Ark demir eritme ocağı

[Dede]

Şu kaynakta daha net anlatıyor

Bu dökümanda H-Bridge İnverter diye üstün körü geçilmiş.
Rezonanstan doğru dürüst bahsedilmemiş.
Rezonans olarak sadece paralel i ele almış görünüyor.
Seri ve paralel diye ikiye ayırıp, Komutasyonun ve güç konrolünün sıfır geçişleriyle refere edildiğinin bilinmesi gerekir oysa.
Aksi takdirde kontrolsüz çalışmalarla verimsiz yada aşırı reaktif güç tüketen sisteme dönüşürki birçok hasara sebep olabilir.

 

[birisim]

Bildiğim kadarıyla resonans frekansı sürekli takip edilmeli (quasi-resonant türünden değilse).
Örnek makalede gösterilmiş gibi - https://journals.tubitak.gov.tr/cgi/viewcontent.cgi?article=1170&context=elektrik

Mutfak induksyon fırınlarında quasi-resonant inverterler yaygın kullanılmakta. Chip/mosfet üreticilerin ref desıgn'ları bile var (~1kW). Lakin refdesıgn tasarımları baz alarak çıkış güçünün yükseltilmesi basit olmayabilir.
Tecürbeli induksyon elektronik mühendisi ile elektronikçi arasındakı fark mosfet/igbt/triac'larla dolu battal boy çöp torbası kadardır.

 

[Under Ground]

elektrikle eritmenin nasıl bir avantajı olabilir?

Elektrik ülkemizde ucuz olduğu için olabilir mi Timur hocam?
İşyerimizde demonte edilen büyük bir tesiste yüklenici firma elemanlarının asetilen tüpü yerine büyük mutfak tüpü kullandığını gördüm. Çok da şaşırdım. Sorduğumda asetilenden çok daha fazla dayandığını söylediler. Isıl performansını sormak aklıma gelmedi. Bu hususta ne dersin hocam.

 

[taydin]

Oksi asetilen karışımının alevi, dünyadaki en sıcak alev. O yüzden her türlü metalin kaynağında kullanılabiliyor. Yani yüksek sıcaklık için oksi asetilen tercih ediliyor. Yüksek BTU istiyorsan Propan daha iyidir.

 

[Dede]

Bildiğim kadarıyla resonans frekansı sürekli takip edilmeli (quasi-resonant türünden değilse).
Örnek makalede gösterilmiş gibi - https://journals.tubitak.gov.tr/cgi/viewcontent.cgi?article=1170&context=elektrik

Mutfak induksyon fırınlarında quasi-resonant inverterler yaygın kullanılmakta. Chip/mosfet üreticilerin ref desıgn'ları bile var (~1kW). Lakin refdesıgn tasarımları baz alarak çıkış güçünün yükseltilmesi basit olmayabilir.
Tecürbeli induksyon elektronik mühendisi ile elektronikçi arasındakı fark mosfet/igbt/triac'larla dolu battal boy çöp torbası kadardır.

Rezonansın Sürekli takip edilmesinin gerekliliği şundan kaynaklanır..:
Rezonans frekansını sadece bobin ve kondansatör belirlemez.
Bobine yüklenen materyalin manyetik özelliği ve miktarı ile yükün ısısı belirler.
500~700 °C den sonra metal manyetik özeliğini yitirmeye başlar.
Tam ergidiğinde ise saf direnç haline gelir.
Bu da rezonans frekansında kaymalara yol açar.
Hatta yüklenen metalin soğuk olup olmaması bile etkendir.
Metal ısındıkça reaktif yük ten aktif yüke dönüşür.
Not: Manyetik metaller için net böyledir.
Nonmanyetik metallerde davranış daha başkadır.

 

[erdemtr55]

Rezonansın Sürekli takip edilmesinin gerekliliği şundan kaynaklanır..:
Rezonans frekansını sadece bobin ve kondansatör belirlemez.
Bobine yüklenen materyalin manyetik özelliği ve miktarı ile yükün ısısı belirler.
500~700 °C den sonra metal manyetik özeliğini yitirmeye başlar.
Tam ergidiğinde ise saf direnç haline gelir.
Bu da rezonans frekansında kaymalara yol açar.
Hatta yüklenen metalin soğuk olup olmaması bile etkendir.
Metal ısındıkça reaktif yük ten aktif yüke dönüşür.
Not: Manyetik metaller için net böyledir.
Nonmanyetik metallerde davranış daha başkadır.

Yani indiksiyon bobine paralel bağlı kondansatörler duruma göre değişken olmalı,yada büyük ise kontaktörlü

 

[birisim]

Değişen rezonans frekansına göre jenerator frekansının ayarlanması daha uygundur.

 

[erdemtr55]

Değişen rezonans frekansına göre jenerator frekansının ayarlanması daha uygundur.

Çekilen akıma göre ,feedback beslenmesi ile.peki demir eridikçe frekans artacak mı? yoksa azalacak mı?

 

[birisim]

Çekilen akıma göre ,feedback beslenmesi ile.peki demir eridikçe frekans artacak mı? yoksa azalacak mı?

O konuyla bağlı pek bilgim yok.
Arayınca şöyle bir resim çıktı. Ani düşüş Curie sıçaklığını geçince orataya çıkıyor diye tahmin ediyorum. Yani erimeden önce frekans aniden yükselmesi lazım. Sonrasında ne oluyor yazmamış. Grafik eriyince düz şeklinde devam edebilir.
Bakalım Dede ne söyleyecek.

https://wrap.warwick.ac.uk/id/eprint/115075/1/WRAP-measured-modelled-low-field-relative-permeability-dual-phase-steels-high-temperature-Zhou-2019.pdf

 

[erdemtr55]

Benim bildiğim curie sıcağına çıkan demir manyetik özelliği kaybeder. Curie çıktığında artık alüminyum gibi özelik gösteriyor.Bu yüzdende frekans 1khz ile 30khz arasında artıyor.

Not :düzeltme yaptım ,yanlış bilgi vermemek için

 

[birisim]

Benim bildiğim curie sıcağına çıkan demir manyetik özelliği kaybeder.Eğer bu dereceye çelik çıkıp , aniden soğutulursa
sertleşir.

Curie ile sertleşme sıcaklığının bağlantısını bilmiyordum. Arama sonuçu anladığım kadarıyla bu yöntemi amatör bıçakçılar sıkça kullanılıyor.
Ama'sı da var:

Can You Trust Your Magnet During Heat Treating? - Knife Steel Nerds

Many knifemakers heat treat with nothing but a forge and a magnet. Is that reliable? What does it mean when the steel is no longer magnetic?

knifesteelnerds.com

 

[Dede]

Frekans: ergime başladığında indüktif yükten rezistif yüke dönüştüğünden LC rezonansı neyse o hale geliyor.
Ancak çekilen akımın reaktif bileşenleri aktife dönüştüğünden çok fazla güç tüketimi oluyor. Bu durumda güç kontrolünün gücü kısması gerkiyor.

Seri rezonansta şöyle bir olay war.:
SCR kullanılan sistemlerde Çalışma frekansı daima rezonans frekansının altında çalışır. Dolayısıyla güç kontrolü frekans değişimiyle yapılır. Hiç bir zaman rezonans frekansına ulaşılmaz. Gücü kısmak için frekansı düşürürsünüz.
Bir potaya tam güçte az yük ile frekans yüksek iken yükledikçe düşmeye başlar. Ancak ergime durumunda frekans yükselir fakat çok çok belirgin bir yükselme olmaz. Çünkü SCR li seri rezonanslarda maximum çalışma frekansı 5 kHz yi geçemez. IGBT yada Mosfet durumları için PWM Duty kontrolü ile gücü kontrol edebildiğinizden frekans yerine duty ile oynanarak güç kontrolü yapılır. Frekansın rezonans üzerinde olması için ise otonom (Zero-Crossing) gereklidir. SCR de zero crossing sadece ve sadece TOT zamanına yakalanmamak için gereklidir.

 

[erdemtr55]

Reisler durum şu;
100mm çaplı 10 tur yüksekli bakır boru ile sarılı(8mm) bobin yalaşık = 8 uH
sürücü frekansı 12 ile 15khz arası,pota olarak da seramik bardak.Maxium 1 ile 1.5kg arası demir. Max eritme süresi 45 dk şimdilik.Bunun için gerekli kondasatör değeri ve güç kaynağı voltajı?

Not: şuan elimde 3x12v 10amper,12v 20 amper ,24v ac 500va trafo ,48v ac 3000va trafo, 12v ac 800 va trafo var

 

[birisim]

sürücü frekansı 12 ile 15khz arası,

12kHz nasıl teyit ettin? minimum frekans potadakı maksimum metal hacmine bağlı.
maksimum frekans Curie'yi geçince bobinin induktansına bağlı. O sıçaklarda metalin etkisi ne olacak araştırman lazım.
Kaynağın voltajı elindeki mosfetlerle sınırlı.

 

[erdemtr55]

12kHz nasıl teyit ettin? minimum frekans potadakı maksimum metal hacmine bağlı.
maksimum frekans Curie'yi geçince bobinin induktansına bağlı. O sıçaklarda metalin etkisi ne olacak araştırman lazım.
Kaynağın voltajı elindeki mosfetlerle sınırlı.

takribi olarak 700 ile 1000watt arası güç yeterliymiş.Büyük ocaklarda 0.4kwh ile 0.6 kwh te demir eriyormuş.Kayıplar dahil.Frekans için üreticilerin bilgi sayfalarına ve frekans kütle eğrisine baktım.3kw bir fırında 10khz kullanılıyor.5kg demir eritiyormuş.
Bu sırada frekans ,voltaj ve akım ayarlanabiliyor.

 

[birisim]

takribi olarak 700 ile 1000watt arası güç yeterliymiş

Pek inandırıcı gelmiyor ama, denemek istersen hazır refdesignlar var mufak için 1kw üzerinde:

https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN5030.pdf

AS048-EVK - Energy Efficient Single Burner Induction Cooktop Reference Design

The single-plate induction cooktop design, using the iW248 smart IGBT driver and controller single-chip solution offers high-efficiency and high-reliability.

www.renesas.com

https://www.onsemi.cn/pub/Collateral/AN-9012JP.pdf

https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00001718B.pdf

eğer elindeki mosfetleri değerlendirmek istersen - max Vds ten yola çıkman gerekecek. Mühtemelen Hbridge çıkışında verimli enerji aktarımı için trafo da eklenecek.

Kapasitor değeri rezonans frekans formülünden çıkar:
f = 1/(2*pi*sqrt(L*C))

L değeri söylediğim gibi metalın bobin üzerindeki etkiye bağlı. Yukarıda örnek 100Hz için enduktans vs ısı paylaşmıştım.

 

[Dede]

takribi olarak 700 ile 1000watt arası güç yeterliymiş.Büyük ocaklarda 0.4kwh ile 0.6 kwh te demir eriyormuş.Kayıplar dahil.Frekans için üreticilerin bilgi sayfalarına ve frekans kütle eğrisine baktım.3kw bir fırında 10khz kullanılıyor.5kg demir eritiyormuş.
Bu sırada frekans ,voltaj ve akım ayarlanabiliyor.

Seramik pota eğer dış ortamdan izole edilip ısıl kayıplar önlemnezse asla eritemezsin. Çok çok daha büyük güç harcarsan belki.
Bobinin içine potayı kodum içine metali doldurdum erisin diye bişey yok.

 

[erdemtr55]

Seramik pota eğer dış ortamdan izole edilip ısıl kayıplar önlemnezse asla eritemezsin. Çok çok daha büyük güç harcarsan belki.
Bobinin içine potayı kodum içine metali doldurdum erisin diye bişey yok.

Evet yalıtım şart ,ama enerji bobinin içindeki metalden akacak, sadece alüminyum oksit köpüğü veya bezi ile etrafı sarılı olacak.

 

[birisim]

Bobin sıvı soğutmalı olacaksa oradan da ısı kaybi oluşur. 1kw için gerekmeyebilir belki.

 

[erdemtr55]

Bobin sıvı soğutmalı olacaksa oradan da ısı kaybi oluşur. 1kw için gerekmeyebilir belki.

bobin ile pota arasında 1 cm boşluk var.Zaten ilk önce 50 60 gram demir eritmeyi deniyecem .Olursa ona göre yatırım yapıcam.Yoksa 50 60 gramı eritemeyen bir sisteme para yatırmanın anlamı yok.H köprüsü ,su pompası zaten elimde var.Olmayanlar bobin ile kondansatörler.