Induktions-varmer

Er det en induktionsovn til smeltning af metal ?

Ja det er det. emnet skal kunne svæve frit i spolen .

Det forstår jeg ikke.  Smeltet metal kan ikke svæve i en spole.

Man kan mure/støbe en ildfast rund rende ( buddingeform ), der med indhold af metal danner en kortsluttet sekundærvikling i en transformer. Kortslutningsstrømmen smelter metaller som kobber og messing.

Jeg har kendskab til en sådan i industrisammenhæng.

Fedt du har kendskab til sådan noget.
Det går ud på at lave en spole og sætte 220 volt på.
Metallet skal så puttes ned og svæve indtil det smelter.
Når strømmen afbrydes falder emnet ned.
Alt dette ved jeg er muligt, men har spørgsmål vedr. Styring
af effekt og frekvens.

Jeg ved godt, at en ring kan svæve indtil den smelter. Men når den smelter falder det hele jo fra hinanden.

Jeg forstår godt, at du vil kunne styre effekten, men hvorfor vil du kunne styre frekvensen ?

Jeg ved endnu ikke om det er nødvendigt at styre frekvensen, for jeg ved ikke hvordan vi skal styre effekten. Hvis det udelukkende er ved at styre på strømmen, er der risiko for, at emnet falder ned. En grund til at styre frekvensen kunne være ift. de materialer der skal smeltes. Mindre frek. -> dybere smelting og omvendt.

Ellers er nogle af tankerne/spg.:

1: Kan den køre på 220 v / 50 hz dvs. vores net eller skal det være DC?
2: Regulering af effekt (frekvens / strøm eller hvordan gør man?)
3: Hvilke emner kan smeltes og kan vi overhovedet forvente den smelter noget?
3b: Hvad holder emnet? er det hvirvelstrømme eller magnetisme?
4: Specielle krav til komponenter?
5: Råd til temperatur-måling og -regulering
6: Diverse råd inden vi "opfinder"

Materialer som kobber og messing har en varmeledningsevne, så at enten smelter det hele, nærmest på een gang, eller også er der intet, der smelter. Iøvrigt ville en overfladeopvarmning af materialet, grundet strømfortrængning, kræve så høje frekvenser ( MHz ), at jeg tvivler på du kan styre dette, af teknologisk eller af budgetmæssige grunde.

1)  DC skal det ikke være, for det inducerer ikke noget.

2)  Du kan anvende en variotransformer, eller du kan variere effekten elektronisk, baseret på en triac eller et par thyristorer ( kan styre større effekter billigt og effektivt ).

3)  Ja, det skal nok smelte, det er kun et spørgsmål om effekt.

3b) Begge dele, der er jo en kobling mellem hvirvelstrøm og magnetisme.

4)  Hvis du mener elektroniske komponenter, skal de først og fremmest kunne tåle belastningsstrømmen og den påtrykte spænding. Der skal også regnes på, i hvilket omfang de evt. skal køles.

5)  Infrarød sensor ( varmestråling ). Jeg vil nok anbefale at du regulerer digitalt, altså med en tilsluttet PC, som du laver et reguleringsprogram til. Her kan du så opsamle procesforløb, i form af effekt, temperatur, osv.

Kan godt se at kobber har en ret høj varmeledningsevne og messing noget mindre. Vi havde tænkt at smelte aluminium som ligger mellem værdierne for kobber og messing og med smeltepkt. på ca 660 gr. celcius. Kviksølv ville være at foretrække, men det er desværre sundhedsskadeligt.

..."Iøvrigt ville en overfladeopvarmning af materialet, grundet strømfortrængning, kræve så høje frekvenser ( MHz ), at jeg tvivler på du kan styre dette, af teknologisk eller af budgetmæssige grunde."

Vi er vel enige om at højere frekvenser (MHz) netop kan medføre strømbegrænsning med højere resistans til følge og kun en overfladeopvamning af emnet. Ved at gå ned i frekvens (Hz eller kHz), kan vi undgå dette og dermed gå dybere ind i emnet pga. den større amplitude?

1) Jeg tænkte nok DC ikke duede. Der skal ifg. Faraday (så vidt jeg husker) - være skift i potentialerne for at inducere et E-felt - dvs. vekselstrøm.

2) Nu kender jeg ikke en variotransformer, men vi skal selv lave alt styring selv og det skal være analogt. Hvad transformerer den? spolen skal vel have AC strøm? en blød overgang som styring af effekt (VA)? Måske laver den AC om til DC og dermed regulere på spændningen og dermed effekten? 

Når du siger variere effekten elektronisk, så mener du strømmen? 

Kender ikke lige en TRIAC men det følger jeg lige op på.  

Thyristorer er vel bare effekt-transistorer? vi havde først tænkt os at bruge MOSFET, men så langt er vi slet ikke kommet.

3b) Vi er enige om at ved vekselstrøm skifter potentialerne og dermed også E-felterne? dvs. den skiftevis "slipper" og "tager" fat i emnet rent magnetisk. Jeg har svært ved at forstå hvordan den så skal kunne holdes svævende, da tyngdekraften jo også må have indvirkning. Men det er måske der hvirvelstrømmende kommer ind i billedet?

5) Vi har testet optiske varmemålere (Harald Nyborg) men de tåler desværre kun ca 200 gr. C. Desværre må vi ikke regulere digitalt :/

Kviksølv ?  Jamen det er jo smeltet ( ved stuetemperatur ). Om du anvender kobber, mesing eller aluminium, er ret ligegyldigt.

Frekvens:  Benyt blot 50Hz. Det er strømfortrængningen ( det at strømmen fortrinsvis løber i metallets overflade ), der øges med frekvensen, ikke amplituden.

Det er ikke E-feltet ( elektrisk felt ), der varmer metallet op, men B-feltet ( magnetfeltet ), der inducerer en spænding, og dermed strøm i metallet.

Med en variotransformer, varierer du antallet af vindinger i viklingen, og dermed transformerens udgangsspænding. Hvis du skal regulere noget nogenlunde hurtigt (holde en ring svævende ) skal du anvende elektronisk styring af spænding, og dermed strøm.

En thyristor er en styret diode, der leder en strøm, når den får en tændpuls. Den forbliver ledende indtil næste strøm nulgennemgang ( når vekselstrømmen skifter retning ). Således kan du klippe en vekselspænding i stykker ( afbryde spændingen, og tilslutte den med frekvensen 100Hz ). En triac er en dobbeltrettet thyristor.

Med en spænding på 230V, ville jeg anvende en IGBT-transistor ( lidt mere hårdfør ), snarere end en MOSFET.

Hvis du skal holde en ring svævende, skal du anvende mere end een fase, og mere end een spole. Med een fase og een spole, får du et vekselmagnetfelt, men det har jo ingen "retning", det skifter bare fortegn 100 gange pr. sek, og hvad er retningen på det ? Med to eller tre faser, kan du skabe en magnetisk bølgebevægelse, hvis bølgeretning bestemmes af fortegnet for fasedrejningen mellem faserne. Man kan sige, at du skal lave en linear asynkronmotor i modsætning til en roterende asynkronmotor. En eenfaset asynkronmotor kan ikke starte, for den aner ikke hvad vej den skal dreje rundt. Derfor må man forsyne den med en startkondensator, og dermed skabe en fasedrejet startfase, der forsyner en startvikling. Dermed skabes et startmoment, så at motoren går i gang, hvorefter du i princippet godt kan fjerne startkondensatoren, fordi når motoren først har valgt retning, vil motorens momentkurve bevirke, at kørselsretning fastholdes. Men hvis du bremser motoren til stilstand, bliver momentet igen 0. Når din ring svæver, er den jo i stilstand.

Noget digitalt skal der jo være i din styring ( microprocessor eller lignende ). Du kan ikke styre MOSFET, IGBT, osv. uden dette. Styrer du dem analogt, brænder du dem af ( varmetab ). De skal til enhver tid være helt ON eller helt OFF, således at P = U*I  holdes på et minimum.  De overlever ikke perioder med f.eks U=200V ,  I = 3A  i ret mange sekunder.

IR-temperaturføler, eksempel:

http://www.metronic.dk/produkter/optris.html?gclid=CNjYgpf6yroCFad8cAodjAoAHg

Jeg siger mange mange tak fordi du gad "lege" med og komme med gode råd. Glæder mig til at komme igang med projektet.

Jeg ville nok indskrænke projektet til f.eks. kun at skulle smelte metal, ikke holde det svævende.

Ellers tror jeg ikke du kommer i mål.   ( undskyld mig ).

Ja det tror jeg du har ret i. Vi vil kun bruge en fase, så vi må skrive os ud af det. Jeg havde egenligt overvejet om man ikke bare kunne lave en spole indeni en spole. Altså lave plads i viklingen på den ene spole så de var plads til en ny. Denne skulle så have den funktion at holde emnet oppe. Men hvis du mener der skal 3 faser til, går det ikke.

Du kan godt nøjes med to faser. Du skal ikke vikle spolerne indeni hinanden, men ved siden af hinanden på en stang. Med tre faser ( R,S,T ) får du en kraftretning med fasefølgen: RSTRSTRST, og den modsatte kraftretning med fasefølgen: SRTSRTSRT

Ok mange tak.