इस पोस्ट में हम व्यापक रूप से चर्चा करते हैं कि IGBT का उपयोग करके एक उच्च शक्ति 1000 वाट इंडक्शन हीटर सर्किट का निर्माण कैसे किया जाए जो कि सबसे बहुमुखी और शक्तिशाली स्विचिंग डिवाइस माना जाता है, यहां तक कि मच्छरों से भी बेहतर।
इंडक्शन हीटर कार्य सिद्धांत
जिस सिद्धांत पर इंडक्शन हीटिंग काम करता है वह समझने में बहुत सरल है।
उच्च आवृत्ति का एक चुंबकीय क्षेत्र इंडक्शन हीटर में मौजूद कॉइल द्वारा निर्मित होता है और इस प्रकार बदले में धाराएं धातु (चुंबकीय) वस्तु से प्रेरित होती हैं जो कॉइल के बीच में मौजूद होती है और इसे गर्म करती है।
कुंडल की आगमनात्मक प्रकृति की भरपाई करने के लिए, कुंडली के समानांतर एक प्रतिध्वनि क्षमता रखी जाती है।
गुंजयमान आवृत्ति वह आवृत्ति है जिस पर अनुनाद सर्किट (जिसे कुंडल-संधारित्र भी कहा जाता है) को संचालित करने की आवश्यकता होती है।
कॉइल के माध्यम से बहने वाली धारा हमेशा उत्तेजना वर्तमान की तुलना में बहुत बड़ी होती है। IR2153 सर्किट को चार नियंत्रित IGBT STGW30NC60W के साथ 'डबल हाफ-ब्रिज' के रूप में सर्किट के काम को सक्षम करने के लिए उपयोग किया जाता है।
बिजली की एक समान मात्रा डबल ब्रिज द्वारा पूर्ण पुल के रूप में वितरित की जाती है, लेकिन पूर्व के मामले में गेट चालक सरल है।
IGBT STGW30NC60W
एंटी-पैरेलल डायोड का उपयोग करना
बड़े आकार के डबल डायोड STTH200L06TV1 (2x 120A) का उपयोग एंटी-पैरेलल डायोड के रूप में किया जाता है। भले ही इसके लिए 30A आकार के छोटे डायोड ही पर्याप्त होंगे।
यदि आप STGBW30NC60WD जैसे IGBT के अंतर्निहित डायोड का उपयोग करते हैं, तो आपको छोटे डायोड या बड़े डबल डायोड का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होगी। अनुनाद में ऑपरेटिंग आवृत्ति को ट्यून करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया जाता है।
अनुनाद के सर्वश्रेष्ठ संकेतकों में से एक एलईडी की उच्चतम चमक है। आप निश्चित रूप से उन ड्राइवरों का निर्माण कर सकते हैं जो आपकी आवश्यकता के आधार पर अधिक परिष्कृत हैं।
आप स्वचालित ट्यूनिंग का भी उपयोग कर सकते हैं जो कि सबसे अच्छी चीजों में से एक है, जो कि पेशेवर हीटरों में अपनाया गया कोर्स है, लेकिन एक दोष यह है कि सर्किट की सादगी इस प्रक्रिया में खो जाएगी।
आप आवृत्ति को नियंत्रित कर सकते हैं जो लगभग 110 से 210 kHz की सीमा में आती है। छोटे आकार का एक एडाप्टर जो या तो ट्रांसफार्मर प्रकार का हो सकता है या 14-15V सहायक वोल्टेज प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है जो नियंत्रण सर्किट में आवश्यक है।
पृथक ट्रांसफार्मर
एक आइसोलेटिंग ट्रांसफार्मर और एक मिलान चोक एल 1 बिजली के उपकरण हैं जिनका उपयोग आउटपुट को काम करने वाले सर्किट से जोड़ने के लिए किया जाता है।
ये दोनों इंडोर एयर-कोर डिज़ाइन में मौजूद हैं।
एक तरफ जहां एक चोक में 23 सेमी व्यास पर 4 मोड़ होते हैं, वहीं दूसरी ओर अलग-अलग ट्रांसफार्मर में 14 सेमी व्यास पर 12 मोड़ होते हैं और ये मोड़ डबल वायर्ड केबल से बने होते हैं (जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है) ।
यहां तक कि जब उत्पादन शक्ति 1600W के पैमाने पर पहुंचती है, तो आप पाएंगे कि अभी भी सुधार की बहुत गुंजाइश है।
प्रस्तावित आईजीबीटी प्रेरण हीटर के काम का तार एक तार से बना है जो 3.3 मिमी व्यास का है।
कॉइल के लिए कॉपर का उपयोग करना
एक तांबे के तार को काम का तार बनाने के लिए अधिक उपयुक्त माना जाता है क्योंकि इसे आसानी से और प्रभावी ढंग से पानी के ठंडा होने से जोड़ा जा सकता है।
कॉइल में 23 मिमी ऊंचाई और 24 मिमी व्यास के आयामों के साथ छह मोड़ होते हैं। यदि यह लंबे समय तक संचालन के अधीन हो तो कुंडली गर्म हो सकती है।
अनुनाद संधारित्र से बना होता है और इसमें छोटे आकार के कैपेसिटर के 23 टुकड़े होते हैं जिनकी कुल क्षमता 2u3 होती है। आप कक्षा X2 और 275V MKP पॉलीप्रोपाइलीन जैसे डिजाइनों में 100nF के कैपेसिटर का उपयोग भी कर सकते हैं।
आप उन्हें इस उद्देश्य के लिए तब भी उपयोग कर सकते हैं जब वे मूल रूप से अभिप्रेत न हों या ऐसे उद्देश्यों के लिए बने हों।
प्रतिध्वनि की आवृत्ति 160 kHz है। EMI फ़िल्टर को हमेशा इस्तेमाल करने की सलाह दी जाती है। एक नरम शुरुआत का उपयोग वैरिएक को बदलने के लिए किया जा सकता है।
मैं आपको हमेशा सीमक का उपयोग करने की जोरदार सलाह दूंगा जो श्रृंखला में जुड़ा हुआ है जैसे कि हैलोजन लैंप और हीटर लगभग 1 किलोवाट के हीटर जब यह पहली बार चालू किया जा रहा है।
चेतावनी: उपयोग किए जा रहे इंडक्शन हीटिंग सर्किट को मेन से जोड़ा जाता है और इसमें उच्च स्तर का वोल्टेज होता है और यह घातक हो सकता है।
इस वजह से किसी भी दुर्घटना से बचने के लिए आपको एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करना चाहिए जिसमें एक प्लास्टिक शाफ्ट है। उच्च आवृत्ति के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हमेशा हानिकारक होते हैं और भंडारण मीडिया और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर हानिकारक प्रभाव डाल सकते हैं।
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का एक महत्वपूर्ण स्तर सर्किट के कारण होता है और यह बदले में बिजली के झटके, आग या जलने का कारण बन सकता है।
प्रत्येक कार्य या प्रक्रिया जिसे आप करते हैं, अपने जोखिम पर है और जिम्मेदारी आपके साथ होगी और इस प्रक्रिया को पूरा करने में किसी भी प्रकार की हानि के लिए मैं जिम्मेदार नहीं होगा।
सर्किट आरेख
सेफ्टी लैंप के साथ 220V AC से 220V DC ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट
चोक L1
उपरोक्त पूर्ण पुल IGBT इंडक्शन हीटर सर्किट में प्रयुक्त चोक L1 का डिज़ाइन नीचे दी गई छवि में देखा जा सकता है:
आप किसी भी मोटी सिंगल कोरेड केबल का उपयोग करके, 23 सेमी व्यास के साथ 4 मोड़ कर इसे बना सकते हैं।
निम्न छवि डबल कॉल्ड एयर कोरेड दिखाती है अलगाव ट्रांसफार्मर डिजाइन :
आप इसे 12 सेंटीमीटर व्यास के साथ 12 मोड़ पर बांध सकते हैं, किसी भी मोटी डबल वायर्ड केबल का उपयोग कर सकते हैं।
निम्नलिखित निर्देशानुसार कार्य कुंडल का निर्माण किया जा सकता है
कृपया ध्यान दें कि यदि कुंडल कसकर घाव है तो केवल 5 मोड़ की आवश्यकता हो सकती है। यदि छह मोड़ का उपयोग किया जाता है, तो आप इष्टतम अनुनाद और दक्षता प्राप्त करने के लिए कॉइल को थोड़ा खींचने की कोशिश कर सकते हैं।
अपडेट करें
एक वर्तमान सीमा जोड़ना
निम्न आरेख सुझाव देता है कि कैसे एक सरल वर्तमान सीमित सुविधा को ऊपर वर्णित प्रेरण हीटर डिजाइन में जोड़ा जा सकता है।
TIL111 ऑप्टो-कपलर पिनआउट विवरण
यहाँ L1 के पास रोकनेवाला (चलो इसे Rx कहते हैं) वर्तमान संवेदी अवरोधक बन जाता है, जो सुरक्षित सीमा से अधिक होने पर वांछित बिंदु पर अपने आप में एक छोटा वोल्टेज विकसित करता है।
आरएक्स पर इस वोल्टेज का उपयोग संलग्न ऑप्टो-कपलर के अंदर एलईडी को चालू करने के लिए किया जाता है। ऑप्टो के अंदर आउटपुट ट्रांजिस्टर एलईडी ट्रिगर का जवाब देता है और मुख्य चालक आईसी IR2153 के # 3 पिन, 3 को ग्राउंडिंग करता है।
आईसी वर्तमान में किसी भी और वृद्धि को रोकते हुए तुरंत बंद हो जाता है। जब ऐसा होता है, तो वर्तमान ड्रॉप जो आरएक्स भर में वोल्टेज को समाप्त कर देता है, जिससे ऑप्टो एलईडी बंद हो जाता है। इससे स्थिति पहले की सामान्य स्थिति की ओर बदल जाती है, और IC फिर से दोलन शुरू कर देती है। यह चक्र अब पूर्व निर्धारित सुरक्षित सीमा के भीतर, तेजी से लोड के लिए एक निरंतर चालू खपत सुनिश्चित करने को दोहराता है।
आरएक्स = 2 / वर्तमान सीमा
समर्पित पाठकों में से एक से प्रतिक्रिया:
प्रिय महोदय- मैंने सफलतापूर्वक 4 IGBTs के साथ इंडक्शन हीटर 1/2 ब्रिज बनाया है और मैं जानना चाहता हूं कि जो 1000 वाट हीटर लैंप का सुझाव दिया गया है, वह स्थायी रूप से सर्किट से जुड़ा होना चाहिए या केवल 1 समय तक परीक्षण करना चाहिए।
परीक्षा परिणाम की छवियाँ यहाँ संलग्न हैं:
जल्द से जल्द आपके जवाब का इंतजार। सादर - मनीष
सर्किट क्वेरी को हल करना
प्रिय मनीष,
इंडक्शन हीटर का संचालन करते समय क्या आपको श्रृंखला लैंप पर कोई चमक दिखाई देती है?
यदि हाँ, तो शायद इसे हटाया नहीं जा सकता है, यदि दीपक गैर-प्रबुद्ध अवस्था में है और पूरी तरह से 'ठंडा' है (इसे पकड़कर महसूस करें) तो इसे हटाया जा सकता है।
सादर प्रणाम
श्री सईद महदवी से प्रतिक्रिया
प्रिय स्वगतम्:
अंत में मैं बहुत अधिक प्रयासों के बाद अपने सर्किट कार्य को फिर से बनाने में सक्षम था। और मैंने वीडियो को बोल्ट रेड हॉट के साथ शूट किया।
मुझे आशा है कि यह प्रेरण हीटर में रुचि रखने वालों के लिए उपयोगी हो सकता है। क्या आप मुझे बताएंगे कि गर्मी को कैसे बढ़ाया जाए ताकि बोल्ट पिघलने के बिंदु तक पहुंच जाए?
मुख्य पार वोल्टेज 194 वोल्ट है और सर्किट द्वारा उपभोग की जाने वाली धारा सिर्फ 5 एम्पीयर है और ऑसिलोस्कोप पर तरंग रूप काफी साइन तरंग है।
अपने प्रोटोटाइप में मैंने कार्य कुंडल पर अधिक वोल्टेज प्राप्त करने और कम amp खपत करने के लिए आरएफसी चोक में कुछ मोड़ जोड़े।
IGBTs ने ऑपरेटिंग अवधि के दौरान बहुत अधिक हीटिंग के बिना सामान्य रूप से काम किया। क्या आप मुझे बताएंगे कि मुझे गर्मी और गर्मी पाने के लिए क्या करना चाहिए। बहुत बहुत धन्यवाद
सईद महदवी
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