初玩市电感应加热
    想玩市电的感应加热很长时间了,去年就买齐了电容和磁芯,不过因为不定期的懒癌发作,一直拖着。期间用过ehco赞助的PCB,不过感觉电路用起来也
不是很方便,而且不小心玩坏了,于是项目就一直搁置下去了。直到前天晚上,才画了个CD4046的简单驱动电路图,昨天晚上焊了起来。驱动部分是
CD4046,元件参数参照了一个老外的帖子(好像是从论坛下载的,稍后会附上文件),因为老外的图实在看不清楚,有几个原件是自己凭感觉做的修改。
CD4046后面加上CD4049做的死区电路,阻容参数随便弄的,测试结果是死区时间500ns左右(我的示波器不带直读功能,自己估计的),我也不知道这个参数合不合适,就先用了。后级输出是用了两个TC4421并联,测试退G4PC50UD全桥时候波形不错,上升沿80ns左右(同样也是估计的)。
    全桥用的是从DRSSTC上卸下来的,因为一个电容坏了就一直闲置,这次算是老将出马了。阻抗匹配变压器是两副EE70磁芯,初级用1平方硬线绕了24+16圈,谐振电容用两个5uF并联,加热圈用6mm铜管绕4圈内径55mm,估算(没有电感表,只能估算)频率40-50kHz,实测40kHz左右。
    试验的时候先接的变压器40圈初级,加热直径40mm的石墨坩埚。225V输入时电流4A,谐振电容两端电压最大值是约150A,然后用24圈的初级,225V时
电流9A,谐振电容两端电压约300A,此时输入功率约2000W。
【故障排除】    
1、刚开始通电加热的时候,电压调到200多伏发现驱动电路冒烟, 赶紧断电检查,发现是接谐振电容给CD4046反馈信号的1k  1/4W电阻烧糊了,这个参数是自己随便定的,果然出问题了,于是换上10k的,问题解决。
2、当看到输入功率到2KW的时候心里很高兴,本想多加热一段时间的,却发现铜管开始变色,变压器也冒起烟,原来是铜管过热,变压器初级的胶带(手头
没有那种黄色胶带,用的是普通胶带)被烫的冒烟,无奈结束实验,明天上水冷。
    
【改进】
1、因为手头没有更粗的线,所以变压器初级只用了1平方的铜线,这个必须要换更粗的线或者用3mm的铜管绕初级。
2、要加大功率的话磁芯恐怕也要换大的,准备淘两副EE85或者更大点的。
3、要玩的过瘾,当然要用喜闻乐见的模块桥。
ps:原理图暂时没有,因为是随手画的又改的面目全非,改天弄个像样点的。
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自制感应加热器与磁悬浮加热器(感应炉).pdf
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来自:电子信息 / 电子技术
2015-1-26 3:22:19
1楼
效果呢?又见到可爱的石墨坩埚
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rudolf(作者)
2楼
引用 ls.ls:
效果呢?又见到可爱的石墨坩埚
暂时没啥效果,刚开始烧铜管就变色了,再烧就报废了。明天好好玩一下。
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3楼
坐等上水冷效果
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4楼
效果呢?又见到可爱的石墨坩埚
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5楼
可爱的石墨坩埚
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rudolf(作者)
6楼
初级绕组烧糊了明天去市场转转看能不能买到高温线,实在不行就用铜管。
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7楼
全桥热不热?
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8楼
铜管电流非常大需要水冷
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9楼
直接并联谐振?
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rudolf(作者)
10楼
    实验目前遇到问题暂时中断几天。下午玩的时候发现靠近铜管的几圈初级绕组由于临近效应发热严重,半分钟就烧的冒烟。于是去买了一些细铜管,套上热缩管准备绕初级,结果发现EE70磁芯窗口小了绕不开,于是求助于淘宝,买了一套拆机EE130磁芯,还带了套磁芯用的水冷夹具,估计原来也是做感应加热用的。快递估计要4天才能到,这几天是没法玩了,先上几张波形图。大家看看有什么地方不对的我好修改。
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CE之间电压抖的厉害,末端还有个小平台


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下面H桥输出电压的小平台,不会随电压升高而升高


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驱动波形相位貌似落后了好几十度


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H桥电流波形上很多高频振荡电流,毛刺超多


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2.7mm的铜管套上了热缩管,但是看看这个磁芯窗口……,打死也绕不进去嘛

[修改于 5 年前 - 2015-01-26 20:16:16]

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2015-01-27 01:49:21
rudolf(作者)
11楼
    为了打发时间,昨晚用0.41mm漆包线16股并绕重新做了初级绕组,本以为发热会减小很多,实际试了下输入225V输入时候电流9.4A,半分钟线圈就已烫手。后来发现电路不起振,经检查发现一个谐振电容坏了,其中一端的黄铜螺母开焊脱落。可能是我焊铜排的时候热量传递过去烧坏的,但是因为铜排夹的比较紧所以一直能用。但这么凑合肯定是不行的,要想办法焊上。
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    这种情况电烙铁是无能为力,只能先把铜螺母烧热然后压到电容上,利用余热熔化焊锡。
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    至于加热铜螺母倒是不难,手头就有加热炉嘛。为了方便取出,在坩埚上垫个垫片,铜螺母放上去烧一会儿即可
IMG_6086.jpg

    焊上之后测试正常。
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    熔了一锅黄铜,满屋子烟,加热效率比ZVS的那个高了不少。现在就等买的磁芯到货,然后就可以可劲玩了。
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12楼
好牛啊!求电路图
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13楼
期待鲁道夫出套件
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14楼
这个电炉就是耗电大户啊……看上去功率得有千瓦吧……电费表示压力山大
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15楼
严重期待,什么时候出套件?
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2015-01-28 10:58:03
rudolf(作者)
16楼

    电路还不完善,暂时没有出套件的计划。
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IMG_6102.jpg

    勉强加热2分钟,变压器的初级已经热的不行,等买的磁芯到了才能尝试连续工作看看稳定性。
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17楼
磁芯不是用来绕的,是用来套的
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rudolf(作者)
18楼
引用 jingrongren:
磁芯不是用来绕的,是用来套的
怎么讲?
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19楼
3个电容换一下位置试试?
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rudolf(作者)
20楼
引用 20!不曾存在:
3个电容换一下位置试试?
试过的,结果一样,所以就有点想不通,有没有可能因为距离变压器近,被泄露出来的电磁波感应加热的?
改天在把它们弄成三角形试试看。
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21楼
我就关心你啥时候出量产
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rudolf(作者)
22楼
引用 达闻西:
我就关心你啥时候出量产
这个恐怕得从长计议,量产的话起码得有各种保护措施,参数显示,外壳之类的,超过我的能力范围了,得等年后慢慢筹划。
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23楼
驱动和谐振相差好几步会有大的损耗
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24楼
引用 rudolf:
电路还不完善,暂时没有出套件的计划。

    勉强加热2分钟,变压器的初级已经热的不行,等买的磁芯到了才能尝试连续工作看看稳定性。
有没有打算油浸变压器?
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rudolf(作者)
25楼
引用 王WZJ_97:
有没有打算油浸变压器?
没必要这么搞。
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26楼
为什么一定要个调压器?直连市电220V不行吗?
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2015-01-29 08:04:48
27楼
楼主的石墨坩埚怎么是白色的?是陶瓷的吧。
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rudolf(作者)
28楼
引用 qfming-twb:
楼主的石墨坩埚怎么是白色的?是陶瓷的吧。
石墨坩埚外面要套一层陶瓷的,要不然烧着烧着就没了。
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2015-02-02 22:12:52
2015-2-2 22:12:52
rudolf(作者)
29楼
继续更新。

    前天用2.7mm铜管绕的变压器初级,由于内径太细水流有限,散热效果不是很好,测试的时候套铜管的热缩管靠近次级铜管的一部分烫化了。好在变压器窗口足够大,今天去买的4mm铜管重新绕的初级,25圈。水流很畅,热量能够被即使带走。于是加热坩埚,电压加到225V的时候电流可以到14A以上,输入功率到了3KW。不幸的是功率桥散热不利,一两分钟就热的不行,电源线也热的和面条一样软塌塌的,本来计划中的熔化钢铁试验只好暂时搁置,明天去买风扇。再就是谐振电容发热也比较厉害,其中靠近变压器的那个热的烫手。按理说下面两个应该发热一样大,搞不太懂,也许是被变压器泄漏出来的电磁场给加热的?看来还要重新买电容。
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rudolf(作者)
30楼
用4mm铜管绕了个小加热圈,用于烧小体积的东西,手机拍了几个,继续上图。
IMG_20150202_222634.jpg

这个是黄铜的水管接头,烧着烧着噗嗤一下子塌陷下去,原来上面部分已经熔化了
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直径11mm的304不锈钢棒。不锈钢比铁加热困难一些,不过也能烧到红炽状态。
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2015-02-03 04:34:40
rudolf(作者)
31楼
    由于怀疑谐振电容发热巨大是因为频率和电流容量不够,本打算网上再买一些,但是没找到合适的型号,只好自己动手用电磁炉电容焊一个电容组。40个0.33uF电容并联,用绕变压器剩下的细铜管焊成电容组后又焊上一圈6mm铜管,用于通循环水。如图所示:
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IMG_6130.jpg

    找来一个不知道叫啥名字的零件,外面是六角形内部是M10的螺丝,加热很容易就熔化了,由于担心铁水到处流烧坏东西所以一看到熔化立即断电,用手摸摸电容还是凉凉的,看来质量不错,以后就用它了。
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rudolf(作者)
32楼
引用 21006091:
为什么一定要个调压器?直连市电220V不行吗?
目标是直接使用市电,不过调试的时候肯定要用调压器的,要是电路有问题的话直接上市电,电流直接飙升烧了线路多麻烦。
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33楼
很期待啊
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34楼
[s::lol],厉害啊,小心点哦,220V危险了点
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35楼
初级也用水冷,水是会导电的,如果共用一个水冷系统,那这样次级是不是也带电,这样容易触电吧
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36楼
50ud全桥真猛,,,调压器快顶不住了吧
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rudolf(作者)
37楼
引用 着迷者1:
初级也用水冷,水是会导电的,如果共用一个水冷系统,那这样次级是不是也带电,这样容易触电吧
不会,没事的。工业上有的也这样弄,我看到一个资料是将初级、磁芯、次级的水冷串联到一起,我的是并联的。
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rudolf(作者)
38楼
引用 奇侠:
50ud全桥真猛,,,调压器快顶不住了吧
到220V的时候,调压器就不起作用了,相当于直接接的市电。刚才烧螺栓,烧了一会儿瘦了一圈,很有意思。
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2015-02-04 16:00:14
39楼
期待快点出套件最近捡了几块矿石
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40楼
想试试
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2015-02-05 08:11:45
41楼
你那个全桥是直接驱动,还是隔离驱动
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2015-02-07 20:00:07
2015-2-7 20:00:07
42楼
这个TC4421驱动输出是反相的,4049做死区输出进入TC4421输入端,出来的正向驱动波形有重叠,是不是应该用TC4422才对
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2015-02-08 13:30:50
rudolf(作者)
43楼
引用 着迷者1:
这个TC4421驱动输出是反相的,4049做死区输出进入TC4421输入端,出来的正向驱动波形有重叠,是不是应该用TC4422才对
反两次就正了,进4421之前反过一次
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2015-02-10 14:33:10
2015-2-10 14:33:10
44楼
easybridgeboard.jpg
bridgeEagle.png

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45楼
试试双全桥看
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46楼
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rudolf(作者)
47楼
引用 黑暗死宅男:
http://www.loneoceans.com/labs/qcw/
地址打不开,也没任何必要用什么双桥。
4个IGBT的桥3KW足够。
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2015-02-13 14:51:56
2015-2-13 14:51:56
48楼
干脆上模块功率一定爽歪歪
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49楼
引用 rudolf:
地址打不开,也没任何必要用什么双桥。
4个IGBT的桥3KW足够。
这个网站你那里进不去吗
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