочные инверторы и бытовые индукционные электроплитки.

№ слайда 5 Основные топологии В основном при изготовлении инверторов используют нескольк
Описание слайда:

Основные топологии В основном при изготовлении инверторов используют несколько топологий силовой части: Push-Pull – это автогенераторный двухтактный преобразователь, где происходит поочередное включение полуобмоток Полумост – преобразователь на двух мощных полевых транзисторах с внешним генератором прямоугольных импульсов . Полный мост – это тоже самое что и полумост, но количество ключей уже равно четырем . Push-Pull Полумост Полный мост

№ слайда 6 Как это работает? Сетевое напряжение подается на понижающий трансформатор и в
Описание слайда:

Как это работает? Сетевое напряжение подается на понижающий трансформатор и выпрямляется с помощью диодного моста с конденсатором фильтра. Питающее напряжение через резисторы и стабилитроны подается на затворы транзисторов, при этом транзисторы поочередно открываются. Когда транзистор T1 открыт, ток течёт через верхнюю половину обмотки индуктора - L1.1, затем транзистор T1 закрывается и открывается транзистор T2, ток начинает протекать через нижнюю половину обмотки индуктора - L1.2, так как конец обмотки L1.1 и начало обмотки L1.2 подключены к плюсу источника питания, то магнитное поле в сердечнике трансформатора при открытии транзистора T1 течёт в одну сторону, а при открытии транзистора T2 в другую, соответственно на вторичной обмотке L2 создаётся переменное напряжение. L1.1 и L1.2 выполняются как можно более идентичными друг другу.

№ слайда 7 Управление ключами В данном инверторе в качестве ключей используются мощные п
Описание слайда:

Управление ключами В данном инверторе в качестве ключей используются мощные полевые транзисторы с изолированным затвором, известные под аббревиатурой MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) или по-русски - полевые МОП-транзисторы (Метал-Оксид-Полупроводник). Однако, для данного раздела достаточно просто представлять MOSFET как некий электронный выключатель, который управляется напряжением на затворе (относительно истока). В открытом состоянии сопротивление между истоком и стоком мало (в зависимости от типа транзистора - от нескольких Ом до сотых долей Ома), а в закрытом – велико (десятки МОм и выше). Для большинства транзисторов напряжение на затворе может изменяться в пределах от -20 до + 20 Вольт. Если напряжение на затворе выше порогового (порог обычно от +2 до +4 В) транзистор открывается, если ниже – закрывается.  Таким образом, для управления ключами мы должны подавать на затворы транзистора положительные импульсы с напряжением 12-18 В. Т.к схема автогенераторная, то не требуется специальных микросхем для управления транзисторами. На рисунке представлена осциллограмма одного из транзисторов

№ слайда 8 Силовая часть Как уже отмечалось выше, в данном инверторе силовой модуль пред
Описание слайда:

Силовая часть Как уже отмечалось выше, в данном инверторе силовой модуль представляет собой Push-Pull. В качестве ключей использованы полевые транзисторы IRFP240. Эти транзисторы рассчитаны на ток до 20А и напряжение 200в. Сопротивление сток-исток 0.18Ом. В цепях затворов мы используем резисторы 470 Ом токи зарядки емкостей затворов, а так же стабилитроны на 12 В, которые стабилизируют напряжение на затворе до 12 В. Стабилитроны можно использовать на 12-18 В, в зависимости от транзисторов. Диоды D3 и D4 нужны для организации обратной связи. Обратная связь поддерживает колебания, без нее генерация невозможна. Транзисторы имеют высокое сопротивление открытого канала. Даже в полностью открытом состоянии на них будет выделяться достаточное количество тепла. Поэтому ключи обязательно необходимо размещать на радиаторах. Транзисторы размещены на изолирующих теплопроводящих прокладках непосредственно на радиаторе.

№ слайда 9 Индукционная плавка имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционными: 1)Высо
Описание слайда:

Индукционная плавка имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционными: 1)Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала. 2) Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева 3) Экологическая чистота, т.к. отсутствуют продукты горения. 4) Индуктор можно изготовить особой формы — это позволит равномерно прогревать по всей поверхности детали сложной конфигурации 5) Легко провести местный и избирательный нагрев 6) Простая регулировка и удерживание температуры, стабилизация мощности,   Применение: Сверхчистая бесконтактная плавка, пайка и сварка металла. Ювелирное дело. Поверхностная закалка. Закалка и термообработка деталей сложной формы. Обеззараживание медицинского инструмента. Распыление геттера и прогрев (активация и тренировка) катода в процессе производства вакуумных электронных приборов. Заключение



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Краткое описание документа:

Альтернативный способ плавки металлов.

Федосеев Никита

Россия, Липецкая область, город Данков, МБОУ лицей № 4, 11 класс

План исследования.

Проблема: существует ли альтернативный способ нагрева и плавки   металлов.

Гипотеза: с помощью прибора, который мною будет собран можно осуществить нагрев и последующую плавку металлов способом альтернативным стандартному.

Подробное описание методов:

  1. Программа Sprintlayout была использована мной для проектировки и разводки печатной платы. Для этого в окне программы располагаем радиоэлементы и рисуем проводники, соединяющие их, как указано на электрической схеме. По завершению работы, программа выдаёт на экран внешний вид будущей печатной платы.
  2. Для создания печатных плат я использовал технологию «ЛУТ» (Лазерно-Утюжная Технология). Сначала создаем макет печатной платы в программе SprintLayout, затем печатаем картинку платы использую лазерный принтер. Бумага для печати должна быть обязательно глянцевая (подойдет любая страница из глянцевого журнала).Печатать нужно на максимальном разрешении и предварительно отключив все тонеро-сберегающие функции, т.е. печатать как можно жирнее. Далее нужно перенести рисунок на омеднённый текстолит.Для переноса можно использовать утюг или ламинатор.Я пользовался старым советским утюгом.Оптимальная температура утюга примерно 140-155 градусов.Важно отметить, что бумажку с тонером нужно прикладывать к уже нагретому утюгом текстолиту. Это связано с расширением металлов при нагреве. После переноса следует убрать оставшуюся бумагу. Мы видим, что тонер прилип к текстолиту, т.е рисунок перенесся на текстолит. Далее следует протравить плату, т.е растворить незащищенные области меди (именно тонер защищает медь от растворения).Травлю я при помощи хлорного железа. Раствор получается темно-коричневого цвета. Перед травлением я нагреваю раствор примерно до 50 градусов Цельсия. Эта температура делает раствор максимально активным. После травления остатки тонера можно смыть ватным тампоном, смоченным ацетоном.
  3. После травления следует подготовить плату к монтажу радиодеталей и последующей пайке. Для этого сверлим отверстия, зачищаем и лудим медные дорожки. Для зачистки дорожек я использовал мелкозернистую наждачную бумагу. После всего этого можно приступать к пайке. После пайки обязательно нужно отмыть флюс или канифоль спиртом. Плата готова.
  4. Для проверки работоспособности нужно убедиться в том что транзисторы открываются, для этого с помощью осциллографа смотрим сигнал на затворе транзистора, там должен быть сигнал прямоугольной формы. С помощью вольтметра измеряем входное и выходное напряжения. Важно отметить, что проверку необходимо проводить на пониженном напряжении.

 

Библиография:

 

1.Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 416 с.
2.Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. М. Техносфера, 2005. – 632 с.
3.Шандренко Д.А. Транзисторный регулятор напряжения.
http://electroscheme.org/2007/08/13/tranzistornyjj_reguljator_naprjazhenija.html
или
http://www.radiolub.orsk.info/Shems/Shems2/tr_reg.htm
4.Design Tips DT92-2A: High Current Buffer for Control IC’s.
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt92-2.pdf
См. русский перевод: Мощный буфер тока для управления затворами МОП-транзисторов
http://vcoder.flyback.org.ru/electronics/power_buffer/Power buffer.pdf
5.Фогель А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии. Л. Машиностроение, 1979. – 104 с.
6.Глебовский В.Г., Бурцев В.Т. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии. М. Металлургия, 1974. – 176 с.

Общая информация

Номер материала: 485279

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"