Induktsioonsoojendi vooluring IGBT abil (testitud)

Selles postituses arutame põhjalikult, kuidas ehitada suure võimsusega 1000-vatine induktsioonküttekontuur IGBT-de abil, mida peetakse kõige mitmekülgsemateks ja võimsamateks lülitusseadmeteks, isegi paremad kui mosfets.

Induktsioonsoojendi tööpõhimõte

Induktsioonkütte toimimise põhimõtet on väga lihtne mõista.

Induktsioonkütteseadmes olev mähis tekitab kõrgsagedusliku magnetvälja ja seeläbi indutseeritakse pöörisvoolud metalli (magnetilise) objekti kohal, mis asub mähise keskel ja soojendab seda.

Mähise induktiivse olemuse kompenseerimiseks asetatakse mähisega paralleelselt resonantsvõime.

Resonantssagedus on sagedus, mille juures resonantsahelat (tuntud ka kui spiraalkondensaatorit) tuleb juhtida.

Mähise kaudu voolav vool on alati palju suurem kui ergutusvool. IR2153 vooluahelat kasutatakse vooluahela tööks kahekordse poolsillana koos nelja juhitava IGBT STGW30NC60W-ga.

Topeltpoolsilla abil tarnitakse võrdne võimsus kogu sillaga, kuid esimese puhul on väravajuht lihtsam.

IGBT STGW30NC60W

Paralleelsete dioodide kasutamine

Suure suurusega topeltdioode STTH200L06TV1 (2x 120A) kasutatakse paralleelsete dioodide kujul. Isegi kui selleks piisab väiksematest dioodidest suurusega 30A.

Kui kasutate IGBT sisseehitatud dioode, näiteks STGW30NC60WD, ei pea te kasutama väiksemaid ega suuri topeltdioode. Töösageduse resonantsiks häälestamiseks kasutatakse potentsiomeetrit.

Üks paremaid resonantsi näitajaid on LED-i suurim heledus. Kindlasti saate ehitada draivereid, mis on teie nõudmistest keerukamad.

Võite kasutada ka automaatset häälestamist, mis on üks parimatest toimingutest, mis on professionaalsetes kütteseadmetes kasutatav rada, kuid on üks puudus, et vooluahela lihtsus kaob selles protsessis.

Saate juhtida sagedust, mis jääb vahemikku 110 kuni 210 kHz. Väikese suurusega adapterit, mis võib olla kas trafotüüp või smps, kasutatakse juhtimisahelas vajaliku lisapinge saamiseks 14–15 V.

Isoleeriv trafo

Isolatsioonitrafo ja sellele vastav drossel L1 on elektriseadmed, mida kasutatakse väljundi ühendamiseks tööahelaga.

Mõlemad induktorid on õhusüdamiku kujunduses.

Ühelt poolt, kui õhuklapp koosneb neljast pöördest 23 cm läbimõõduga, koosneb isoleeriv trafo teisest küljest 12 pöördest 14 cm läbimõõduga ja need pöörded koosnevad topeltjuhtmega kaablist (nagu on näidatud allpool toodud joonisel) .

Isegi kui väljundvõimsus ulatub 1600 W-ni, leiad, et parandamiseks on veel palju võimalusi.

Kavandatud IGBT-induktsioonkütteseadme tööpool on valmistatud traadist, mille läbimõõt on 3,3 mm.

Vase kasutamine mähise jaoks

Tööpooli valmistamiseks peetakse sobivamaks vasktraati, kuna seda saab hõlpsalt ja tõhusalt vesijahutusega ühendada.

Mähis koosneb kuuest pöördest koos mõõtmetega 23 mm kõrgus ja 24 mm läbimõõt. Spiraal võib pikaks tööks kuumeneda.

Resonantskondensaator koosneb 23 väikese suurusega kondensaatorist ja koosneb 2u3 kogumahust. 100nF kondensaatoreid saate kasutada ka sellistes kujundustes nagu klass X2 ja 275V MKP polüpropüleen.

Saate neid sellel eesmärgil kasutada ka siis, kui need pole põhimõtteliselt selleks otstarbeks mõeldud ega valmistatud.

Resonantsi sagedus on 160 kHz. Alati on soovitatav kasutada EMI-filtrit. Variaki asendamiseks võib kasutada pehmet alustamist.

Soovitan teil tungivalt esmakordsel sisselülitamisel alati kasutada piirajaid, mis on järjestikku ühendatud elektrivõrguga, näiteks halogeenlampide ja umbes 1 kW küttekehadega.

Hoiatus: kasutatav induktsioonküttekontuur on ühendatud vooluvõrku ja sisaldab kõrget pinget ning võib olla surmav.

Sellest tulenevate õnnetuste vältimiseks peaksite kasutama plastvõlliga potentsiomeetrit. Kõrgsageduslikud elektromagnetväljad on alati kahjulikud ja võivad kahjustavalt mõjutada andmekandjaid ja elektroonilisi seadmeid.

Märkimisväärsel määral elektromagnetilisi häireid põhjustab vooluahel ja see omakorda võib põhjustada ka elektrilöögi, tulekahju või põletusi.

Iga teie sooritatud ülesanne või protsess on teie enda vastutusel ja vastutus lasub teil ja ma ei vastuta selle protsessi käigus tekkiva kahju eest.

Vooluringi skeem

220 V vahelduvvoolu kuni 220 V alalisvoolu silla alaldi ahel koos ohutuslambiga

Doktor L1

Ülaltoodud täissilla IGBT-induktsioonküttesüsteemi ahelas kasutatava drosseli L1 konstruktsiooni on näha allpool toodud pildil:

Selle saate teha keerates 4 pööret läbimõõduga 23 cm, kasutades mis tahes paksu ühe südamikuga kaablit.

Järgmisel pildil on kahekordse mähisega õhusüdamik isolatsioonitrafo disain :

Selle saate ehitada, keerates 12 pööret 14 cm läbimõõduga, kasutades mis tahes paksu kahekordse juhtmega kaablit.

Töömähise võib ehitada järgmise juhise järgi

Pange tähele, et kui mähis on tihedalt keritud, võib vaja minna ainult 5 pööret. Kui kasutatakse kuut pööret, võite optimaalse resonantsi ja efektiivsuse saavutamiseks proovida mähist veidi venitada.

UUENDAMINE

Praeguse piiri lisamine

Järgmine diagramm näitab, kuidas ülalkirjeldatud induktsioonkütteseadmele saab lisada lihtsa voolu piiramise funktsiooni.

TIL111 opto-haakeseadise Pinouti üksikasjad

Siin muutub L1 lähedal asuv takisti (nimetame seda Rx-ks) voolutundlikuks takistiks, mis arendab endas väikese pinge soovitud punkti, kui vool hakkab ületama ohutuid piire.

Seda pinget üle Rx kasutatakse LED-i käivitamiseks lisatud opto-siduris. Opto sees olev väljundtransistor reageerib LED-i käivitamisele ja juhib kiiresti draiveri IC IR2153 tihvti # 3 Ct maandamist.

IC sulgeb kohe voolu edasise tõusu keelamise. Kui see juhtub, langeb voolutugevus, mis omakorda välistab pinge Rx-is, lülitades seeläbi opto-LED välja. See pöörab olukorra varasema tavaolukorra poole ja IC hakkab uuesti võnkuma. See tsükkel kordub kiiresti, tagades koormuse jaoks püsiva voolutarbimise etteantud ohututes piirides.

Rx = 2 / praegune piir

Tagasiside ühelt pühendunud lugejalt:

Lugupeetud härra! Olen edukalt teinud 4 IGBT-ga induktsioonkütteseadme 1/2 silla ja tahan teada, et soovitatud 1000-vatine küttelamp peaks olema vooluahelaga püsivalt ühendatud või ainult esimest korda testimiseks.

Testitulemuse pildid on lisatud siia:

Ootan teie vastust kõige varem. Tervitades - manish.

Ringkonnaküsimuse lahendamine

Kallis Manish,
Kas näete induktsioonkütteseadme kasutamisel seeria lambil kuma?
Kui jah, siis tõenäoliselt ei saa seda eemaldada, kui lamp on valgustamata ja täiesti 'külm' (tunnete seda hoides), siis saab selle eemaldada.
Tervitades

Tagasiside hr Saeed Mahdavilt

Kallis Swagatam:

Lõpuks suutsin pärast palju uusi katseid oma ringraja taas tööle panna. Ja ma lasin video punase tulega.

Loodan, et see võib olla kasulik neile, kes on huvitatud induktsioonkütteseadmetest. Palun öelge mulle, kuidas soojust suurendada, et polt jõuaks sulamistemperatuurini?

Võrgu pinge on 194 volti ja vooluahela tarbitav vool on vaid 5 amprit ja ostsilloskoobi lainevorm on üsna siinuslaine.

Oma prototüübis lisasin mõned pöörded RFC drosselile, et saada töörullile rohkem pinget ja tarbida vähem amprit.

IGBT-d töötasid tööperioodil üsna normaalselt ilma palju kütmata. Kas te ütleksite palun, mida ma peaksin tegema, et rohkem sooja saada. Tänud

Saeed Mahdavi

Videoklipp: