Меню

Установка токов высокой частоты твч



Применение и устройство станков ТВЧ

Токи высокой частоты (ТВЧ) обладают массой полезных свойств. Главное из них – способность проходить по поверхности проводника, не затрагивая его сердцевину. Благодаря данной особенности поверхность проводника, по которому проходят высокочастотные токи, нагревается быстро и до высоких температур.

Сварка натяжных потолков станком ТВЧ

Сварка натяжных потолков станком ТВЧ

При чем, чем выше частота токов, тем быстрее и сильнее нагревается проводник.

1 Применение ТВЧ в промышленности

Токи высокой частоты – это токи, в которых число колебаний за одну секунду достигает одного миллиона. Напряжение в станках ТВЧ может быть от одной тысячи до нескольких сотен тысяч вольт.

Устройства ТВЧ широко используют в промышленности.

  • с помощью ТВЧ в индукционных печах происходит плавление любого металла. Удобство данного метода состоит в том, что применяться он может в условиях полного вакуума. Это позволяет избежать окисления и загрязнения металлов;
  • с помощью высокочастотных токов производят закалку металла. Особенность такой закалки состоит в том, что закаляется лишь оболочка изделия, внутренняя часть остается пластичной. Это защищает металл от хрупкости;
  • с помощью устройств ТВЧ сваривают некоторые детали в автопромышленности.;
  • в медицине высокочастотные токи применяются для лечения кожных заболеваний, методом улучшения кровообращения в капиллярах, суставов, позвоночника, прогревания внутренних органов;

Последним изобретением на основе высокочастотных токов стал станок по сварке натяжных потолков из ПВХ. Это устройство мы рассмотрим подробнее.

1.1 Устройства ТВЧ для устройства натяжных потолков ПВХ

Натяжные потолки сегодня по праву занимают одно из первых мест во внутренней отделке дома. Они обладают высокими эстетическими качествами, довольно быстро монтируются, позволяют скрыть потолочные коммуникации. К тому же на натяжных полотнах могут быть нанесены узоры, рисунки и, даже, собственные фотографии.

Станок ТВЧ отличается высокой скоростью выполнения сварки натяжных потолков

Станок ТВЧ отличается высокой скоростью выполнения сварки натяжных потолков

С помощью расцветки и формирования полотен дизайнеры решают вопросы визуального увеличения пространства, искусственного точечного освещения помещений и многое другое.

Единственная проблема состоит в том, что ширина рулона ПВХ полотен для натяжных потолков не превышает 3 метров. И если полотна из ткани соединяются методом плетения, то шов на ПВХ создать подобным образом невозможно.

Шов на натяжных потолках из ткани или ПВХ должен быть:

  • прочным. Полотно на потолке имеет достаточно высокий коэффициент натяжения. Поэтому шов на ткани или ПВХ должен быть настолько прочным, чтобы не разорвался и не потянулся ни при монтаже, ни со временем;
  • незаметным. Прелесть натяжных потолков заключается именно в том, что они выглядят как единое полотно из красивой ткани. Любые загибы или сварочные швы значительно снизят эстетичность интерьера.

Шов, выполненный на стенке ТВЧ является прочным и имеет эстетичный вид

Шов, выполненный на стенке ТВЧ является прочным и имеет эстетичный вид

Именно эти две задачи можно безупречно решить с помощью аппарата ТВЧ для натяжных потолков.

1.2 Устройство

Станки ТВЧ состоят из следующих механизмов:

  1. Механизм подавления электродуги. В случае появления искр или, как следствие, электрической дуги, свариваемое полотно может прогореть. К тому же есть вероятность выхода из строя самого сварного электрода. Поэтому станок оснащен автоматическим регулятором, который снижает мощность генератора, в случае опасности возникновения искр.
  2. Механизм для подавления помех. Поскольку высокочастотные токи создают собственное высокое магнитное поле, но при этом чувствительны к другим магнитным полям, станок оснащен экраном, создающим, своего рода, защитный купол над отдельно взятым ТВЧ устройством.
  3. Предохранительное устройство защищает станок от перепадов напряжения в электросети.
  4. Сварное устройство. Данный механизм соединяет ПВХ полотна посредством диэлектрического нагревания.
  5. Механизм привода. Большинство станков оснащены приводами двух типов: ножным и пневматическим. Пневматический привод является более точным и более безопасным, поскольку позволяет уберечь станок и полотно от пережима и прочих ошибок обслуживающего персонала.
  6. Кроме этого каждый станок предусматривает наличие инвертора, который, собственно, и генерирует высокочастотные токи.

Все эти механизмы устанавливаются на станину, представляющую собой стол. Такая станина позволяет удобно уложить полотно для сварки и избежать изгибов или искривлений.

1.3 Принцип работы

Принцип работы ТВЧ станков для натяжных потолков основывается на диэлектрическом нагреве двух полотен, контактирующих между собой. В процессе сварки в отдельных случаях могут использоваться присадочные материалы.

Такие устройства позволяют производить спайку:

  • быстро;
  • равномерно;
  • надежно;
  • прогревая лишь конкретные точки.

Станок ТВЧ JL-5000FA для натяжных потолков

Станок ТВЧ JL-5000FA для натяжных потолков

Процесс спайки производится посредством двух электродов, через которые и проходит диэлектрический ток.

Спайка может производиться тремя способами:

  • встык;
  • внахлест;
  • Т-образным швом.

ТВЧ станки производства Китай для ПВХ в промышленности применяют не только для пайки натяжных потолков. С их помощью изготавливают:

  • подушки безопасности для автомобилей;
  • детские надувные мячи и круги;
  • пляжные горки и аттракционы, типа «банана»;
  • пляжные сумки и матрацы, и прочие изделия из ПВХ.

1.4 Как работает ТВЧ станок? (видео)


к меню ↑

2 Станок ТВЧ своими руками

Изготовить полноценное устройство ТВЧ для пайки натяжных потолков и прочих полотен ПВХ своими руками довольно проблематично, если не сказать невозможно.

Читайте также:  Ударило током от катушки зажигания

Ведь для его изготовления понадобиться не только решить, как получать высокочастотные токи, но и изготавливать или приобретать механизмы подавления дуги, подавления помех, устанавливать пресс, привод и многое другое.

Что же касается простейшего инвертора, работающего на основе токов Фуко для плавления и закалки металлических стержней, то он может быть изготовлен из обычного сварочного инвертора.

Сварка – вообще достаточно универсальное устройство. С ее помощью осуществляется производство и процессы сварки и порезки металла, проводить процессы пиролиза и, как оказывается, получать высокочастотные токи для быстрого плавления металлов и не только.

Схема сварки ПВХ-ткани на станке ТВЧ

Схема сварки ПВХ-ткани на станке ТВЧ

В процессе изготовления аппарата своими руками, кроме самого сварочного инвертора, понадобится так же механизм водяного охлаждения и катушка, которую лучше всего сделать из медной трубки сечением 10 мм. Именно эта катушка будет выполнять функцию индуктора, или контура с индукционными (высокочастотными) токами.

2.1 Процесс изготовления

  1. Внутрь сварочного инвертора нужно провести систему охлаждения. Это может быть водное или фрионовое охлаждение, мощные кулера или теплоотводные радиаторы.
  2. Из медной трубки сечением 10 мм и длинной 1 метр скручиваем спираль — индуктор (по внешнему виду она напоминает кипятильник). Оба конца трубки, длинной 10-15 см, должны быть выгнуты в одну сторону и находиться на одном уровне.
  3. Зажимаем оба конца индуктора в пазы сварочного инвертора для сварочных кабелей.

С помощью такого индукционного устройства, изготовленного своими руками из сварочного инвертора возможна плавка стержней из металла диаметром до 10 мм в течение 20-30 секунд. По прошествии этого времени металл покраснеет и будет готов как к ковке, так и к закалке верхних слоев.

Сварка натяжного потолка

Сварка натяжного потолка

Чем больше витков имеет индуктор, тем выше частота индукционных токов.
к меню ↑

2.2 Как пользоваться станком?

Пользоваться станком ТВЧ, сделанным своими руками, довольно просто.

  1. Включаем систему охлаждения инвертора.
  2. Включаем сам инвертор.
  3. Помешаем нужный нам стержень из металла внутрь индуктора так, чтобы он не касался стенок самой катушки.
  4. Ждем 20-30 секунд, пока покраснеет металл, и начинаем работать с ним.

2.3 Самодельные устройства ТВЧ в быту

Довольно просто и дешево можно изготовить самодельную систему отопления или водонагревателя на основе индукционных токов. Для этого достаточно обмотать индуктор вокруг трубы (оптимальное количество витков – 90) и включить его.

В этом случае важно следить, чтобы инвертор не был включен, если в системе нет жидкости, или она не циркулирует. Подобная оплошность может привести к плавлению самой трубопроводной системы.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

Схема самодельного индукционного нагревателя

ТВЧ катушка самодельная

Схема принципиальная электрическая

Схема самодельного индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя от 12В

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Схема самодельного индукционного нагревателя

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Схема самодельного индукционного нагревателя

Схема самодельного индукционного нагревателя

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.

Схема самодельного индукционного нагревателяНагрев отвертки до синего цвета ТВЧ Схема самодельного индукционного нагревателяНагрев ножа ТВЧ

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.

Читайте также:  Dexp h39d7100e как уменьшить ток подсветки

Схема самодельного индукционного нагревателя

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволоки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через некоторое время сильно нагревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта самодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и работает уже более года.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Схема на 220 в привлекает тем,что не надо приобретать дорогой понижающий тр-р
на ток 20 ампер.Какая мощность данной установки при ограничении входного тока
лампами накаливания?(какого диаметра стальной пруток можно нагреть до красна?)
Какой марки конденсаторы должны использоваться в этой схеме?

Схема нар от руки ,не указаны точки соединения ,так нельзя…..

создателю схемы, какая ваттность у резисторов те что 15 ом и 10 ком .

10к любой, а 15 Ом не ниже 2 ватта.

Чем определяется наличие именно БАТАРЕИ конденсаторов ? Почему не один-два ? Соответствующей ёмкости. Завалялся трансформатор со старого сварочника, ампер 50-80 наверное, при 60 вольтах. С мостом на ВЛ200. Само то для этой штуки. В той же коробке и склепать.

Источник

Установки индукционного нагрева (установки ТВЧ)

Установки индукционного нагрева ( установки ТВЧ )
IHS 20-60, IHS 40-60, IHS 80-60 на 20, 40, 80кВт соответственно. Идет работа над установкой на 160кВт .

Благодаря оригинальной электрической схеме и использованию современной элементной базы удалось изготовить малогабаритную индукционную установку с высокой степенью надёжности и максимальной эффективностью передачи энергии от трёхфазной сети к объекту обработки. Установки индукционного нагрева предназначены для всех видов термообработки металлов, среди которых: пайка, закалка, отжиг, а также плавка цветных и чёрных металлов и сплавов.

В состав установки индукционного нагрева СПЛИТСТОУН входят:

  • Генератор высокочастотных колебаний (инвертор);
  • Блок согласования генератора с нагрузкой;
  • Индуктор стандартный;
  • Комплект кабелей питания и управления;
  • Педаль управления;
  • Руководство по эксплуатации;
  • Паспорт

Установки ТВЧ СПЛИТСТОУН

ДОСТОИНСТВА УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

на IGBT- модулях (SEMIKRON, Германия)

  • Высокая надёжность
  • Экономичность
  • Многообразие технологических процессов
  • Быстрая переналадка на новый техпроцесс
  • Высокая производительность
  • Быстрая окупаемость
  • Простота управления
  • Компактность
  • Экологичность

Установки индукционного нагрева IHS 20-60 и IHS 40-60 имеют 2 режима работы:
— автоматический;
— по «ПУСК» / «СТОП» от внешнего устройства (педаль).

В обоих режимах работы необходимо задание параметров мощности и времени.
Возможно задание до 3 этапов обработки (нагрев, стабилизация, охлаждение) с указанием уровней мощности и интервалов времени на каждом этапе.
Для установок с управлением от пирометра IHS 20-60 (PYR) и IHS 40-60 (PYR) для каждого из этапов задаётся уровень мощности, интервал времени и температура.
Как дополнительное оборудование в состав установки может быть включена система автономного водяного охлаждения.

Компания по заданию заказчика разрабатывает и изготавливает индукторы под конкретную деталь, разрабатывает технологический процесс обработки. Установки полностью готовы к работе.

Разработка и выпуск установок индукционного нагрева (УИН) или установок ТВЧ (токов высокой частоты) — динамично развивающееся направление деятельности компании СПЛИТСТОУН.

Научно-технический потенциал наших сотрудников позволил создать универсальные установки индукционного нагрева, которые применимы в различных технологиях, связанных с нагревом металлов.

Наши установки IHS 20-60, IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60, IHS 40-60 (PYR) эксплуатируются на десятках предприятий России, Беларуси, Украины.

С их помощью успешно решаются такие задачи термообработки, как:

  • Закалка локальная и объёмная (валы, валы-шестерни, шестерни, зубчатые колёса, гусеничные пальцы, втулки, шкивы, посадочные места подшипников, шпоночные пазы);
  • Нагрев под штамповку, формовку (корпуса резцов, болты, гайки, кронштейны, ножи, культиваторы);
  • Пайка стандартного и специального инструмента с твердосплавными пластинами для металлообработки и других применений (резцы, ножи, фрезы, борфрезы, свёрла, линейки, буровые коронки, забурники, кровельные фрезы);
  • Пайка алмазного инструмента (диски, свёрла, франкфурты, фикерты, шлифовальные чашки);
  • Пайка ультразвуковых вибраторов;
  • Монтажная пайка титановых и нержавеющих трубопроводов в авиационной промышленности;
  • Упрочнение рабочих поверхностей деталей методом наплавки специальных порошкообразных смесей;
  • Пайка меди и латуни;
  • Отжиг меди.

Установки индукционного нагрева компании СПЛИТСТОУН также используются в качестве оборудования для следующих научно-исследовательских работ:

  • Исследование тепловых полей лопаток газотурбинных двигателей;
  • Лабораторная плавильная установка для получения спецсплавов;
  • Получение высокотемпературных газовых потоков.

Универсальные установки индукционного нагрева IHS 20-60, IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60, IHS 40-60 (PYR) – серийные изделия, имеются в наличии.

Адаптация под задачи клиента – разработка и изготовление специализированных индукторов – в течение 5 дней.
Срок поставки установок с управление от пирометра IHS 20-60 (PYR), IHS 40-60 (PYR) — от 50 дней.

Проведение испытаний по индукционному нагреву образцов заказчика, демонстрация применимости установки для конкретных задач заказчика – без дополнительной оплаты.

Одно из важнейших достоинств установок индукционного нагрева (ТВЧ установок) производства компании СПЛИТСТОУН – энергосбережение. КПД генератора (инвертора) > 95%. Установки работают в резонансном режиме, что позволяет максимально эффективно передавать энергию от питающей сети к нагреваемой детали.

Читайте также:  Сумма токов в узле равна нулю кто открыл этот закон

Максимальное потребление от питающей сети в режиме генерации для 20кВт УИН IHS 20-60 — 25кВт; для 40кВт УИН IHS 40-60 — 48кВт. В режиме готовности — потребление энергии не более 40Вт.

Высокая эффективность передачи электрической энергии для большинства задач по термообработке металлов позволяет заменить установки с ламповыми генераторами мощностью 60кВт на транзисторные установки компании СПЛИТСТОУН мощностью 20кВт.

Наши установки отличаются также компактностью, малым весом, безопасностью в работе: гальваническая развязка индуктора от высокого напряжения блока генератора (инвертора) — Uвых на индукторе 20/40В для 20кВт УИН и 32/64В для 40кВт УИН. (См. таблицы в разделе «Описание товара»).

Среди наших клиентов:

ОАО «Серпуховский инструментальный завод «ТВИНТОС» г.Серпухов, Московской области, ОАО «Ступинское машиностроительное производственное предприятие» г.Ступино, Московской области, ООО «Фирма АЛГ» Москва, ГК «АДЕЛЬ» Москва, ООО «Антарес АСТ» Москва, ООО «ДЕМЬЯН» Москва, ООО «Ультразвуковая техника «ИНЛАБ» г.Санкт-Петербург, ЗАО «Завод «КОМПОЗИТ» г.Санкт-Петербург, ОАО «КнААПО им. Ю.А. Гагарина» («Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А.Гагарина», г.Комсомольск-на-Амуре) в составе ОАО «Компания «Сухой», ОАО «Курганский электромеханический завод» г.Курган, ЗАО «Челябинский завод сверхтвердых материалов» г.Челябинск, ООО «Чебоксарский трубный завод» г.Чебоксары, ООО «Производственная компания «Новочеркасский электровозостроительный завод» г.Новочеркасск в составе ЗАО «Трансмашхолдинг», Пермский государственный технический университет г.Пермь, Челябинский институт путей сообщения г.Челябинск, СЗАО «Кохановский трубный завод «БЕЛТРУБПЛАСТ» респ.Беларусь, ЗАО «Калиновский машзавод» Калиновка Винницкая обл. Украина.

Источник

Токи высокой частоты

Токи высокой частоты (ТВЧ) нашли свое применение в таких отраслях, как металлургия, машиностроение и даже медицина.

Термообработка и сварка с помощью ТВЧ наиболее используемые на сегодняшний день методы работы с металлическими деталями. Благодаря преимуществам закалки ТВЧ производство выпускает качественные, прочные, износостойкие детали.

Что такое токи высокой частоты?

Токи высокой частоты представляют собой такие токи, частота которых, то есть число колебаний, достигает в одну секунду одного миллиона. Данный вид токов нашел свое применение в машиностроении, где он необходим для сварки и термообработки поверхностей деталей, и в металлургии, где он используется для плавки различных металлов.

Принцип работы токов высокой частоты

Принцип работы токов высокой частоты заключается в том, что заготовка, которая помещается внутрь установки, создает переменное электромагнитное поле за счет обмотки, подталкивающее к движению свободные электроны в металле, тем самым, порождая переменный электрический ток в заготовках, этот принцип так же лежит в основе такого явления, как индукционный нагрев. Также следует отметить, что в тоже время высокочастотный ток приводит молекулы диэлектриков во вращательное движение, учитывая при этом величину их дипольного момента.

Металлические детали, которые работают на кручение, трение, изгиб и так далее, достаточно часто применяются в производстве. Специфика этих деталей заключается в том, что они должны обладать высокой твердостью на поверхности, при том что излишняя твердость металла в центре нежелательна. Подобные свойства металла достигаются путем поверхностной закалки детали, при этом поддается закалке до определенной температуры только наружный слой детали, который затем мгновенно охлаждается. Таким образом, сохраняются первоначальные свойства металла в сердцевине детали. ТВЧ может использоваться для нагрева поверхностного слоя металлической детали, при котором используется индуктор ТВЧ.

Установки ТВЧ

Установка ТВЧ

Термообработка поверхностей деталей начинается с того, что нагреваемую деталь необходимо поместить в электромагнитное поле, которое находится внутри медной трубки согнутой по контуру закаляемой детали, при этом токи переменные токи высокой частоты оттесняются возникшим изнутри переменным магнитным током к поверхности детали. Объясняется высокая скорость нагрева поверхности детали высокой плотностью индуктированных токов на ней. Высокий уровень твердости закаленного слоя металла и глубина – это две основные характеристики индукционной закалки токами высокой частоты. К преимуществам данного вида термообработки можно отнести высокую производительность, высокую твердость, отсутствие окалины, возможность выбора уровня глубины закалки, возможность обработки металлических деталей любых форм.

Именно благодаря этому перечню плюсов закалка ТВЧ зарекомендовала себя, как высокопроизводительный и экономичный способ термообработки поверхности деталей , который обеспечивает отличное качество обработанных изделий и высочайшую прочность. Также следует отметить, что в современном производстве широко применяется сварка током высокой частоты. Расход электроэнергии, затрачиваемый на сварку, и качество сварных соединений обусловлены специфическими особенностями процесса протекания токов высокой частоты по проводнику.

Использование ТВЧ

Использование токов высокой частоты, например индукционная пайка ТВЧ, вывело такие отрасли как машиностроение и металлургию на новый уровень. Термообработка ТВЧ деталей, проведенная при помощи токов высокого напряжения, увеличивает срок их эксплуатации, увеличивает износостойкость, прочность и твердость металла. Работа с токами высокой частоты не только делает работу более эффективной, но и значительно улучшает уровень качества получаемых изделий.

Источник