Сборник самодельных технических устройств для проведения физических и инженерных опытов - страница 7

Рис. № 7. Аппаратное исполнение индукционной печи

Электрическая схема:

За основу взята классическая мостовая схема резонансного инвертора, работающего на высоких частотах (обычно в диапазоне от десятков до сотен килогерц). Основными элементами схемы являются:

– Мост из четырёх полупроводниковых транзисторов (IGBT или MOSFET);

– Конденсатор в резонансном контуре;

– Индуктор (катушка нагрева);

– Высокочастотный ферритовый трансформатор для согласования уровней напряжения и гальванической развязки;

– Силовой драйвер управления ключевыми транзисторами (ШИМ или автогенератор);

– Блок питания и фильтры помех.

Принцип действия:

Постоянное напряжение, подаваемое от первичного источника питания (например, выпрямленного сетевого напряжения), преобразуется в переменное напряжение высокой частоты с помощью мостового инвертора. Образуется высокочастотный ток, протекающий через индуктор (индукционную катушку), который создает быстро меняющееся электромагнитное поле. Заготовка из токопроводящего материала (металл), помещённая внутрь или рядом с индуктором, испытывает вихревые токи и вихревую потерю, в результате чего нагревается. При правильной настройке резонансной цепи (индуктор + конденсатор), схема работает в режиме минимальных потерь и высокой добротности – повышая КПД системы.