RF voeding van 1kW voor inductie verwarming

[Anoniem: 79743]

Voor het in elkaar brazeren (hardsolderen) van phase-change koelingen gebruik ik momenteel een autogeen brander, ik wil echter hier naast ook een inductie brazeer machine naast hebben. Aangezien deze apparaten eigenlijk alleen voor grote industrie gemaakt worden zijn ze erg duur en hebben ze veel voor mij onnodige opties. Ik wil vooral koperen buizen verhitten tot ongeveer 700*C.

Ik wil dus zoiets maken als dit : http://www.ameritherm.com/productcatalog.html

Het werkt als volgt,

van een koperen buis maak je een spoeltje. Door dit spoeltje zend je een hoog frequente(100-400kHz) stroom. De stroom in de spoel veroorzaakt een magneetveld dat ook hoog frequent van richting oscileert. Als je in dit magneetveld een geleider plaatst zullen hierin wervelstromen opgewekt worden. Vanwege de hoge frequentie gaat het skinning effect een grote rol spelen in het te verhitte voorwerp en is de elektrische weerstand van het voorwerp dus hoger en is het te verhitte met een relatief lage stroom.

Bij 100kHz is de skin depth in koper ongeveer 200 micrometer en bij 400kHz is dat ongeveer 100 micrometer.

Mijn probleem bij het maken van dit apparaat is uiteraard de voeding maken. Ik wil hoog vermogen (ongeveer 1 kW), hoog frequentie (regelbaar tussen 100 en 400kHz) en hoge stroom want de weerstand van de spoel is ondanks skinning effect nog erg laag, in de orde van 10^-3 Ohm. Om de hoge stroom te krijgen was ik van plan om het hoog frequente signaal direct te transformeren in de verwarmingsspoel. Dus van middelmatige stroom en voltage naar laag voltage en hoge stroom. De inductie van de gewenste spoel moet ik nog even uitrekenen en ik zal gelijk de frequentie karakteristiek uitrekenen. Ik ga trouwens eerst denk een voeding proberen te maken met minder kracht om te oefenen.

Voordat ik verder ga met me research wilde ik toch wat advies inwinnen over wat voor soort voeding ik het best kan maken. Ik denk nu aan een inverter achtige voeding zoals op deze pagina een circuit van beschreven staat. Maar dan met 1 fase 230volt aansluiting.

Mijn vraag is dus of deze voeding de beste keuze voor mij is en kan iemand mij exact uit leggen hoe deze schakeling werkt. Begrijp ik het goed dat de oscilatie komt door de "load" LRC schakeling tussen de 1. punten? Moet de basis van de BJT's nergens op aangesloten worden? Wat is de meerwaarde van 2 condensatoren in serie na de gelijkrichters? Het doel van de "choke" is om de stroom niet al te steilen pieken te geven? De basis van de BJT van de "chopper" moet verbonden worden met het oscilerende deel?

Een andere optie die ik in me hoofd had was om een IC te gebruiken om de oscilatie op te wekken en dat signaal extreem te versterken, zoals hier gedaan wordt: http://webpages.charter.n...ranwms/Elec_IndHeat4.html

Verdere tips?

[lemming_nl]

Heb je een indicatie hoeveel stroom je nodig hebt en bij welke spanning? Je gaat in ieder geval 2 hele beefy schakelaars nodig hebben.

-edit-

I^2R=P

Als je 1kW warmte vermogen wil leveren krijg je 1000=I^2*10^-3

I=1000A
Dit is natuurlijk in het te verwarmen materiaal, geld niet voor de spoel zelf.

[ Voor 42% gewijzigd door lemming_nl op 23-11-2006 16:48 ]

[Part]

Kun je niet de electronica van een inductiekookplaat gebruiken?

[Anoniem: 79743]

Het is nogal moeilijk uit te rekenen wat precies de impendantie van de verwarmingsspoel is met een te verwarmen voorwerp (waarin wervelstromen lopen) in het magnetisch veld maar ik verwacht een inductie waarde van 10^-6 henry. Dus de reactance zal ongeveer tussen 1 en 3 ohm liggen.

Ik denk echter dat de elektronica iets moet produceren als 100 V en 10 amp, dit transformeer ik dan in de verwarmingsunit om naar enkele volts bij honderden amps. Ik weet alleen niet of dit heel efficient gaat eigenlijk, is een frequentie van 100-400kHz nog wel te transformeren? Ik wil in de echte electronica niet al te veel stroom hebben vanwege het skinning effect.

[ Voor 7% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 23-11-2006 17:40 ]

[bobo1on1]

Je maakt eerst 100 volt gelijkspanning met een transformator en dat ga je vervolgens schakelen met mosfets.

Als je niet de radio ontvangst in de hele buurt plat wil leggen dan zou ik in een soort van kooi van faraday gaan zitten werken, gewoon een grote kooi maken van gaas.

[Anoniem: 79743]

bobo1on1 schreef op donderdag 23 november 2006 @ 18:07:
Je maakt eerst 100 volt gelijkspanning met een transformator en dat ga je vervolgens schakelen met mosfets.

Als je niet de radio ontvangst in de hele buurt plat wil leggen dan zou ik in een soort van kooi van faraday gaan zitten werken, gewoon een grote kooi maken van gaas.

Dus gewoon een klasse A versterker met 2 of 3 trappen?

radio in de omgeving plat leggen lijkt me eigenlijk erg leuk maar dit zal toch wel meevallen aangezien dit soort apparaten commercieel verkrijgbaar zijn zonder kooi van faraday?

[ Voor 14% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 23-11-2006 18:46 ]

[bobo1on1]

Klasse A? Nee, het lijkt sterk op klasse D, je zet namelijk een blokgolf over de spoel, geen sinus.

Je hebt goede kans dat je niet meer normaal naar de radio kan luisteren als je dat ding aan hebt.

[lemming_nl]

Anoniem: 79743 schreef op donderdag 23 november 2006 @ 18:41:
[...]


Dus gewoon een klasse A versterker met 2 of 3 trappen?

radio in de omgeving plat leggen lijkt me eigenlijk erg leuk maar dit zal toch wel meevallen aangezien dit soort apparaten commercieel verkrijgbaar zijn zonder kooi van faraday?

Hoe bedoel je zonder kooi van faraday? De behuizing van veel apparaten werkt al als een kooi van faraday en veel de meeste apparaten hebben intern ook van die dunne metalen platen over onderdelen heen zitten om storing te voorkomen.

Anoniem: 79743 schreef op donderdag 23 november 2006 @ 17:25:
Ik denk echter dat de elektronica iets moet produceren als 100 V en 10 amp, dit transformeer ik dan in de verwarmingsunit om naar enkele volts bij honderden amps. Ik weet alleen niet of dit heel efficient gaat eigenlijk, is een frequentie van 100-400kHz nog wel te transformeren? Ik wil in de echte electronica niet al te veel stroom hebben vanwege het skinning effect.

Ik zou het eigenlijk juist omhoog transformeren (230V -> 400 ofzo? ipv 100V) om de stroom laag te houden (makkelijker aan te sturen, minder randeffecten van inductie).

-edit-
nvm

[ Voor 53% gewijzigd door lemming_nl op 23-11-2006 19:41 ]

[naftebakje]

Anoniem: 79743 schreef op donderdag 23 november 2006 @ 17:25:
...Ik weet alleen niet of dit heel efficient gaat eigenlijk, is een frequentie van 100-400kHz nog wel te transformeren?...

Ja, een transformator kan veel efficiënter werken op hogere frequentie's, je hebt een veel kleiner trafotje nodig voor hetzelfde vermogen.
De haalbaarheid van dit alles is volgens mij wel twijfelachtig, je zal idd ferm moeten ontstoren, en met heel veel dingen rekening houden (bij de vermogens die je gebruikt is een kleine vergetelheid een ramp).

Als je het in gang krijgt, let dan nog erg goed op, als je een ring aan je handen hebt wordt die enorm warm bij je inductieverwarming

[Zjosh]

Ik zou als ik jou was een leuke gelijkspanning ergens fabriceren, en die met een dikke fet of een igbt ( die dingen gebruiken ze in het coilgun toppic) dat op een frequentie laten schakelen. Om er een mooie sinus van te maken lijkt me niet zo veel voordelen hebben. Enige waar je problemen me zal kunnen krijgen is het verkrijgen van een lage spanning met grote stroom. Misschien moet je ergens een oud las apparaat op de kop zien te tikken, daar zit meestal wel een leuke trafo in die voor dit soort doeleinden geschikt is.

[Anoniem: 79743]

over kooi van faraday, de verwarmingspoel steekt uit de behuizing dus die werkt idd als een antenne



400volt op de verwarmingsspoel heb ik niks aan omdat de weerstand zo laag is, schakelen met 400volt zou eventueel wel kunnen ik weet alleen niet of transformeren van 400 naar enkele volts zo efficient is. Ik wil maar 2 windingen ofzo op het trafo gedeelte van de verwarmingsspoel

@naftebakje: Ik heb gelezen dat bij erg hoge frequenties je niet kan transformeren met ijzeren kern trafo's maar dat je dan ferriet moet gebruiken, ik weet alleen niet of dat al bij honderden kHz is. Hoezo is het twijfelachtig? Waar zie je problemen? Ontstoren? Verder ben ik bang dat de kern van de trafo flink heet wordt want die wordt ook onderworpen aan skinning.

[bobo1on1]

Waarom wil je per se op een hogere frequentie transformeren? Zo maak je het alleen maar lastiger.

[Anoniem: 79743]

tamelijk simpel, als ik niet op hoge frequentie transformeer dan moet ik een signaal van een paar 100 amp omzetten naar een hoge frequentie wat het helemaal klote maakt.

Ik denk dat die unit in het plaatje in het linker deel nog een kleine trafo heeft zitten.

[ Voor 17% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 23-11-2006 21:06 ]

[naftebakje]

Anoniem: 79743 schreef op donderdag 23 november 2006 @ 20:07:
over kooi van faraday, de verwarmingspoel steekt uit de behuizing dus die werkt idd als een antenne

[afbeelding]

400volt op de verwarmingsspoel heb ik niks aan omdat de weerstand zo laag is, schakelen met 400volt zou eventueel wel kunnen ik weet alleen niet of transformeren van 400 naar enkele volts zo efficient is. Ik wil maar 2 windingen ofzo op het trafo gedeelte van de verwarmingsspoel

Mij lijkt het dat ze gewoon de verwarmingsspoel als één draad laten lopen (secundaire heeft dus 1 wikkeling), en daarrond de spoel wikkelen waarop ze gewoon de gelijkgerichte netspanning als mooie sinus zetten (blokgolf geeft enorm veel storing, hoe sinusvormiger hoe beperkter de storing, maar op de grondfrequentie van je toestel zal je zowiezo storing hebben), ik weet wel niet in hoeverre de transformator zelf voldoende is om de blokgolf die je erop zet te beperken naar een sinus (lijkt me dat ze die transformatoren daarvoor ontwerpen).

@naftebakje: Ik heb gelezen dat bij erg hoge frequenties je niet kan transformeren met ijzeren kern trafo's maar dat je dan ferriet moet gebruiken, ik weet alleen niet of dat al bij honderden kHz is. Hoezo is het twijfelachtig? Waar zie je problemen? Ontstoren? Verder ben ik bang dat de kern van de trafo flink heet wordt want die wordt ook onderworpen aan skinning.

Inderdaad, ik zie dezelfde problemen als jij (naast dat ik niet zo goed ben in HF, ik vind het te moeilijk ). De vakgebieden zijn: vermogenselektronica, hoogfrequent, ontstoren (vooral leuk met de combinatie vermogen-HF), printontwerp, componentenkeuze. Ik heb de neiging om waar teveel vakgebieden samenkomen, te vrezen voor de haalbaarheid om het alleen te kunnen (dus: verbaas me ).
Vanaf welke frequentie's het exacte omslagpunt zit tussen ijzer en ferriet zou ik niet weten, maar ik denk dat het zodra je in de kHz'en zit interessanter is met ferriet. Bij deze is dat echter volgens mij misschien niet nodig, door de draad van de verwarmingsspoel als kern te gebruiken, en de primaire er gewoon rond te wikkelen, heb je geen aparte kern meer nodig (iemand die dit kan bevestigen, of me uit kan lachen met mijn onwetendheid ).

En @bovenstaande: het kan niet anders dan dat die linkse bak een trafo bevat, anders genereert de verbindingsdraad meer hitte dan de verwarmingsspoel.

[ Voor 3% gewijzigd door naftebakje op 23-11-2006 21:33 ]

[Sine]

Het is prima mogelijk met en zonder trafo, je kunt prima 400V over twee windingen koperpijp zetten ... geen probleem, alleen maar heel kort ( hoge frequentie )

Het idee van inductie verwarming is vrij eenvouding ... de uitvoering ervan niet zo ... kijk hier eens : http://www.ctc-labs.de/html/induction_heating.html

[guus.assmann]

100 tot 400 khz is geen hoge frequentie.
En daar treed bij mijn weten nog geen skin-effect op. (Pas bij >30 mhz ! )
Wel stroomverdringing, maar dat is in principe een ander effect. (Dat wel een vergelijkbaar gevolg heeft)
Dit is dus puristisch geneuzel hoor.

Ferriet werkt al bij 50 hz. En bij hogere frequenties wordt het alleen maar beter.
Als je precieze gegevens wil hebben, probeer dan eens bij Amplimo.
Zij maken trafo's voor audio, die mee doen tot 100 khz.
Hoe hoger de frequentie, hoe meer "ijzerverliezen" je krijgt.
Vandaar dat bij hogere frequenties geen ijzer meer wordt gebruikt.

Concreet: Pak een ringkern trafo. En mosfet's. En een wat hogere spanning, afhankelijk van de fet.
Probeer een wisselspanning te benaderen, dan heb je ook de minste storing. Een audioversterker zou best nog wel eens bruikbaar kunnen zijn. Vervorming van het signaal is geen probleem, dus een digitale versterker zal het prima doen.

Nog meer concreet:
Via mijn werk kan ik aan heel dikke mosfet's komen. En aan een dikke ringkern trafo.
Laat maar horen of je intresse hebt. (Trafo tot zo'n 400 VA bij 50 hz en fet's tot zo'n 70A per stuk bij 100V of iets meer)

[Anoniem: 79743]

er treed wel degelijk skin effect op bij deze frequentie, ik heb het zelfs al uitgerekend zoals je in me eerste post kan lezen Amplimo raadplegen is goede tip . een ringkern heb ik niet zo gek veel aan 1 wikkeling koperen buis om een ringkern vouwen is niet zo mooi . De koper buis mag niet al te lang worden, want dan verlies ik te veel energie en wordt die moeilijker te koelen. (ookal ga ik het al met water doen). Die mosfets heb ik eventueel zeker interesse in, ik heb alleen nog niet besloten of ik mosfets IGBT's of BJT's ga gebruiken .

@Sine: dat snap ik niet helemaal, je bedoelt een soort puls voeding? Dus net zoiets als ze met coil guns doen, maar dan de condensator niet volledig laten ontladen maar steeds heel korte pulsjes? Helaas is mijn duits nog slechter dan me frans en dat is enorm bagger dus, ik zal het ff door een vertaler gooien straks.

@naftebakje: Ik ben uberhaupt niet goed in elektronica :d dus misschien ben ik wat te ambiteus inderdaad. als ik de buis van de verwarmingsspoel als kern gebruik gaan daar volgens mij enorme wervelstromen in lopen, bij een ijzeren kern gebeurt dat ook maar door de hogere weerstand van ijzer is dat denk ik veel minder.

edit: ehm trouwens als ik draad direct om buis wikkel waarom zou er dan uberhaupt een stroom gaan lopen in de lengte richting van de buis? Volgens mij gaat alle stroom circulair draaien totdat de buis smelt.

jullie hebben het over storing, wat voor storing en waarom is dat erg?

[ Voor 10% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 25-11-2006 12:46 ]

[caipirinha]

Zorg je er wel voor dat het ding op één van de ISM frequenties werkt anders staat er snel een horde ambtenaren voor de deur om het ding in beslag te nemen.
En als je nog nooit eerder iets HF achtigs hebt gemaakt zou ik er niet aan beginnen, RF burns zijn erg vervelend.

ISM = Industrial Scientific Medical

[ Voor 22% gewijzigd door caipirinha op 25-11-2006 19:40 ]

[lemming_nl]

Anoniem: 79743 schreef op vrijdag 24 november 2006 @ 11:28:
jullie hebben het over storing, wat voor storing en waarom is dat erg?

Er komt een flinke dosis electromagnetische storing vanaf (ik verwacht dat je crt monitor flink gaat trippen als je hem naast dat ding hebt staan) en volgens mij zend hij ook een hoop radio golven uit. Hoewel de frequentie niet overeen komt met veelgebruikte frequenties zal hij deze alsnog gaan storen, vooral bij zulke grote vermogens.

[Anoniem: 79743]

nee oke dat snap ik, daar verzin ik wel wat op. Ik ga dit ding enkel gebruiken in me schuur dus kan met kippengaas eventueel wel kooi van faraday maken. Voor brandwonden kijk ik wel uit en geloof mij brandwonden krijg je ook als je een autogeen brander gebruikt .

[Part]

caipirinha schreef op zaterdag 25 november 2006 @ 19:37:
Zorg je er wel voor dat het ding op één van de ISM frequenties werkt anders staat er snel een horde ambtenaren voor de deur om het ding in beslag te nemen.
En als je nog nooit eerder iets HF achtigs hebt gemaakt zou ik er niet aan beginnen, RF burns zijn erg vervelend.

ISM = Industrial Scientific Medical

Ik vraag me af of het wel lukt zon ding op een bepaalde frequentie te laten werken.
Volgens mij maken ze gebruik van een LC kring de ze laten resoneren. De frequenties hiervan is afhankelijk van de L en C waarde maar volgens mij ook van het materiaal dat in de spoel komt te staan.

[Anoniem: 79743]

ff for the record, ik heb besloten om eerst een test versie te maken van ongeveer 200-300watt. Puur om te leren. Ik ga waarschijnlijk dit doen door mosfets aan te sturen met een hoog frequente blokgolf. Door condensatoren over de verwarmingsspoel te zetten, lijkt het signaal iets meer op een sinus. Goed idee?

Guus, wil je me even mailen? het mail adres in je profiel is wat verouderd.

[ Voor 11% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 25-11-2006 23:12 ]

[guus.assmann]

100 tot 400Khz is ultra-lange golf.
Daar gebeurd nog niet zo veel.
Er zitten aleen maar zeer speciale zenders en met een toepassing van een trafo en een kortgesloten wikkeling zul je geen grote afstand overbruggen
Dus ook niet veel storing veroorzaken.
De eigenschappen van deze golven zijn hoofdzakelijk magnetisch.
Een afscherming zal dan ook heel moeilijk zijn.
Dus moet je ervoor zorgen dat je niet veel storing opwekt.

De keuze voor onderdelen is niet zo moeilijk denk ik.
Als je "spullen met spierballen" wil hebben, betaal je ook een flinke prijs.
Zelfs mosfet's zijn dan al vrij duur.
Dus als je wat zaken kunt vinden voor lage prijzen (Slopen uit oude apparaten) dan is dat een goede reden om te kiezen.
Ook mag er dan nog eens een onderdeel stuk gaan.

[McFizban]

Daarnet was ik wat van mijn linkjes aan bekijken en daar zat deze tussen:
http://www.powerlabs.org/indheating.htm
Hier wordt een neon transformator van 1000 Watt (10kV@100mA), een HV condensator, zelfbouw sparkgap en een spoel gebruikt om ijzervijlsel in een reageerbuis te sinteren bij 900*C.

[joopv]

Interessant topic... Maar niet bepaald voor beginners in de elektronica.

Ik denk dat je eerst een heleboel theoretische achtergrondkennis moet opdoen over magnetische energie-overdracht. Anders gaat dit project heel weinig kans van slagen hebben.

Het 1kW vermogen wat je nastreeft is m.i. een orde van grootte te laag. Hoe groot is het thermisch vermogen van die autogeen brander die je nu gebruikt, denk je?

[joopv]

McFizban schreef op zondag 26 november 2006 @ 00:40:
Hier wordt een neon transformator van 1000 Watt (10kV@10mA)

10kV * 10mA = 100W

[Part]

joopv schreef op zondag 26 november 2006 @ 11:08:
[...]
10kV * 10mA = 100W

Moet 100mA zijn.
Zie de link.

[joopv]

Anoniem: 79743 schreef op zaterdag 25 november 2006 @ 23:01:
ff for the record, ik heb besloten om eerst een test versie te maken van ongeveer 200-300watt. Puur om te leren. Ik ga waarschijnlijk dit doen door mosfets aan te sturen met een hoog frequente blokgolf. Door condensatoren over de verwarmingsspoel te zetten, lijkt het signaal iets meer op een sinus. Goed idee?

Ik heb de site van Ameritherm eens bekeken.

Die condensatoren heb je niet nodig om van een blok een sinus te maken, maar om het geheel van condensator + spoel + object in parallel resonatie te brengen en te zorgen voor een optimale energieoverdracht naar het object.

Verder moeten die condensatoren berekend zijn op enkele tientallen tot meer dan honderd amperes bij de gewenste frekwentie van 100-400kHz.... Dat zijn geen onderdelen die je bij je elektronicazaak op de hoek haalt.

[Anoniem: 79743]

voor de mosfets zit ik te denken aan de IRF 3205: 80 amp continu, 55 Uds (beetje laag helaas), Rds=0.008 ohm, vooral die lage Rds is mooi. http://www2.produktinfo.c...8712-da-01-en-IRF3205.pdf

Ik heb hier nog een bloktrafo (250VA) liggen die het niet meer doet, ik ga deze denk secundair opnieuw wikkelen op +-20volt (moeilijk te bepalen helaas aangezien de impendantie zo grote variatie heeft).

Ik snap niet helemaal waarom sommige mensen zo enorm hoog voltage draaien tenzij ze natuurlijk een enorm hoge impendantie spoel hebben. Als ik straks me 1kW versie ga maken ga ik niet boven de 100Volt denk ik.

@joopv: theoretische achtergrond kennis over magnetische energie overdracht is het probleem niet aangezien ik een natuurkunde student ben. Het thermisch vermogen van een autogeenbrander is uiteraard veel groter dan 1kW . maar de hoeveelheid van het vermogen wat overgedragen wordt op het werkstuk is vele malen lager. 1kW is ruim genoeg in ieder geval. Het idee van de condensatoren heb ik van de duitse site die Sine gaf : http://www.ctc-labs.de/html/induction_heating.html

edit: even voor de duidelijkheid, ik heb niet de illusie of de wens om een apparaat te maken wat net zo goed is als een professionele. Als ik er iets mee kan verhitten vind ik het al prachtig.

[ Voor 7% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 26-11-2006 17:10 ]

[Anoniem: 167155]

@guus DLF (deutschland funk ) zit op 153Khz, daar luisteren mensen nog wel naar, ook de radio controle dienst

@unknown_road

Die antenne die je gaat gebruiken werkt al als een laag door laat filter, je blokgolf zal er gewoon als een sinus uit komen. Het (grootste gedeelte van je) vermogen dat je uit je versterker haalt zit in de 1e harmonische (dat is de uitgaande sinus), dus ik zou niet gek gaan doen met extra condensatoren paralel zetten, dit zal alleen maar je antenne buiten de resonantie (uitzend) frequentie brengen.

Dan nog iets, als je een trafo aanstuurt met blokgolven dan gaat deze zeer snel in verzadiging (je verliest hier vermogen), hier voor moet je een extra spoel mee wikkelen die je met een diode naar aarde afsluit en aan de andere kant voed met de voedingsspanning. (het fijne weet ik er niet van maar let er wel op)

[Part]

Anoniem: 167155 schreef op zondag 26 november 2006 @ 19:51:
@guus DLF (deutschland funk ) zit op 153Khz, daar luisteren mensen nog wel naar, ook de radio controle dienst

@unknown_road

Die antenne die je gaat gebruiken werkt al als een laag door laat filter, je blokgolf zal er gewoon als een sinus uit komen. Het (grootste gedeelte van je) vermogen dat je uit je versterker haalt zit in de 1e harmonische (dat is de uitgaande sinus), dus ik zou niet gek gaan doen met extra condensatoren paralel zetten, dit zal alleen maar je antenne buiten de resonantie (uitzend) frequentie brengen.

Dan nog iets, als je een trafo aanstuurt met blokgolven dan gaat deze zeer snel in verzadiging (je verliest hier vermogen), hier voor moet je een extra spoel mee wikkelen die je met een diode naar aarde afsluit en aan de andere kant voed met de voedingsspanning. (het fijne weet ik er niet van maar let er wel op)

Ik denk dat je de werking van de inductie verwarming ontgaat.

De condensatoren vormen met de spoel (antenne) een LCresonantie kring.
Er zijn 2 mogelijkheden.
1e:
De spoel staat in serie met de condensator.
Hierbij word de condensator opgeladen met een weerstand of een stroom bron en vervolgens word de LC kring kortgesloten met bv een fet.
De LC kring komt dan in resonantie van bv 100 tot 400khz en dooft uit als de energie overgedragen is of door inwendige verliezen.
De fet gaat dan weer open en de condensator kan weer op laden.
enz enz.
De fet schakeld dan dus op een veel lagere frequentie als de 100 tot 400Khz.


2e:
De spoel staat parallel aan de condensator.
Hierbij word de resonatie kring gevoed met korte pulsjes.


Voor de condensatoren heb je goede type nodig maar die zijn wel te vinden. (bv MKP)
Door er meerdere parallel te zetten beperk je de stroom per condensator en tevens de inwendige weerstand van de totale C.
Een trafo aansturen met een blokgolf is geen probleem.
Of een trafo in verzadiging gaat is afhankelijk van oa de frequentie. Als die te laag is dan gaat je trafo in verzadiging ook bij een mooie sinus.

De storing zal niet extreem groot zijn daar is de lengte van de antenne veel te kort voor.
Met een antenne van 187 meter heb je wel een mooie zender.

[ Voor 3% gewijzigd door Part op 26-11-2006 20:58 ]

[Anoniem: 79743]

@surge_me: als ik enkel een spoel heb werkt het niet echt goed als een laag doorlaat filter ondanks wat er ook wat ohmse weerstanden zijn. (heb een bodeplotje gemaakt).

Ik ga trouwens geen trafo aansturen met een blokgolf, ik maak met trafo/diodes/elco een bepaalde gelijkspanning. En die gelijkspanning wil ik schakelen met een mosfet. De mosfet is dus of volledig open of volledig dicht anders wordt er echt teveel vermogen omgezet in de mosfet (geen sinus dus).

@part: als ik condensators gebruik doe ik dat denk ik met jouw optie 2.

[Part]

Anoniem: 79743 schreef op zondag 26 november 2006 @ 21:42:
.....
@part: als ik condensators gebruik doe ik dat denk ik met jouw optie 2.

Lijkt me ook de juiste oplossing gezien de 1kW.
In de openings post heb je het over een schema. Waar is deze te vinden?

[Anoniem: 79743]

snap deze alleen niet volledig

[ Voor 41% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 26-11-2006 22:10 ]

[Part]

Anoniem: 79743 schreef op zondag 26 november 2006 @ 22:09:
[afbeelding]
snap deze alleen niet volledig

wat je hier ziet is:
Links:
een 3 fase trafo
daar achter de 3 fase gelijkrichter

Midden
De diode en spoel vormen met de transistor een schakelende stroom regelaar.

Rechts:
Een H brug om de LC kring te voeden met een wisselstroom.

Dit is natuurlijk een principe schema.
De aansturing hebben ze weggelaten.

Het gaat niet eenvoudig worden om volgens dit principe een werkende schakeling te maken.

[joopv]

Het lijkt me dat je eerst het principe van de energie overdracht onder de knie moet zien te krijgen.

Begin met een afstembare generator en een versterker van b.v. een watt of 10, in het gewenste frekwentiegebied van b.v. 100 - 400 kHz. Ga dan spelen met de spoel en de condensator, en gebruik een spijker of een stuk koperdraad als te verwarmen test object. Meet hoeveel energie er in het object gepompt wordt door de opstelling, en kijk welke parameters het optimale rendement opleveren.

Je hebt een heleboel parameters: frekwentie, spoel grootte en -vorm, zelfinductie, condensator, het object zelf. Hoe ga je die kring voeden, welke manier van aansturing, welke impedantie heeft zo'n kring. Een parallelkring heeft een hoge impedantie in resonantie, dus zul je relatief hoge spanningen nodig hebben om de kring aan te sturen.

Als je er in slaagt om de spijker te verwarmen ben je al een heel eind. Daarna kun je het systeem opschalen naar hogere vermogens.

Om radiostoring zou ik me niet erg druk maken. Je hebt niet de intentie om te gaan zenden. Om enige energie uit te zenden moet je minstens een antennedraad van enkele honderden meters aan je opstelling knopen, met alleen een spoel kun je niet zenden want je wekt alleen magnetische velden op en geen electromagnetisch veld.

[ Voor 14% gewijzigd door joopv op 27-11-2006 01:11 ]

[Anoniem: 79743]

ja die condensatoren moet ik even goed naar kijken, het vreemde is dat die duitsers 5uF aan condensatoren gebruiken. Dat geeft een enorm lage impendantie bij mijn frequentie bereik. Lager dan een spoel van 5 uH

Ik ga in ieder geval even een verwarm spoel maken en die morgen op een meetbrug hangen.

edit: blokspanning van 100khz :

[ Voor 30% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 27-11-2006 23:57 ]

[joopv]

Anoniem: 79743 schreef op maandag 27 november 2006 @ 21:52:
ja die condensatoren moet ik even goed naar kijken, het vreemde is dat die duitsers 5uF aan condensatoren gebruiken. Dat geeft een enorm lage impendantie bij mijn frequentie bereik. Lager dan een spoel van 5 uH

Het grappige van parallel resonantie (parallelschakeling van C en L) is dat bij de resonantiefrekwentie ( f=1/(2*pi*sqr(L*C)) ) de impedantie van het geheel veel hoger is dat de impedanties van de afzonderlijke onderdelen.

Bij 0,001uf en 5uh is de resonantie frekwentie dus 2,25 MHz. draai je generator daar eens naar toe en let op wat er met de stromen gebeurt.

[Anoniem: 79743]

Ja probleem is alleen dat ik in de spoel juist een lage impendantie wil want veel stroom is een sterk magnetisch veld. Stroom door de spoel wordt wel laag in resonantie. Ik weet dus niet of het wel zo gunstig voor de werking is om de resonantiefrequentie te bereiken. Aangezien ik buiten resonantie ook al een redelijk signaal kan vormen met grotere stromen door me spoel.

trouwens ik hoef met die powermosfet toch geen blusdiode te gebruiken aangezien er al 1 inzit?

[ Voor 18% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 28-11-2006 19:37 ]

[Anoniem: 24306]

Part schreef op zondag 26 november 2006 @ 11:11:
[...]

Moet 100mA zijn.
Zie de link.

Jawel, maar ze slaan de energie eerst op in een condensator, als deze vol is ontlaad deze over de spoel waardoor er een ENORME stroom gaat lopen, zeer effectief en als je de juiste laadstroom/condensator hebt kun je zeer effiecent en simple enorme stromen opwekken op 400khz enige probleem is dat je een ZEER (lees laage ESR en hooge doorslagspanning) goede condensator nodig bent.

ps. door de hooge spanning heb je minder verliezen.

[Part]

Anoniem: 24306 schreef op dinsdag 28 november 2006 @ 20:08:
[...]


Jawel, maar ze slaan de energie eerst op in een condensator, als deze vol is ontlaad deze over de spoel waardoor er een ENORME stroom gaat lopen, zeer effectief en als je de juiste laadstroom/condensator hebt kun je zeer effiecent en simple enorme stromen opwekken op 400khz enige probleem is dat je een ZEER (lees laage ESR en hooge doorslagspanning) goede condensator nodig bent.

ps. door de hooge spanning heb je minder verliezen.

Ik heb het idee dat de ENORME stroom nog wel eens mee kan vallen.
Je zou het kunnen berekenen als je weet wat de waarde van de C is.
Die lage ESR gaf ik al eerder aan. Gewoon goede type MKP's nemen een meerdere parallel.
Om de stroom te beperken word er in sommige schakelingen ook nog een weerstand tussen de L en de C gezet dan is de ESR waarde natuurlijk al een stuk minder van belang.
De spanning die de C aan moet kunnen (staat er gewoon op) moet natuurlijk hoger zijn als de spanning die je gebruikt.

[Anoniem: 79743]

Anoniem: 24306 schreef op dinsdag 28 november 2006 @ 20:08:
[...]


ps. door de hooge spanning heb je minder verliezen.

en minder veld

[Anoniem: 24306]

Part schreef op dinsdag 28 november 2006 @ 20:43:
[...]


Ik heb het idee dat de ENORME stroom nog wel eens mee kan vallen.
Je zou het kunnen berekenen als je weet wat de waarde van de C is.
Die lage ESR gaf ik al eerder aan. Gewoon goede type MKP's nemen een meerdere parallel.
Om de stroom te beperken word er in sommige schakelingen ook nog een weerstand tussen de L en de C gezet dan is de ESR waarde natuurlijk al een stuk minder van belang.
De spanning die de C aan moet kunnen (staat er gewoon op) moet natuurlijk hoger zijn als de spanning die je gebruikt.

Lees de site van powerlabs maar eens, ik heb zelfs ergens een site gezien waar een man een condensator over een spoel onlaade en daarbij bijna om het leven kwam omdat hij geproforeerd werd door rond vliegend koper. En MPK's van wima zijn niet geschrikt, deze warmen op en gaan stuk ik zal eerder kiezen voor condensators van een magnetron of papier olie condensators.

[Part]

Anoniem: 24306 schreef op woensdag 29 november 2006 @ 16:56:
[...]


Lees de site van powerlabs maar eens, ik heb zelfs ergens een site gezien waar een man een condensator over een spoel onlaade en daarbij bijna om het leven kwam omdat hij geproforeerd werd door rond vliegend koper. En MPK's van wima zijn niet geschrikt, deze warmen op en gaan stuk ik zal eerder kiezen voor condensators van een magnetron of papier olie condensators.

Geef maar een linkje.
Op de site van powerlabs hebben ze het over een electrolytic capacitor dat die warm word wat natuurlijk niet gek is.
Als je een condensator over een spoel ontlaad dan zal er op het eerste moment zelfs geen stroom lopen en de stroom zal vervolgens oplopen.
Een condensator kortsluiten geeft een hoge stroom maar over een spoel is die stroom veel lager.

[guus.assmann]

Zoals al eerder gemeld, ik heb wel wat onderdelen.
Waaronder condensatoren en mosfet's. (68000 uF 63V en NE22)
En mogelijk ook een ringkern trafo, uit een acculader.
Die trafo is zo'n 400 VA als ik me goed herinner.
De condensators en mosfet's worden gebruikt in een regeling voor een rijmotor.
En dus kunnen ze wel de strrom en frequentie aan, met een goede ERS.
Ook bij een draaiende motor van 8 of 12 kW komt aardig wat energie vrij en dit lijkt best op een trafo.
Niet iedere mosfet heeft overigens een blusdiode.

Er is ook wel wat verschil tussen serie resonantie en paralelle resonantie.
Ik weet nu even niet meer zeker wat waarbij ook alweer gebeurde.
Maar de ene zorgt voor een grote spanning, de ander voor een grote stroom.
(Ik denk dat paralelle voor de grote stroom zorgt)
En je moet ook rekening houden met de Q factor van de kring.
Dit betekend praktisch zo veel als dat er een juiste balans moet zijn tussen de waarde van de condensator en de spoel in een resonantie kring. (Het is dan ook de opslinger factor)

[joopv]

Bij parallelresonantie slingert de stroom in de kring op, bij serieresonantie slingert de spanning over de kring op.

Dat probeerde ik hier al duidelijk te maken.

Die opslingering is afhankelijk van de Q van de kring, en kan bij goede componenten een factor 100 tot 1000 bedragen.

Door zo'n rf-heating spoel zullen hele grote wisselstromen moeten lopen, dat kun je m.i. alleen realiseren met enig rendement als het een parallel-resonant systeem is.

[axis]

Bedrijf dat ik ken, Wijdeven, is gespecialiseerd in het maken van transformatoren, ook op maat, je zou daar ook eens een offerte kunnen aanvragen? Misschien komt het helemaal niet zo heel veel duurder uit dan zelfbouw..

[Anoniem: 79743]

joop, in de post waar je nu zelf naar linkt, zeg je dat bij parralel resonantie de impendantie van het geheel groter wordt. Hogere impendantie lijkt mij lagere stroom. Verder moet ik erg uitkijken met hoeveel stroom er door de condensatoren gaat lopen, als het merendeel van de stroom door de condensators loopt zal de efficientie voor wat ik wil bereiken ook niet groot zijn als de condensators dat uberhaupt overleven.

zelf een transformator laten maken lijkt mij erg duur.

[joopv]

Anoniem: 79743 schreef op vrijdag 01 december 2006 @ 10:48:
joop, in de post waar je nu zelf naar linkt, zeg je dat bij parralel resonantie de impendantie van het geheel groter wordt. Hogere impendantie lijkt mij lagere stroom.

Tja dat lijkt wel maar is echt niet zo. De impedantie van een parallelkring is het hoogst bij resonantie. Bij een seriekring is de impedantie juist het laagst bij resonantie. Dit heeft te maken met de tegengestelde fases van de stroom (bij een parallelkring) cq de spanning (bij een seriekring).

Nofi, maar als je dit soort basisbegrippen uit de hoogfrekwent elektronica niet onder de knie hebt moet je niet willen beginnen met een 1kW rf heater te gaan maken. Begin eens met een jampotradio of zo.

[guus.assmann]

Bij een lage impedantie zal juist de grootste stroom gaan lopen en is het resulterende veld hoofdzakelijk magnetisch.
Dat zorgt dus ook voor de grootst mogelijke overdracht naar het object, dat ook een lage impedantie heeft.
In dat geval zal het verdringingseffect ook het grootst worden, alweer gunstig.
Je hebt immers de meeste warmte nodig aan het oppervlak, waar de soldeerverbinding moet komen.
Het lastigste van dit gebeuren is om de energie alleen maar op de gewenste plaats te krijgen en niet andere onderdelen heet stoken.

[Anoniem: 79743]

joop, ik heb geen behoefte aan een jampotradio maken of andere onzin , ik heb overigens wel is audio versterkers (klasse A) ontworpen en gemaakt. Ik wil gewoon hier mee oefenen, daarom begin ik ook klein.
Maar kort gezegd resonantie maakt me niks uit. Ik hoef me er niet druk om te maken want het treed automatisch wel op bij een LC circuit, de frequentie is alleen afhankelijk van de component keuze.

Dus even resonantie opzij geschoven, zijn er nog andere ideeen/tips?

[ Voor 8% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 02-12-2006 22:04 ]

[Anoniem: 107626]

Maak van de 230V die waarschijnlijk beschikbaar is een redelijke gelijkspanning. Met de schakelende power FET's/BJT's (wat je zelf leuk vindt ) maak je een 400kHz signaal. Je moet ff kijken hoe je dit wil regelen (met een regelbaar oscillatortje ofzo, waarmee je de duty-cycle kan varieren). Deze schakelende spanning kan je vervolgens door een spoel heen sturen die het redelijk sinusoidaal maakt. Reken ff uit hoeveel stroom je nodig denkt te hebben en hoeveel te impedantie is en voila je weet je wikkelverhouding. Stroom staat, zoals jezelf weet, direct in verband met het magnetische veld. Maar dit is zomaar een ideetje hoor. Er zijn ongetwijfeld meer wegen.

Misschien dat je nog ESD protectie nodig hebt, maar da's een zorg voor later. Oja en ik zou t niet RF noemen. Dat is ruwweg 500MHz tot 50GHz. Leuke dingen daar hoor. GaAs BJT's, RF CMOS, transmissielijneneffecten, stabiliteit, etc...

offtopic:
ff wachten hoe lang t duurt voordat de volgende over LC gaat praten.

[Anoniem: 79743]

de mosfet wordt aangestuurd door een uC, goedkoop, alles is makkelijk aan te passen en heb alles ervoor al liggen. Aansturing ga ik wel met 2 mosfets doen aangezien die power mosfets meestal niet volledig open gaan bij 5 volt. 230 volt direct gelijkrichten en gebruiken als supply is me momenteel wat te grof aangezien ik kleine verwarmingsspoeltjes wil gebruiken, niet meer dan 5-6 windingen, ik heb nog wel een 650VA ringkern trafo liggen die ik wel even kan gebruiken voor test doeleinde (heeft eigenlijk een ander doel).

Veel mensen hebben wisselende definities over RF, ik heb dit gewoon achteloos overgenomen van andere sites. Sommige mensen noemen RF waar radio en tv daadwerkelijk op uitgezonden worden (waar honderden kHz al onder valt) andere noemen RF het frequency bereik waarbij je straling op kan wekken met een AC stroom.

over die LC, ik zit er over te denken om die hele condensators weg te laten als de voeding tenminste snel genoeg stroom kan leveren. Wanneer je een blokgolf over een spoel zet wordt de stroom natuurlijk automatisch al zaagtandvormig.

[jeronimo]

Ik heb hier nog een 10tal IGBT's (600V/39A, IRG4PC50FD van I.R) en een 3 tal brugcellen (1200V/25A 26MB120A ook van I.R.) liggen waar ik niets mee doe. Als je ze kunt gebruiken moet je maar een DM sturen.

[Anoniem: 107626]

Anoniem: 79743 schreef op maandag 04 december 2006 @ 21:15:
de mosfet wordt aangestuurd door een uC, goedkoop, alles is makkelijk aan te passen en heb alles ervoor al liggen. Aansturing ga ik wel met 2 mosfets doen aangezien die power mosfets meestal niet volledig open gaan bij 5 volt. 230 volt direct gelijkrichten en gebruiken als supply is me momenteel wat te grof aangezien ik kleine verwarmingsspoeltjes wil gebruiken, niet meer dan 5-6 windingen, ik heb nog wel een 650VA ringkern trafo liggen die ik wel even kan gebruiken voor test doeleinde (heeft eigenlijk een ander doel).

Je kan ook 2 spoelen gebruiken. De supply (voor de uC?) zou ik idd elektrisch apart houden; je wilt niet dat je uC opeens getoast wordt door t aanschakelen van je voeding voor de inductie. Maar misschien dat jij dit ook bedoelt.

Veel mensen hebben wisselende definities over RF, ik heb dit gewoon achteloos overgenomen van andere sites. Sommige mensen noemen RF waar radio en tv daadwerkelijk op uitgezonden worden (waar honderden kHz al onder valt) andere noemen RF het frequency bereik waarbij je straling op kan wekken met een AC stroom.

offtopic:
In electronica wordt onder RF design vaak microwave-design bedoeld. Alhoewel er wel voorbeelden te noemen zijn waar men circuits met 'standaard electronica' technieken tot 10GHz heeft weten te laten werken. Onvermijdelijk aangezien de f_t toeneemt met schaling. Anywayzzzz

over die LC, ik zit er over te denken om die hele condensators weg te laten als de voeding tenminste snel genoeg stroom kan leveren. Wanneer je een blokgolf over een spoel zet wordt de stroom natuurlijk automatisch al zaagtandvormig.

Reken eens uit wat L en C zijn (en R), en bereken in welke orde van grote de frequentie van oscillatie is. Bepaal de grote harmonischen en ga kijken of bij die frequenties vermogen wordt ingestopt. Dan kan je t controleren, als je niet zeker bent.

Ik verwacht binnenkort mooie plaatjes!

[Anoniem: 79743]

hoeveel stroom/vermogen kan zo'n blauwe MKP condensator eigenlijk aan? heeft iemand hier een orde grootte van?

ik ga misschien toch proberen die brug schakeling te maken (ooit)

[ Voor 22% gewijzigd door Anoniem: 79743 op 07-12-2006 14:33 ]

[Anoniem: 79743]

ik ben echt een fan geworden van die brugschakeling/inverter waarvan hier boven ergens in het blauw een schema van staat. Lastige is wel dat er piekstromen van 40amp door de diodes gaan en piekstromen van 20amp door de condensators. grote voordeel is dat ik nu wel een mooie zaagtand stroom door de spoel krijg. Simulatie ziet er zo goed uit dat ik denk dat ik die schakeling ga bouwen. Toen ik vandaag de post zag was ik nog meer overtuigd aangezien ik een aantal IGBT's heb gekregen van jeronimo2003!!

kan niemand mijn vorige vraag beantwoorden?

[guus.assmann]

De vorige vraag, over de MKP condensator is erg lastig te beantwoorden. (Niemand is ook niet hier)
Er ontbreken nog wat gegevens.
Meest belangrijke is de ERS-waarde.
Als ik het goed begrepen heb, is dit de schijnbare weerstand en die wil je dan zo laag mogelijk hebben.
Het zal namelijk verlies opleveren en daar wordt de condensator warm van.
Die ERS is helaas ook nog frequentie afhankelijk.

[ Voor 4% gewijzigd door guus.assmann op 11-12-2006 22:17 ]

[Zjosh]

Heb je niet ergens een datasheetje van 1 van die condensators, ik neem aan dat het er vast wel in staat. Nog 1 dingetje (let op, straks komen er nog meer mensen van de hanze hier ) vandaag een leraar gehad die een transformator had gemaakt, met aan de primaire kant 1000 windingen, en secundair 1 winding. Die secundaire winding werd loei heet, met gewoon 50 hz. Want, als je 1 ampere in je primaire gooit, krijg je in je secundaire 1000 ampere. Als je nu volgens dit princiepe je te verhitten object als secundaire winding kan laten werken hoef je niet eens op extreme frequenties te gaan zitten. Je krijgt trouwens wel een mooie brom Misschien een idee.

[lemming_nl]

Zjosh schreef op maandag 11 december 2006 @ 22:17:
Heb je niet ergens een datasheetje van 1 van die condensators, ik neem aan dat het er vast wel in staat. Nog 1 dingetje (let op, straks komen er nog meer mensen van de hanze hier ) vandaag een leraar gehad die een transformator had gemaakt, met aan de primaire kant 1000 windingen, en secundair 1 winding. Die secundaire winding werd loei heet, met gewoon 50 hz. Want, als je 1 ampere in je primaire gooit, krijg je in je secundaire 1000 ampere. Als je nu volgens dit princiepe je te verhitten object als secundaire winding kan laten werken hoef je niet eens op extreme frequenties te gaan zitten. Je krijgt trouwens wel een mooie brom Misschien een idee.

Helaas wil je die winding niet warm hebben, je wil het ding wat zich in die winding bevind warm hebben. Om die energie efficient over te brengen heb je hogere frequenties nodig.

[Zjosh]

Als je het werkstuk als de secundaire winding kan beschouwen hoef je helemaal niets over te brengen. Alleen zal het in sommige gevallen niet zo heel makkelijk zijn om dat zo te maken.

[Anoniem: 79743]

werkstuk als secundaire winding heb ik helaas niks aan, de weerstand is te laag en de werkstukken te gecompliceerd qua vorm.

Die condensators ga ik denk maar gewoon proberen door aantal in serie en parralel te zetten en dan kijken wat er gebeurt, zo duur zijn die dingen niet.

[jeronimo]

Datasheet van een MKP: http://www.epcos.com/inf/20/20/db/fc_05/MKP_B32651_56.pdf

Hierin vind je zaken als de Dissipation factor tan d, maar ook
Pulse handling capability
"dV/dt" represents the maximum permissible voltage change per unit of time for non-sinusoidal
voltages, expressed in V/ms.
"k0" represents the maximum permissible pulse characteristic of the waveform applied to the
capacitor, expressed in V2/ms.
en ook:
Permissible AC voltage Vrms versus frequency f