اموزش ساخت پروژه کوره القایی

توضیحات

اموزش ساخت پروژه کوره القایی کوره‌های القایی براساس اصول القای الکترومغناطیسی عمل می‌کنند. این تکنولوژی، که به نوعی به نسل جدیدی از روش‌های گرمایشی تعلق دارد، با استفاده از جریان الکتریکی متناوب و ایجاد میدان مغناطیسی، جریان‌های گردابی (Eddy Currents) را در داخل فلز القا می‌کند. این جریان‌ها، که در داخل ماده رسانا به‌وجود می‌آیند، در نهایت باعث تولید حرارت و گرم شدن فلز می‌شوند. این ویژگی‌ها باعث شده تا کوره‌های القایی به‌ویژه در صنایع فلزکاری، ذوب‌فلز و ریخته‌گری کاربرد فراوانی پیدا کنند.

اجزای اصلی کوره القایی

1. منبع تغذیه

منبع تغذیه کوره القایی، مهم‌ترین بخش آن است که انرژی الکتریکی مورد نیاز را تأمین می‌کند. معمولاً این منبع یک ولتاژ DC پایدار با ولتاژ متوسط (مثلاً 12 ولت) فراهم می‌کند. باید توجه داشت که منبع تغذیه باید توان کافی برای تأمین انرژی تمامی اجزای مدار را داشته باشد تا بتواند به درستی فرآیند گرمایش را انجام دهد.

2. ترانزیستورهای MOSFET

ترانزیستورهای MOSFET به‌ویژه مدل‌هایی مثل IRFP250، برای سوئیچینگ سریع و کار در فرکانس‌های بالا ایده‌آل هستند. این ترانزیستورها وظیفه عبور و قطع سریع جریان از طریق سلف‌ها و سیم‌پیچ‌های مختلف را دارند که منجر به تولید میدان‌های مغناطیسی لازم می‌شود. سوئیچینگ سریع این ترانزیستورها در کنار کارایی بالای آن‌ها، کوره را قادر می‌سازد که فلزات را به سرعت و به صورت یکنواخت گرم کند.

3. سلف‌های L1 و L2

سلف‌های L1 و L2 نقش مهمی در ایجاد میدان مغناطیسی و فیلتر کردن فرکانس‌های اضافی دارند. این سلف‌ها به‌عنوان فیلتری برای جلوگیری از تداخل فرکانس‌های اضافی عمل می‌کنند. همچنین، این سلف‌ها با تنظیم جریان عبوری، به افزایش کارایی میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ اصلی کمک می‌کنند.

4. خازن و مدار رزونانس

خازن موجود در مدار کوره القایی، نقش کلیدی در تنظیم و تثبیت فرکانس بازی می‌کند. خازن در واقع با سیم‌پیچ گرمایشی مدار تشدید (رزونانس) را تشکیل می‌دهد. مدار رزونانس، ولتاژ بالایی را در سیم‌پیچ القا می‌کند و به ایجاد جریان‌های گردابی قوی در فلزات کمک می‌کند. این میدان مغناطیسی به‌طور مؤثری انرژی را به فلزات انتقال می‌دهد و باعث گرم شدن سریع و مؤثر آن‌ها می‌شود.

5. دیودهای محافظ

دیودهای زنر و دیودهای معمولی از جمله اجزای دیگری هستند که برای حفاظت از ترانزیستورها در برابر جریان‌های معکوس استفاده می‌شوند. این دیودها با کنترل جریان ورودی و محافظت از گیت‌های ترانزیستورها، مانع از آسیب به قطعات حساس مدار می‌شوند.

6. سیم‌پیچ گرمایشی (L3)

سیم‌پیچ L3 همان قطعه‌ای است که فلز را به‌طور مستقیم گرم می‌کند. این سیم‌پیچ با ایجاد میدان مغناطیسی متناوب، جریان‌های گردابی را در فلز القا می‌کند که نتیجه‌ی آن تولید حرارت در داخل فلز است.

نحوه طراحی سیم‌پیچ کوره القایی

طراحی سیم‌پیچ برای کوره القایی اهمیت زیادی دارد، زیرا پارامترهایی مثل تعداد دور سیم‌پیچ، قطر داخلی و طول آن، همه به طور مستقیم بر عملکرد نهایی کوره تأثیر می‌گذارند.

• تعداد دور سیم‌پیچ (N): هرچه تعداد دورها بیشتر باشد، اندوکتانس سیم‌پیچ نیز افزایش می‌یابد. اندوکتانس بالاتر، باعث کارآمدتر شدن میدان مغناطیسی و افزایش تأثیر حرارتی بر روی فلزات می‌شود.
• قطر داخلی سیم‌پیچ (D): این قطر باید به اندازه‌ای باشد که جسم فلزی به‌خوبی در داخل آن قرار گیرد و در معرض میدان مغناطیسی قوی قرار بگیرد. اگر قطر سیم‌پیچ خیلی بزرگ باشد، بازدهی کاهش می‌یابد و انرژی به هدر می‌رود.
• طول سیم‌پیچ (L): طول سیم‌پیچ بهینه‌سازی شده برای کوره باید طوری باشد که اندوکتانس کافی برای ایجاد میدان مغناطیسی قوی را فراهم کند.

انتخاب فرکانس کاری

انتخاب فرکانس مناسب در کار با کوره‌های القایی به عوامل متعددی بستگی دارد. برای مثال، فرکانس‌های پایین‌تر (20 تا 50 کیلوهرتز) برای گرمایش اجسام بزرگتر و فرکانس‌های بالاتر (100 تا 200 کیلوهرتز) برای گرمایش سطحی و اجسام کوچک مناسب‌تر هستند. این فرکانس‌ها بر اساس نیاز و نوع مواد انتخاب می‌شوند. همچنین، فرکانس بهینه برای مدار کوره القایی از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

که در آن:

• f: فرکانس رزونانس مدار
• L: اندوکتانس سیم‌پیچ
• C: ظرفیت خازن

نحوه محاسبه توان خروجی کوره القایی

یکی از نکات مهم در طراحی و ساخت کوره القایی، محاسبه توان خروجی لازم هر قطعه فلزی برای انجام فرآیند گرمایش است. برای محاسبه توان از فرمول زیر استفاده می‌کنیم:

که در این فرمول:

• P: توان مورد نیاز (کیلووات)
• C: ظرفیت حرارتی ماده (کیلوکالری بر کیلوگرم بر درجه سلسیوس)
• T: افزایش دما (درجه سلسیوس)
• G: جرم ماده (کیلوگرم)
• S: زمان لازم برای گرمایش (ساعت)
• η: بازده حرارتی کوره

این فرمول می‌تواند به شما کمک کند تا توان مورد نیاز برای گرم کردن یک جسم فلزی خاص در مدت زمان مشخص را به‌طور دقیق محاسبه کنید. با دانستن مقدار توان لازم، می‌توانید مناسب‌ترین منبع تغذیه را برای کوره خود انتخاب کنید.

لیست قطعات استفاده شده

جمع‌بندی و نکات تکمیلی

کوره‌های القایی در مقایسه با روش‌های سنتی گرمایش فلزات، کارایی بالاتری دارند و به دلیل مصرف کمتر انرژی و امکان کنترل دقیق دما، بسیار محبوب هستند. نکته‌ی مهم در ساخت و طراحی این کوره‌ها، محاسبه دقیق پارامترها و انتخاب اجزای با کیفیت است. به عنوان نکته نهایی، توصیه می‌شود همیشه به دنبال آزمایش و بهینه‌سازی کوره خود باشید. تنظیم پارامترهای مدار رزونانس و انتخاب سیم‌پیچ مناسب، تأثیر به‌سزایی در عملکرد نهایی و کاهش هزینه‌های مصرفی خواهند داشت.

توضیحات کامل تر اموزش ساخت پروژه کوره القایی در ویدیو یوتیوب داده شده فهرست مطالب گفته شده در یوتیوب قرار داده شده 

قسمت های مختلف ویدیو مقدمه توضیحات 00:00

توضیحات درباره pcb و قطعات 01:27

ساخت پروژه کوره القایی 05:41

نحوه طراحی سیم پیچ کوره القایی 06:50

تست اول کوره القایی با اسیلوسکوپ 11:40

محاسبه و ساخت سیم پیچ کوره القایی 14:37

تست دوم کوره القایی با سیم پیچ و اسیلوسکوپ 21:10

تست سوم کوره القایی با سیم پیچ و اسیلوسکوپ 25:40

نحوه محاسبه توان ورودی کوره القایی 29:22

محاسبه ولتاژ خروجی کوره القایی با اسیلوسکوپ 33:23

نحوه محاسبه توان خروجی کوره القایی 35:24

توضیحات پایانی 40:16