کوره القایی

سلام من سید امیرعلی غمخواری هستم و قصد داشتم درباره ی کوره القایی صحبت کنم.

حتما ویدیو ها را مشاهده کرده و تا آخر این مطلب را برای تسلط به کوره القایی بخوانید.

Induction Furnace

ویدیو ذوب شدن آهن داخل کوره القایی

کوره القایی چیست؟

همانطور که می دانید کوره القایی یک مدار الکترونیکی است.

دستگاه کوره القایی باعث میشود فلزاتی به داخل سیم پیچ آن می رود گرم شود و در صورت قدرت بالای مدار ذوب خواهد شد.

کوره القایی در اصل نوعی کوره است که خودش گرمایی ندارد ولی فلزی که به داخل سیم پیچ می رود گرم و به حد ذوب میرسد.

دلیل گرم شدن فلز به خاطر امواجی است که داخل سیم پیچ وجود دارد که در ادامه به صورت کامل تر صحبت می کنیم.

کوره-القایی

کوره القایی چگونه کار میکند؟

مرحله اول کارکرد مدار

دستگاه کوره القایی برق ورودی را که باید جریان بالای داشته باشد از dc به ac با فرکانس بالا تبدیل می کند و این برق را به سیم پیچ می دهد.

زمانی که برق در سیم پیچ جریان پیدا می کند یک شار مغناطیسی در داخل آن بوجود می آید.

این نوع از شار خاصیت این را دارد که باعث افزایش حرارت فلزات شود.

مغناطیس-کوره-القایی

در ورودی کوره القایی جریان الکتریکی اولویت بیشتری دارد را دارد.

زیرا هرچقدر جریان الکتریکی بالاتر باشد قدرت کوره القایی برای حرارت بیشتر قویتر خواهد بود.

ولی اگر در ورودی ولتاژ بالاتر باشد بجای قدرت گرم کردن در سرعت گرم کردن تاثیر دارد.

در ورودی کوره القایی جریان الکتریکی اولویت بیشتری دارد را دارد.

خاصیت جریان بالا: قدرت گرم کردن بیشتر و حرارت بالاتر فلز

خاصیت ولتاژ بالا: سرعت گرم کردن بیشتر و به حرارت رسیدن زودتر فلز

بخاطر این موضوع در ورودی کوره القایی یک آداپتور قرار می گیرد تا ولتاژ برق شهری را کم می کند و جریان الکتریکی مناسب را می دهد.

در کوره القایی های قوی و صنعتی بخاطر مصرف بالای برق بجای آداپتور از ترانسفورماتور و یکسوساز ( تبدیل کننده برق AC به DC ) استفاده می شود.

کوره-القایی

مرحله دوم کارکرد مدار

مرحله دوم در کوره القایی نوسان سازی است که باید برق DC را به AC تبدیل کرد.

این بخش از کار توسط اسیلاتور انجام میشود که خروجی آن باید با فرکانس بالا باشد.

اگر مدار های آماده کوره القایی (ZVS) را دیده باشید کل قطعاتی که روی برد است جزء اسیلاتور محسوب می شود.

زیرا در خود برد مبدل برق شهری را ندارد و از آداپتور استفاده می شود و قطعات برد در اصل اسیلاتور مدار هستند.

در خروجی اسیلاتور برق به کویل متصل شده و کویل آنرا به صورت الکترومغناطیسی در اطراف خود در می آورد.

هر چقدر که فرکانس مدار کوره القایی بالاتر باشد قدرت آن بیشتر است و فلز حرارت بیشتری می گیرید.

فرکانس خروجی کوره القایی که توسط اسیلاتور تولید می شود از بین 70 هرتز تا 10 میلیون هرتز می تواند باشد.

ولی به طور رایج از فرکانس 300 هرتز تا 10 هزار هرتز استفاده می شود.

فرکانس بالاتر باعث ایجاد جریان گردابی بیشتری می شود که در ادامه به صورت کامل آنرا توضیح می دهیم.

0-تا-100-کوره-القایی

ویدیو ذوب شدن آهنربا توسط کوره القایی

شما می توانید در ویدیوی زیر ذوب شدن یک آهنربا با استفاده از دستگاه کوره الکتریکی را تماشا کنید و سپس ادامه توضیحات را درباره گرمایش القایی و جریان گردابی و … دنبال کنید.

گرمایش القایی

به روشی و اصولی که دستگاه کوره القایی برای به حرارت رساندن فلزات استفاده می کند ، گرمایش القایی گفته می شود.

گرمایش القایی نوعی روش برای گرم کردن فلزات است ولی کوره القایی دستگاهی است که این روش (گرمایش القایی) در آن مورد استفاده قرار گرفته است.

گرمایش القایی ثانویه یک اصطلاح است که به منظور این است که فلزی که در داخل سیم پیچ قرار گرفته جریان  به صورت مغناطیس را به خود جذب کرده و حالت اتصال کوتاه می گیرد.

دستگاه-کوره-القایی

جریان گردابی

جریان گردابی هم یک اصطلاح است.

در گرمایش القایی ثانویه زمانی که فلز جریان را جذب می کند و حالت اتصال کوتاه می گیرید ،  تلفات الکتریکی در فلز ایجاد می شود.

این تلفات الکریکی به صورت گرما از فلز خارج می شود.

به مرحله ای که تلفات الکتریکی به صورت گرما از فلز خارج می شود جریان گردابی گفته می شود.

فرومغناطیس

فلزات خاصیت جذب امواج را دارند به این خاصیت فرومغناطیس می گویند.

شار مغناطیسی به یک طرف حرکت می کند ، اگر اتم های جسم هم با جهت شار حرکت کند و قطب بگیرد یعنی خاصیت فرومغناطیسی دارد.

همه اجسام خاصیتی فرومغناطیسی ولی به طور مثال میزان آن اگر در آهن 100 باشد میزان آن در آب 0.0000000001 است.

مقدار فرومغناطیس در انواع فلزات تفاوت دارد.

مثلا میزان آن در آهن زیاد است ولی در آلمینیوم بسیار پایین است یعنی آلمینیوم در کوره القایی که خیلی قوی و صنعتی باشد به دمای آن به مقدار بسیار کمی افزایش پیدا می کند.

امواج-کوره-القایی

کاربرد و تفاوت و مزایا کوره القایی

1- به خاطر اینکه با الکتریسیته کار می کند ساده است

2- سرعت آن نسبت به کوره های دیگر بیشتر است

3- باعث به وجود آمدن گاز های حاصل از شعله نمی شود

4- به سرعت عمیلیات را آغاز می کند و نیازی به پیش گرم یا ذوب اولیه نیست

5- دارای قابلیت ساخت یک آلیاژ یکنواخت است که دلیل آن چرخش مواد مذاب بخاطر میدان مغناطیسی کوره القایی است.

6- قابلیت ساختن با اندازه های مختلف

7- قابلیت تنظیم دقیق حرارت فلز

8- پایین بودن حجم آن

9- به محیط زیست آسیبی وارد نمی کند

کوره-القایی-صنعت

دسته بندی

1- کوره های القایی از نظر فرکانس برای قدرت آن به سه دسته تقسیم می‌شوند

دسته اول: فرکانس 50 الی 300 هرتز

این دسته کوره القایی برای گرم نگه داشتن فلز است و قابلیت ذوب فلزات را ندارد

دسته دوم: فرکانس 3۰۰ الی ۱۰۰۰۰ هرتز

اکثر مدارات کوره القایی در این دسته قرار دارد و قابلیت سرخ کردن و نرم کردن فلزات را دارد

دسته سوم: فرکانس ۱۰۰۰۰ الی 10 مگاهرتز و حتی بالاتر

کوره القایی هایی که در این دسته قرار دارند جهت ذوب استفاده می شود و در صنعت کاربرد دارد

2-کوره های القایی از نظر جریان به سه قسمت تشکیل می‌شوند

دسته اول: 10 تا 85 آمپر

(برای مصرف های معمولی مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته دوم: 85 تا 500 آمپر

(برای مصرف های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته سوم: 500 تا 1000 آمپر یا حتی بالاتر

(برای مصرف های صنعتی قوی مورد استفاده قرار می گیرد)

3- کوره های القایی از نظر وزن فلز داخل سیم پیج

دسته اول:1 گرم تا 500 گرم

(برای مصرف های کم وزن مانند ذوب طلا و… مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته دوم: 500 گرم تا 5 کیلوگرم

(برای مصرف های معمولی و ماژول های عمومی  مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته سوم: 5 کیلوگرم تا 50 کیلوگرم

(برای مصرف های نمیه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته چهارم: 50 کیلوگرم تا 500 کیلوگرم

(برای مصرف های صتعتی و مقدار بالا مورد استفاده قرار می گیرد)

دسته پنجم 500 کیلوگرم تا چندین تن

(برای مصرف های صنعتی و فوق زیاد مانند شرکت های فلز سازی و … مورد استفاده قرار می گیرد)

نکته: همانطور که می دانید در سه دسته ی بالا قدرت مدار ها از دسته اول به دسته های بعدی افزایش می یابد.

دسته-بندی-کوره-القایی

تاریخچه

اولین بار کوره القایی در سال 1831 میلادی یعنی سال 1210 شمسی توسط مایکل فارادی ساخته شد و سپس ثبت اختراع شد. قبل از کشف او از انرژی های فسیلی برای ذوب استفاده میشد که معایب زیادی داشت و زیان های زیادی را برای محیط زیست به رقم می آورد.

ولی بعد از اختراع او تفاوت بزرگی در صنعت ایجاد شد.

کوره-القایی-قدیمی

اسم های دیگر

اسم دیگر این کوره، کوره الکتریکی می باشد که به معنای کوره ای است که با الکتریسته کار میکند، اسم انگلیسی این وسیله Induction Furnace ( اینداکشن فرانس ) و نام های دیگر کوره ی گرمایشی و هیتر القایی می باشد.

نام-های-دیگر-کوره-القایی

درایور کوره القایی با دستگاه جوش

پارامتر های درایور کوره القایی

درایور یعنی تامین کننده ی برق که برای کوره القایی درایور ورودی سیم پیچ باید برق ac با جریان بالا را به سیم پیچ برساند ، باید حداقل بالای 10 آمپر باشد و هر چقدر که فرکانس بالاتر باشد مدار قویتر است برای همین میتوانید برای ورودی کویل ( سیم پیچ ) از دستگاه جوش استفاده کنید که دستگاه جوش برق 220 ولت خانه را ولتاژ را پایین آورده و جریان را بالا می رود و دستگاه جوش بخاطر اینکه بتواند جوشکاری کند جریان در اولویت بالاتری نسبت به ولتاژ قرار دارد.

در کوره القایی هم نیز جریان مهمتر از ولتاژ می باشد پس ما می توانیم با استفاده از دستگاه جوش، یک هیتر القایی بسازیم ولی حداقل فرکانس درایور باید 300 هرتز باشد، که فرکانس برق در خارج از کشور 60 هرتز  و در ایران فرکانس برق شهری 50 هرتز می باشد.

دستگاه جوش مناسب برای درایو

دستگاه جوش مورد استفاده به طور کلی باید جریان بالا داشته باشد که همه دستگاه جوش ها جریان بالایی دارند.

بحث مهم در مورد دستگاه جوش مربوط به متناوب و مستقیم بودن و فرکانس خروجی آن است.

همانطور که در اول مطلب اشاره شد مدار به برق AC نیاز دارد پس باید دستگاه جوش با خروجی متناوب باشد.

نکته بعد فرکانس آن هست که بعضی از دستگاه های جوش خود فرکانس ورودی را در خروجی می دهند.

پس باید خروجی دستگاه جوش برق متناوب با فرانس بالای 300 هرتز باشد که این نوع دستگاه جوش کمیاب هست.

دستگاه جوش به دلیل مصرف توان بالا و جریان خروجی زیاد به شرط اینکه در حالت متناوب فرکانس بالای 300 هرتز داشته باشد قدرت بسیار زیادی خواهد داشت.

به دلیل قدرت بالا استفاده از آن نیازمند به احتیاط است.

همچنین در صورت انجام این عمل حتما این کار را با یک مهندس برق انجام دهید و جریان بسیار بالای دستگاه و همچنین متناوب بودن آن بسیار خطرناک است.

کوره-القایی-دستگاه-جوش

خرید کوره القایی

نام مداری که به عنوان کوره القایی در بازار خریداری می شود و قیمت و کیفت مدار مناسب و تهیه آن آسان هست، مدار ZVS می باشد.

مدار ZVS که با توان های 150 وات تا 4500 وات در بازار وجود دارد، با توان استاندار 300 وات به فروش می رود زیرا قدرت آن متعادل و مناسب هست ، این کوره القایی نسبت به 150 وات قویتر است و نسبت به مدار های توان بالا و پر مصرف هزینه کمتری دارد و هزینه خرید آن مناسب می باشد.

چند نوع مدار کوره القایی ZVS با توان های مختلف در سایت ما قرار دارد.

می توانید در آخر متن بر روی هر کدام از مدار هایی که میخواهید کلیک کنید و به طور رایگان کوره القایی بسازید.

کوره-القایی-1000-وات

خطرات

کوره القایی خطراتی هم دارند چون امواج مغناطیسی آن روی بدن تاثیر منفی می گذارد و استفاده زیاد با هیتر القایی های قوی ممکن است باعث ایجاد بیماری شود و کوره القایی  اگر در زمانی روشن باشد و شما داخل این دستگاه یک جسم فلزی گذاشته اید، و جایی بروید و یادتان برود که دستگاه را خاموش کنید ، ممکن است باعث آتش سوزی شود و باید در محیط آزمایشگاه تست کنید.

واکنش سوسک به امواج دستگاه کوره القایی را می توانید در ویدیو زیر مشاهده کنید.

خسارت

امواج کوره القایی می تواند به دستگاه های الکترونیکی به راحتی آسیب برساند برای مثال می تواند گوشی را بسوزاند و اگر گوشی خود را نزدیک کوره القایی بیاورید می سوزد و خراب می شود و معمولا دستگاه کوره القایی باعث سوختن وسایل الکترونیکی خواهد شد.

شما می توانید ویدیویی از منفجر شدن موبایل آیفون بخاطر امواج کوره القایی (کوره الکتریکی) را در زیر ببینید.

شباهت کویل تسلا و کوره القایی

کویل تسلا و کوره الکتریکی به هم شباهت دارند زیرا مدار کویل تسلا و مدار کوره القایی الکتریسیته متناوب با فرکانس بالا تولید می کنند و امواج در کنار خود تولید میکنند.

ساخت کوره القایی

حالا نوبت به آموزش ساخت کوره القایی است که میتوانید در ادامه مطلب با توضیخات کامل مدار کوره القایی خود را بسازید، اسم این مدار ZVS است که zvs مخفف Zero Voltage Switching است و وظیفه اصلی آن نوسان ساز با فرکانس بالا و توان بالا است که برای کوره القایی استفاده می شود.

آموزش-ساخت-کوره-القایی

کاربرد های مدار ZVS

مدار ZVS یک نوشان ساز است و کارایی های دیگر به جز کوره القایی را دارد.

نوسان ساز یا همان اسیلاتور برق DC را به AC تبدیل می کند.

1. کارایی شماره اول: کوره القایی

2. کارایی شماره دوم: کویل تسلا

3. کارایی شماره سوم: درایور ترانس های ولتاژ تلویزیون (فلایبک)

4. کارایی شماره چهارم: انتقال برق به صورت بیسیم

5. کارایی شماره پنجم: فیزیوتراپی الکتریکی

6. کارایی ششم: دستگاه سیل القایی

ZVS-بوبین-تسلا

مدار کوره القایی

شماتیک مدار کوره القایی: ( در مکان هایی که در خط ها نقطه گذاشته شده است آن بخش اتصال دارد )

مدار-کوره-القایی

مدار کوره القایی به صورت شکلی:

مدار-کوره-القایی

(به دلیل وجود مبهم در اتصالات تصویر بالا شکلی جدید طراحی شده و می توانید از شکل پایین استفاده کنید تا اتصالات بدون مشکل باشند)

مدار-کوره-القایی-ZVS

قطعات مورد نیاز

ماسفت irf250 دو عدد

ماسفت-irfp250

هیت سینگ بزرگ برای تبادل دمای ماسفت ها دو عدد

هیت-سینگ

خمیر سیلیکون برای ارتباط دمای بهتر هیت سینگ و ماسفت

خمیر-سیلیکون

مقاومت 10k اهم 1/4 وات دو عدد

مقاومت-10k-اهم

مقاومت 470 اهم 2 وات دو عدد

مقاومت-470-اهم

دیود فست uf4007 دو عدد

دیود-uf4007

دیود زنر 12 ولت دو عدد

دیود-زنر-12-ولت

خازن mkt یا پلی استر 275 ولت 100 نانوفاراد هفت عدد

خازن-mkt-275-ولت-100-نانوفاراد

سلف تیروییدی 100 میکروهانری 10 آمپر یک عدد

سلف-تیروییدی-100-میکروهانری-10-آمپر

سیم لاکی 1/2 یک متر

سیم-لاکی-1.2

منبع تغذیه 12 الی 30 ولت 10 آمپر

منبع-تغذیه-12-ولت-10-آمپر

فن برای خنک کننده ماسفت ها

فن

اتصالات

کاتد دیود زنر و آند دیود uf4007 و مقاومت ۱۰ هزار اهم و مقاومت ۴۷۰ اهم و به پایه گیت ماسفت وصل شده است.

این اتصالات بر روی هر دو ماسفت صورت می گیرد.

سپس دو سر مقاومت ۴۷۰ اهم به هم وصل می شود و یک سر سلف تیروئیدی ۱۰۰ میکروهانری ۱۰ آمپر به اتصال دو مقاومت وصل می شود و مثبت مدار به این بخش متصل می شود.

و پایه آند دیود زنر و سر دیگر مقاومت ۱۰ هزار اهم و به ماسفت اول و پایه آند دیود زنر و مقاومت ۱۰ هزار اهم دیگر که به ماسفت بعدی وصل شده است، و بعد پایه ی سورس هر دو ماسفت به هم وصل می شوند که این بخش از اتصال ها به منفی منبع تغذیه متصل می شود.

در مرحله بعد هفت خازن mkt  ۱۰۰ نانوفاراد به صورت موازی به پایه های درین ماسفت ها وصل شده است و آند دیود uf4007  که به ماسفت اول وصل شده بود کاتد آن به پایه درین ماسفت دوم وصل شده و آند دیود uf4007  که به ماسفت دوم وصل بود به پایه درین ماسفت اول وصل می باشد.

سپس سیم پیچ اصلی مدار کوره القایی که ۱۰ دور است و سر وسط آن یعنی از دور پنجم یک سیم گرفته شده است ، دو سر کناری آن یعنی دور اول و دهم به پایه درین وصل شده و دور پنجم سیم پیچ اصلی به سر دیگر سلف وصل می شود.

پایه-های-ماسفت-کوره-القایی

دیتاشیت-irfp250

کاتد-آند-دیود

جایگذاری فن در اتصالات مدار

در صورتی که استفاده طولانی از این مدار کوره القایی میشود نیاز است تا برای ماسفت ها فن جایگذاری شود.

اگر ولتاژ ورودی که به مدار کوره القایی داده می شود هر چقدر بود با همان ولتاژ فن تهیه شود.

مثلا اگر 12 ولت به مدار کوره القایی داده می شود فن باید  12 ولت باشد.

و اگر 24 ولت داده می شود فن باید 24 ولت باشد و فن باید به صورت موازی با مدار بسته شود.

اگر ولتاژ ورودی که به آن داده متغیر است باید یک رگولاتور به ورودی اضافه کرد.

برای این که هر ولتاژ متغیری را به یک ولتاژ ثابت برای فن تبدیل کند.

فن

قطعات

ماسفت

در این مدار ماسفت ها از مدل irfp250 استفاده شده است که می توانید برای ارتقا 10 آمپر به آمپر بالاتر ماسفت ها را برای بالا بردن توان با هم موازی کرد تا تعداد آن ها بالا رود ولی نیاز است که در توان مقاومت ها و قطعات دیگر تغییر ایجاد کرد و توان آن ها را بالا برد.

ماسفت-irfp250

دیود زنر

اگر که تعداد ماسفت ها برای افزایش توان بالا برود یکی از قطعاتی که نیاز است توان آن افزایش پیدا کند دیود زنر است.

در دیود زنر برای افزایش توان دیود های زنر موازی نمی شوند.

برای افزایش توان دیود زنر باید با هم سری شوند ولی مجموع ولتاژ آن تغییر نکند.

یعنی برای برای افزایش توان دیود زنر 12 ولتی دو عدد دیود زنر 6 ولتی سری می شود.

یا اینکه برای افزایش توان دیود زنر 12 ولتی سه عدد دیود زنر 4 ولتی سری می شود.

یعنی باید ضرب تعداد دیود زنر بر ولتاژ آن برابر با ولتاژ دیود زنر اولیه باشد.

دیود-زنر-12-ولت

خازن

مجموع ظرفیت

در خازن های مدار کوره القایی از 7 عدد خازن ام کا تی 100 نانوفاراد 275 ولت استفاده شده است که مجموع ظرفیت آنها 700 نانوفاراد می شود، ظرفیت خازن باید مقدار آنها از 600 نانو فارد تا 800 نانوفارد باشد، یعنی می توان از 8 یا 6 تا خازن 100 نانوفارد استفاده کرد.

تقویت مدار با خازن

اگر که مقدار ظرفیت خازن ها پایین تر باشد فرکانس مدار بالا رفته و مدار قویتر می شود ولی اگر تعداد خازن ها کم باشد مثلا از یک خازن برابر با 7 خازن استفاده شود و تعداد آن کاهش پیدا کند مقاومت داخلی آن زیاد شده و امکان خراب شدن آنها افزایش می یابد، شما می توانید با افزایش تعداد خازن ها قدرت آنرا زیاد کنید ولی باید مجموع ظرفیت آنها بین 600 تا 700 نانوفارد باشد، مثلا می توانید به جای 7 تا خازن 100 نانوفارد از یک خازن 700 نانوفارد استفاده کنید ولی قدرت آن کاهش می یابد ولی مثلا اگر به جای 7 تا خازن 100 نانوفاراد از 700 تا خازن 1 نانوفارد استفاده کنید مقاومت داخلی آن کاهش می یابد و مدار کوره القایی قویتر می شود.

تفاوت خازن mkt و پلی استر

شما می تواند به جای خازن mkt از خازن پلی استر استفاده کنید ولی کیفیت خازن های mkt بسیار بالاتر است و امکان ترکیدن آنها بسیار کمتر است و به دلیل بالا بودن کیفیت آنها قدرت مدار را افزایش می دهند.

خازنMKT

سلف

در مدار کوره القایی از یک عدد سلف 100 میکروهانری 10 آمپر استفاده که برای ظرفیت آن از سلف 50 میکروهانری تا 200 میکروهانری استفاده کنید ولی سلف 100 میکروهانری بهترین عملکرد را دارد، اگر سلف با این ظرفیت و آمپر برای خرید پیدا نکردید می توانید خودتان آن را بسازید که باید هسته تیروییدی با قطر 3 سانتی متر را تهیه کنید و 20 دور با سیم لاکی 1/2 بپیچید.

سلف-تیروییدی-100میکروهانری-15آمپر

سیم پیچ

سیم پیچ یا کویل در کوره القایی یکی از مهم ترین بخش های آن است که در این مدار برای کوره القایی به سیم پیچ نیاز است.

تعداد دور سیم پیچ

تعداد دور ها سیم پیچ برای این مدار 10 دور است که از 5+5 است به معنای اینکه از دو سیم پیچ 5 دور ساخته شده است که جمعا 10 دور می باشد و سر وسط دور پنجم آنرا به دو قسمت تبدیل می کند که سر وسط آن مشترک است.

قدرت مدار با کاهش قطر سیم پیچ

می توان آنرا با هر قطری بپیچید ولی اگر هر چقدر قطر آن کمتر باشد جریان برق را به طور متمرکز تر در داخل سیم پیچ القا می دهد، این کار باعث می شود تا فلزی داخل آن می رود بیشتر و با سرعت بیشتری داغ شود ولی اگر خیلی قطر خیلی آن پایین باشد دستگاه حالت اتصال کوتاه گرفته و کار نمی کند.

کیفت سیم لاکی نسبت به لوله مسی

برای کوره القایی می توان از لوله مسی هم استفاده کرد که در فروشگاه های کولر گازی یافت می شود و برای کوره القایی مناسب تر می باشد ولی قیمت آن بالاتر می باشد، کوره القایی به دلیل اینکه فرکانس بالایی دارد، جریان در پوسته سیم است وقتی که از سیم لاکی استفاده شود مرکز ( مغز ) آن باعث تلفات انرژی شده و لوله مسی که تو خالی است مناسب تر است، و همچنین در توان بالا داغ نمی شود و می توان در داخل آن آب برای خنک شدن آن به جریان در آورد.

سیم-پیچ-مدار-کوره-القایی

منبع تغذیه

برای اینکه این مدار کار کند نیاز به منبع تغذیه دارد که برای این مدار منبع تغذیه باید 12 الی 30 ولت باشد و این مدار از جریان 0 تا 10 آمپر جذب کرده و در خروجی آن این جریان را به صورت ac می دهد اما برای گرم شدن فلزات حداقل جریان 10 آمپر می باشد.

اگر ولتاژ منبع تغذیه بیشتر از 30 ولت باشد مدار خواهد سوخت ولی اگر جریان بیشتر باشد مشکلی پیش نخواهد آمد مثلا اگر جریان منبع تغذیه 1000 آمپر هم باشد دستگاه به اندازه نیازش از جریان مصرف می کند یعنی 10 آمپر آن را جذب کرده و 990 آمپر به منبع تغذیه باز می گرداند.

منبع-تغذیه-12-ولت-10-آمپر

تحلیل مدار کوره القایی

ماسفت

در این مدار ماسفت ها وظیفه ی سوییچ کردن را دارند.

تحلیل-مدار-کوره-القایی-ماسفت

دیود زنر

کار دیود زنر در این مدار محدود کردن ولتاژ گیت ماسفت است که این کار باعث می شود تا مانع سوختن ماسفت ها بشود.

تحلیل-مدار-کوره-القایی-دیود-زنر

خازن و سیم پیچ

مدار رزونانس

خازن و سیم پیچ یک مدار رزونانس را تشکیل داده اند که در این مدار وظیفه خازن بانک گفته می شود برای درک بیشتر از خازن در این مدار باید گفت:

بعضی از وسایل مثل موتور که در داخل آن سیم پیچ وجود دارد باعث افزایش مصرف قدرت راکتیو می شوند که مصرف توان آنها بسیار زیاد است و انرژی مصرف شده توسط این وسیله با اضافه کردن خازن به صورت موازی داخل مدار جبران کرد و آنرا خنثی کرد، با اضافه کردن خازن در نزدیک مصرف کننده به جز کاهش مصرف ، مصرف کننده باعث می شود تا صرفه جویی از انرژی مدار به طور بسیار زیاد می شود.

تعیین فرکانس مدار

فرکانس مدار zvs با خازن و سیم پیچ تعیین می شود و با تغییر دادن خازن و تغییر دادن سیم پیچ فرکانس مدار را تغییر داد ، فرکانس مدار کوره القایی zvs به طور تقریبی 2500 هرتز است شما می توانید برای فرکانس مدار zvs از فرمول زیر استفاده نمایید.

f = 1 / ( 2π * √[L * C])

تحلیل-مدار-کوره-القایی-خازن-سیم-پیچ

سلف

وظیفه سلف RFC تامین تغذیه برق ماسفت ها و ایزوله کردن RF از تغذیه در مدار ZVS است، معمولا در RFC از یک سیم پیچ (کویل) و یک هسته از جنس فریت یا جنس های دیگر استفاده می شود و به دلیل اینکه جریان مدار بالا است بهترین گزینه برای انتخاب سلف ، سلف تیروییدی یا همان سلف حلقوی می باشد و از دیگر مزایای این سلف پایین بودن تششع آن در محیط نزدیک آن می باشد.

اگر در مدار از سلف استفاده نشود ماسفت ها بلافاصله خواهند ترکید.

تحلیل-مدار-کوره-القایی-سلف

خروجی کوره القایی

تفاوت تعداد خروجی

در مدار های مختلف کوره القایی خروجی آنها 2 تایی و 3 تایی هستند.

زمانی که خروجی آنها دو تایی باشد یکی از آنها فاز و دیگری نول است که برق متناوب در آن جاری است.

ولی وقتی که خروجی مدار کوره القایی 3 تایی باشد در اصل از دو تا سیم پیچ تشکیل شده است و این دو سیم در کنار هم قرار گرفته اند و چون که دو سیم پیچ است و هر کدام 2 سر داردکه جمعا 4 سیم می شود، ولی به خاطر آسان تر کردن مدار نول مشترک شده است.

مدار هم وقتی که 3 خروجی دارد که 2 تا فاز در کنار مدار و یک نول در وسط (سر مشترک)  است.

که در اصل فاز نول نیستند و مثبت و منفی هستند که مانند PWM روشن و خاموش می شوند.

و دو سر به صورت متناوب با دو تا PWM راه اندازی شده است.

زمانی که یکی از سیم پیچ ها در آن جریان دارد ، دیگری خاموش است و همینطور به صورت جا به جا تناوب دارد.

تبدیل مدار کوره القایی دو خروجی به سه خروجی

تفاوت کوره القایی ها با دو خروجی و سه خروجی در سلف مدار است.

وقتی که مدار دو سلف داشته باشد خروجی 2 تایی است.

و زمانی که مدار یک سلف داشته باشد مدار 3 خروجی است.

اگر یک کیت کوره القایی 3 خروجی وجود داشته باشد میتوان 2 خروجی کرد.

برای دو خروجی کردن مدار یک سلف دیگر و یک اتصال به مدار اضافه می شود.

حالا سوالی که وجود میاید این است که دلیل آن چیست.

زمانی که مدار یک سلف دارد الکتریسیته به ورودی سلف رفته و خروجی آن سر مشترک است.

وجود سلف در سر مشترک باعث می شود تا الکتریسیته به هر دو سیم پیچ عبور کند.

یعنی هر وقت که هر سیم پیچ جریانی را کشید از سر سلف به آن سیم پیچ جریان ایجاد شود.

و وقتی که سیم پیچ دیگر جریان کشید همین اتفاق روی سیم پیچ دیگر می افتد.

مدار-کوره-القایی-سه-خروجی

زمانی که مدار دو سلف داشته باشد مدار دو خروجی می شود.

زمانی که سیم پیچ از یک طرف جریان می کشد سر سلف طرف دیگر جریان می دهد.

و وقتی که سیم پیچ طرف دیگر جریان می کشد از سلفی که به طرف دیگر اتصال دارد جریان می کشد.

این روند به صورت دائمی وجود دارد.

نکته: وقتی مدار از یک طرف جریان کشی می کند از طرف دیگر، خود مدار جریان را تامین نمی کند و سلف ها جریان را تامین می کنند.

مدار زیر شماتیک مدار دو خروجی است که می توان تفاوت آنرا با شماتیک بالا مشاهده کرد.

مدار-کوره-القایی-دو-خروجی

ویدیو دو خروجی و سه خروجی بودن کوره القایی

دستگاه سیل القایی

دستگاه سیل القایی دستگاه پلمپ درب بطری ها است.

در بعضی بطری ها که یک روکش فلزی نازک روی درب آنها دارد از دستگاه سیل القایی استفاده می شود.

دستگاه سیل القایی با گرم کردن فلز باعث می شود که پلاستیک مقداری آب می شود و به فلز بچسبد.

به این ترتیب وقتی فلز و پلاستیک سر بطری (جایی که درب روی آن می چرخد) به هم می چسبد بطری پلمپ می شود.

در دستگاه سیل القایی از کوره القایی استفاده می شود.

خروجی دستگاه سیل القایی از سیم پیچ تخت به جای سیم پیچ حلقوه استفاده می شود.

در اصل امواج ساطع شده از سیم پیچ تخت دستگاه باعث گرم کردن ورق فلز می شود.

سیم پیچ تخت در دسته دستگاه قرار گرفته که با آوردن آن روی درب باعث انتقال امواج و گرم کردن فلز می شود.

( دقت داشته باشید با هر مدار کوره القایی نباید سیل القایی بسازید زیرا توان بیش از حد می تواند باعث آتش سوزی شود.)

(همچنین فاصله آن هم باید تنظیم گردد.)

دستگاه-سیل-القاییورق-فلز-سیل-القایی

کویل تسلا با کوره القایی ZVS

همانطور که گفته شده یکی از کاربرد های مدار ZVS مدار کویل تسلا است.

در کویل تسلا یک جریان متناوب به سیم پیچ اولیه داده شده انتهای سیم پیچ ثانویه به نول وصل می شود.

مدار کویل تسلا به جریان متناوب نیاز دارد که فرکانس آن باید بالا باشد.

فرکانس مدار ZVS بالا است و برای کویل تسلا مناسب است.

برای ساخت کویل تسلا با مدار ZVS باید خروجی آن سه تایی باشد.

سیم پیچ اولیه کویل تسلا باید سه سیم داشته باشد.

یعنی در سیم پیچ اولیه کویل تسلا یک سیم از وسط سیم پیچ گرفته شود.

سر وسط سیم پیچ اولیه همراه انتهای سیم پیچ ثانویه باید به سر مشترک ( وسط ) کوره القایی وصل شود.

همچنین دو سر دیگر سیم پیچ اولیه به دو خروجی دیگر کوره القایی وصل می شود.

حالا کویل تسلا آماده شده و زمانی که لامپ های گازی کم مصرف نزدیک به سیم پیچ شود لامپ روشن می شود.

تعداد دور سیم پیچ اولیه باید 3 الی 10 دور باشد.

سیم پیچ ثانویه باید 200 الی 5000 دور باشد.

مدار-کوره-القایی-کویل-تسلا

درایور ترانس های ولتاژ تلویزیون (فلایبک) با مدار ZVS

یکی دیگر از کاربرد های پر استفاده مدار ZVS راه اندازی فلایبک است.

فلایبک یک ترانس افزاینده ولتاژ است.

در ترانس، ولتاژ ورودی را در هسته به چرخش در میاید و القای آن به سیم پیچ ثانویه باعث ایجاد جریان در سیم پیچ ثانویه می شود.

سیم پیچ ثانویه ترانس فلایبک تعداد دور بسیار زیادی دارد که باعث می شود که ولتاژ در خروجی آن بسیار زیاد شود.

ترانس های ولتاژ تلویزیون با ولتاژ های 5000 ولت الی 100000 ولت وجود دارد.

به ولتاژ های بالای 1000 ولت های ولتاژ می گویند.

تعداد خروجی مدار کوره القایی ZVS برای راه اندازی فلایبک تفاوتی ندارد.

حداقل ولتاژ و جریان برای راه اندازی کوره القایی برای فلایبک 12 ولت 5 آمپر است.

اگر مدار را با 24 ولت 10 آمپر راه اندازی شود قدرت آن بسیار زیاد است و فوق العاده خطرناک است.

تعداد دور سیم پیچ اولیه برای فلایبک 10 دور است که اگر کوره القایی 3 خروجی ای بود باید از دور پنجم به سیم وسط کوره القایی وصل شود.

مدار-کوره-القایی-ترانس-فلایبک

انتقال برق بیسیم با مدار ZVS

یکی از کاربرد های دیگر مدار ZVS انتقال برق بیسیم است.

در این کاربرد می توان الکتریسیته که در خروجی کوره القایی وجود دارد را به سیم پیچ داد و سیم پیچ آنرا به صورت الکرومغناطیسی به اطراف خود عبور بدهد.

زمانی که سیم پیچ دیگری به سیم پیچی که به کوره القایی وصل است نزدیک می شود،

می تواند امواج الکترومغناطیسی که در هوا است و ما قادر به دیدن انها نیستیم را به خود سیم پیچ جذب کند و امواج را تبدیل به الکتریسیته کند.

سپس آن الکتریسیته را با دو سیم به دستگاه مصرف کننده برق وصل می کنیم.

برای مثال میتوانیم آنرا به LED متصل کنیم.

سیم پیچ

سیم پیچ اولیه باید 30 دور باشد.

اگر کوره القایی دو خروجی باشد به آن به صورت مستقیم وصل می شود.

و اگر سه خروجی باشد از وسط سیم پیچ یعنی دور 15 یک سیم به سر وسط مدار وصل می شود.

تعداد دور سیم پیچ ثانویه 30 دور است که سر مشترک ( وسط ) ندارد و دو سر آن به مصرف کننده وصل می شود.

سیم پیچ اولیه را در مدار کوره القایی باید با سیم 0.7 الی 1.2 پیچید.

اگر استفاده طولانی از آن می شود باید از سیم 1.2 استفاده شود.

در سیم 0.3 ، حرارت آن بسیار سریع و زیاد داغ می شود و برای استفاده کوتاه استفاده می شود.

سیم پیچ ثانویه داغ نمی شود و آنرا با سیم 0.1 تا 1.2 میتوان پیچید.

هر چقدر سیم استفاده شده قطور تر باشد آن تا فاصله بیشتری برق را انتقال می دهد.

مدار

سیم پیچ را اگر به ال ای دی متصل کرد حتما باید یک مقاومت 300 اهم در مدار گذاشته شود.

اگر مقاومت گذاشته نشود ال ای دی می سوزد.

اگر سیم پیچ بیش از حد به سیم پیچ اولیه نزدیک شود شدن جریان در سیم پیچ ثانویه زیاد شده و ال ای دی می سوزد.

سیم پیچ را می توانید به دور چسب یا اجسام دیگر که دایره ای باشند پیچید.

مدار-کوره-القایی-انتقال-برق-بیسیم

فیزیوتراپی الکتریکی با کوره القایی ZVS

یکی دیگر از کاربرد های مدار ZVS ، مدار فیزیوتراپی الکتریکی است.

با فیزیوتراپی الکتریکی می توان آنرا به بدن اتصال داد.

با عبور الکتریسیته از بدن می تواند عضله را تحریک کند.

عبور جریان بیشتر از 10 میلی آمپر ( 10 هزارم آمپر ) کشنده است.

به همین دلیل باید به خروجی 2 تایی مدار کوره القایی مقاومت وصل شود.

مقاومت جریان آنرا که زیاد و کشنده است را کم میکند.

باید با خروجی کوره القایی یک مقاومت 1k اهم سری شود.

بعد از مقاومت 1000 اهم باید یک مقاومت متغیر ( ولوم) سری شود.

کارایی مقاومت متغیر برای این است که قدرت برق آن را میتوان کنترل کرد و آنرا کم و زیاد کرد.

برای فیزیوتراپی به ورودی مدار ولتاژ بیشتر از 12 ولت نباید داد چون خطرناک است.

(جریان مدار 10 آمپر است و جریان 1 درصد از 1 آمپر کشنده است و کمی خطا در مدار منجرب به مرگ می شود)

(هرگز مدار را نسازید)

مدار-کوره-القایی-فیزیوتراپی-الکتریکی

نکات در ساخت مدار کوره القایی

هیت سینگ ها به هم اتصال نداشته باشند.

برای هیت سینگ ها از خمیر سیلیکون برای تبادل دمای بهتر استفاده شود.

تعداد دور سیم پیچ اصلی 10 دور است.

تعداد دور های سلف داخلی 25 دور با قطر 3 سانتی متر و هسته آهنی تیروییدی است.

دسته-بندی-کوره-القایی

چند نوع از مدار کوره القایی

سوالات متداول

چگونه میتوانیم کوره القایی بسازیم؟

کوره القایی توضیحات زیادی دارد که شما می توانید در انتهای این متن آموزش ساخت کوره القایی را ببینید.

چگونه قطعات کوره القایی را تامین کنیم؟

شما می توانید با استفاده از فروشگاه های الکترونیک آنلاین قطعات مورد نیاز برای مدار کوره القایی خرید کنید.

آیا امواج کوره القایی ضرر دارد؟

بله، البته بستگی به قدرت مدار کوره القایی دارد ولی در کل امواج مغناطیسی برای بدن مضر است

خیلی ممنون که تا اینجای مطلب همراه من بودید اگر هر سوالی درباره کوره القایی داشتید در (تلگرام) یا در بخش نظرات در زیر اینجا سوال خود را به اشتراک بگذارید.