ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Für HV-Trafos, Kaskaden, Coilguns, Induktionsheizer und Ähnliches.

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axonf
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Abend, der Heizzylinder hat sich sozusagen verdünnisiert, ist aufgeschmolzen und ist an der Unterseite des Graphittiegels wieder erstarrt, da kann ich jetzt auch mal die 1500 Grad Celsius Marke abharken :awesome:. Leider hat auch das Variac bei 2,5 KW etwas gelitten, warscheinlich sind da auch ein paar Kabel angeschmort, ist ja vom Prinzip her auch ein Spartrafo, da würde ich dieses einfach bei voller Spannung mit einem Schütz überbrücken. Beim Herunterfahren der Royer- ZVS würde ich einfach das Variac wieder zuschalten. Auch habe ich bemerkt, daß ab 120 Volt das Gatesignal nicht mehr so sauber aussieht, da gibt's immer wieder kurze Spike s nach unten :oops:, könnte man da nicht den beiden IGBT s ne zusätzliche Antiparallele Diode spendieren, zwei DSEi ...60 A 800 V hätte ich griffbereit. Oder auch gleich zwei TVS s an die Gate s hängen ;). Viele herzliche Grüße von axonf.
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kilovolt
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von kilovolt »

Hallo axonf

Ein wirklich sehr krasser Induktionsheizer, den Du da gebaut hast, Respekt! Ich wollte auch schon immer mal was grösseres bauen, bin aber dann doch nie dazugekommen. Material hätte ich noch diverses da.

Falls die Spikes an den Gates auftreten, würde ich unbedingt bipolare TVS-Dioden vorsehen mit einer Spannung, welche nur leicht höher liegt als das Nutzsignal.

Habe soeben noch nach Variacs gesucht auf Ebay. Scheint heutzutage schwieriger geworden zu sein, was leistungsfähiges zu finden. Ein 20A-Variac wäre für deine Zwecke wohl geeignet. Früher war es einfacher, an solches Zeug zu kommen. Auf Ebay gab es einen Spanier, welcher für 130 Euro oder so 20A-Variacs im Gehäuse verkaufte.

EDIT: Hier gibt es zumindest einen mit 3kVA für 120 Euro, neu und Versand nach D kostenlos:
https://www.ebay.de/itm/273230154259?ha ... GTR=1#shId

Gerne werde ich dieses Projekt weiterverfolgen. Es gefällt mir sehr!

Beste Grüsse
kilovolt
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axonf
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Abend, hallo grüß dich Kilovolt, herzlichen Dank noch für dein positives Feedback :awesome: . Ich denke mal, das besondere an dieser Royer Converter ZVS Schaltung ist ja die Eingangsspannung von 160 Volt , und der Umstand daß ich hier beim ursprünglichen Layout geblieben bin. Da gibt's ja auch die unterschiedlichsten Varianten dieser Schaltungs - Topologie, ob mit ner Transistor - Stufe zum herunterziehen des gegenüberliegenden Gates, oder das langsame hochfahren im Kleinsignalbetrieb, oder ne Schutzbeschaltung die bei nicht - anschwingen das ganze Ausschaltet, siehe Royer Protektor. Meine Schmelz - Ergebnisse sind aber noch verbesserungswürdig, der geschmolzene Heizzylinder sieht doch eher wie ein Altertümliches Artefakt aus :trollface: . Die Problematik liegt beim Heizzylinder, der Liebe 💘 Eddy Wirbelstrom ( Current) fegt lieber durch den Heizzylinder als durch den Schmelztiegel, deshalb schmilzt dieser auch immer zuerst. Mit einem Heizzylinder - Schmelztiegel aus Ni Mo Ta im Hochvakuum würde das ganze anders aussehen, siehe Anfang dieses Thread s. Das 😁 3 KVA Variac werde ich mal im Auge behalten, herzlichen Dank noch für den Tipp. Erst schraube ich mein 2 KVA 110 V 20 A Variac mal auseinander, ne Idee 💡 wäre ja auch , zwei dieser Variac s über ein kapazitiven Spannungsteiler ans Netz zu hängen. Das Stellrad für die Spannung müsste man da eben mit 3 Zahnrädern verbinden, synchronisieren ;). Viele herzliche Grüße von axonf und ne gute Nacht 🌃.
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Bastl_r
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von Bastl_r »

Moin

Muss der Antrieb denn ein Variac sein? Vom EInschaltstrom mal abgesehen.
Ein fetter Trafo 230V/160V wäre zwar nicht variabel, bräuchte evtl "nur" einen einfache Einschaltstrombegrenzung.
Für eine gewisse Variabilität könnte auch einen 230V / 120V Trafo auch mit einen per kleineren, per Variac versorgten 60V Trafo sekundärseitig in Serie schalten.
Das hätte den Charme dass der Trafo bei 2kVa auch dauerhaft 2kVA raushaut. Plus dem was der "kleine" 60V Trafo abgibt.

Da fällt mir ein, dass gaaanz weit hinten in einem Regal evtl noch ein Variac mit 2,5kVA schlummern müsste...
Ein 3kVA Trafo mit 60V müsste noch in meinem alten Hobbyraum bei meinem Vater im Haus auf eine Wiederbelebung warten. Der hat zwei 30V Sekundärwicklungen und sollte mal zu einem dicken 100A Ladegerät umgefrickelt werden. Ich kann mich noch gut daran erinnern, dass ich ein einziges mal versuchte es an den Sekundärwicklungen funken zu lassen. Dann wars dunkel im Keller. :hihi:

Grüße und guten Rutsch
bastl_r

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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Silvester- Abend, hallo grüß dich Bastl, herzlichen Dank noch für deinen Vorschlag. Das schmelzen von Mangan Flakes ist doch nicht so einfach wie zuerst gedacht, liegt vielleicht auch daran, daß diese elektrolytisch abgeschieden sind. Ist aber auch nicht unmöglich , wie am folgenden Bildchen zu erkennen ist :awesome: , seltsamerweise hat sich das Nickel gut 👍 mit dem Kupfer verbunden, an der Temperatur hat s wohl nicht gelegen. Beim zweiten Schmelzversuch ist ja der Heizzylinder geschmolzen und im oberen Tiegelberreich war wohl auch damit die Temperatur weg. Ich wünsche euch noch einen schönen Silvester Abend und nen guten Rutsch ins neue Jahr, und alles 🍀 Gute für 2024 🎆 .

Edit, links von der Schmelzperle kann man einen Heizzylinder aus Niob erkennen, habe ich einfach mal WIG geschweißt, macht man normalerweise im Vakuum :hihi:
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Donnerstagnachmittag, ich hab mal dem 1000 A 75 mV Shunt in den Schwingkreis der Induktionsspule eingebaut, beim messen des Spannungsabfalls kommt da nur Müll heraus, bei 50 Volt Eingangsspannung habe ich ca 10 Volt auf der Induktionsspule, da komme ich so auf 😱 0,25 V am Shunt. Ich glaube da hilft nur schön :hihi: rechnen, nehme ich mal einen Gesamtwiderstand von 0,001 Ohm an, inklusive der Übergangswiderstände komme ich so auf nen Blindstrom von 250 A, wäre halbwegs realistisch. Ich suche mir erst mal mein Mini Milli - Ohm - Meter mit 4 Leiter Messung ;), oder gleich den Shunt halbieren. Kann aber auch gut 👍 sein, das ich so nen HF Strom im Induktiven Schwingkreis so nicht messen kann, ansonsten würde ich es mal mit einer Rogowski- Spule versuchen. Viele herzliche Grüße von axonf.
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Norbi
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von Norbi »

Wenn es nur um das schmelzen kleinerer Mengen von Metall per Induktion geht wäre es vielleicht auch eine Methode "einfach" einen Tiegel in eine Mikrowelle zu stellen.



Spricht eigtl. irgendwas dagegen Vier Mikrowellen auszuschlachten und dann alle Magnetrons (Magnetrone? hmmm. mal in den Duden gucken.....) gemeinsam an eine Alukiste zu Flanschen? Für ne "Powermikrowelle"

P.S.
axonf hat geschrieben: Kann aber auch gut 👍 sein, das ich so nen HF Strom im Induktiven Schwingkreis so nicht messen kann,
Nein das geht mit dem Shunt sicherlich nicht. Damit ist es aufgrund der Geometrie des Widerstandes schlicht unmöglich bei Wechselspannung oberhalb von nem Kiloherz (eher noch weniger) vernünftig zu messen. https://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt

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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Abend, hallo grüß dich Norbi, ist wirklich ein sehr interessantes Video, hatte auch schon mal nen Thread dazu. Mit einem Hot Pot aus Graphit erreicht man Temperaturen zum Glas - Fusen und schmelzen, das besondere hier ist der Schmelztiegel aus Siliziumkarbit und die aufwendige Dämmung mit Silikat- Aluminiumoxid- Wolle, damit sind wohl auch Temperaturen über 1200 Grad Celsius mit ner Haushalt Mikrowelle möglich :awesome:. Eigentlich sucht man da zuerst den Hot Spot mit Thermotransferpapier, um den Tiegel optimal zu platzieren zu können, auch braucht man dazu ne alte - einfache Mikrowelle damit diese nicht die Leistung herunterfährt , wenn man Metalle schmelzen will :oops: . Viele herzliche Grüße von axonf.
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Bastl_r
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von Bastl_r »

Interessant, wobei ich jetzt nicht damit gerechnet hätte, dass der Skineffekt so dermaßen viel ausmacht. Immerhin hast Du ja mehrere flache Leiter parallelgeschaltet, analog zu HF-Litze. Das sollte jedenfalls bessere Ergebnisse liefern als meine Shunts mit stabförmigen Manganinleitern.
Allerdings fällt mir weiter unten im Wikitext der Abschnitt auf in dem es um die zusätzliche Auswirkung von gut magnetisierbaren Leitern geht. Diese Eigenschaft lässt Deinen Shunt ja praktisch unbrauchbar werden. :facepalm:
Da musst Du wohl noch eine Rogowskispule dran bauen...

Alternativ könntest Du nach einem Pearson Current Transformer ausschau halten. Die kommen auch mit solchen Strömen bei hohen Frequenzen zurecht. Nein, meinen möchte ich hiermit nicht angeboten haben.

Edit: Autsch. Hab grad bei ebay gespickelt ob es vielleicht gerade einen passenden gibt. Aber bei den Preisen.... :hammer:

bastl_r
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Norbi
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von Norbi »

Bastl_r hat geschrieben: Do 11. Jan 2024, 23:10 Immerhin hast Du ja mehrere flache Leiter parallelgeschaltet, analog zu HF-Litze.
https://de.wikipedia.org/wiki/Proximity ... rotechnik)

Der Trick bei der HF Litze besteht vielmehr darin dass die __geflochten ist__ und die vielen einzelnen Leiter gleichmäßig im Querschnitt verteilt sind. Jeder Einzelne Leiter ist die gleiche Länge mal innen im Gesamtquerschnitt gelegen und mal außen.

Wenn man die Leiter einfach nur parallel legt macht das keinen sonderlichen Unterschied zu einem massiven Leiter und in den Innenlitzen wird wenig Strom fließen.

Ich würde wie auch vorher vorgeschlagen auch einfach einen Stromwandler nehmen. Ein Ferritringkern kostet fast nichts und das ist recht einfach aufgebaut.
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500px-Stromwandler_Zeichnung.svg.png (27.46 KiB) 403 mal betrachtet
Hier wurde das auch so gemacht (mit zwei Strück): viewtopic.php?p=287819#p287819 und ist in den Folgeantworten auch erklärt.

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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Freitagnachmittag, hallo Norbi und Bastl, herzlichen Dank noch für euren Beitrag zum Thema. Den Thread von Race muss ich unbedingt einmal durcharbeiten :klatsch: , die Effizienz eines homemade Induction Heater s muss sich immer mit seiner Leistung messen können. Irgentwo zwischendrin fand ich die Aussage, daß man wohl nur mit ner Rogowski Luftspule den Schwingkreis Strom ohne Fehler messen kann. Ich habe ja noch die drei Strom- Sensoren - Stromwandler, Current Transformer s, die ja auch aus Induktions - Schmelzanlagen stammen, da brauchts aber auch Sekundärseitig wieder nen Neben- Shunt - Bürde, um das Ganze erstmal an ein analoges Drehspulinstrument zu hängen, kann man ja auch etwas räumlich trennen, mit dem schwarzen Block habe ich sicherlich mehr wie 5 VA, da ist schon mehr 🍷 wie ein Meter Leitung möglich, warscheinlich muss man da auch auf die Spannungsfestigkeit des Anzeigegeräts achten, da kommen schon einige Volt zusammen :trollface:. Viele herzliche Grüße von axonf.
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kilovolt
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von kilovolt »

Spricht eigtl. irgendwas dagegen Vier Mikrowellen auszuschlachten und dann alle Magnetrons (Magnetrone? hmmm. mal in den Duden gucken.....) gemeinsam an eine Alukiste zu Flanschen? Für ne "Powermikrowelle"
Das Problem dürfte wohl sein, dass die Magnetrone nicht phasengleich arbeiten, wodurch es dann wohl zu gegenseitigen Auslöschungen kommt.
Gruss kilovolt
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von HV-Juli »

Vielleicht würde es funktionieren, wenn man die Magnetrons von verschiedenen Seiten direkt auf den Schmelztiegel richtet. Dann könnten die Mikrowellen eines Magnetrons auf den Tiegel treffen, bevor sie mit denen der anderen Magnetrons in Kontakt kommen :gruebel:

LG Julian

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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Sonntagabend, hallo grüß dich HV Juli, ich denke eine Mikrowelle reicht da völlig aus, dabei kommt es hauptsächlich auf die Isolierung und den Koppel - Heizzylinder- Schmelztiegel an. Wolframcarbit wäre da auch ein 👍 guter Kandidat und eben die optimale Ausrichtung , eventuell die Mikrowelle auf der Seite liegend. So 🎮 Spielereien mit nem Magnetron sind lebensgefährlich, bei dieser Leistung im Gigahertz- Bereich. Ich habe den Current Transformer aus der Induktionsanlage eingebaut, da kommt auch nur Hurz heraus, der braucht wohl nen richtig dimensionierten Neben - Shunt, zumindest sehe ich meine ca. 16 KHz überall, wo ich auch messen kann. Der 1000 A Shunt wird doch sehr warm, bei den folgenden Bildchen ist dieser um 9 Grad 😁 auf 25 Grad Celsius gegangen, ist ja ne richtige Heizung :oops: , da kann man wirklich nichts gescheites messen. Auf den folgenden Bildchen kann man ca die 3 😁fache D - S Spannung erkennen, Oszi Bildchen x 10, die Spannung an der Spule liefere ich noch nach. Der Current Transformer 250/ 5 A geht auf ein Drehspulinstrument 100/5 A nur der angezeigte Strom kommt mir etwas wenig vor, gut da 👍 muss ja auch alles um ein 6 mm Kupferröhrchen passen - gehen. Den Eingangs - Strom und die Leistung kann ich ja auch noch angeben. Viele herzliche Grüße von axonf.

Edit- da hätte ich mir fast das 🎮 Spielzeug- Oszi geschrottet, bitte so ein Stromwandler nie ohne Drehspulinstrument- Shunt betreiben, bei 10 V Schwingkreisspannung haste mal schnell 480 V an der Strippe :trollface: . Jetzt baue ich aber noch schnell den Heizwiderstand - Shunt aus :oops: .
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Re: ZVS Induktionsheizer für das schmelzen von Stahl

Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen guten Morgen, jetzt gibt's mal ein Bildchen mit allen wichtigen Werten. Eingangsspannung 80 V DC , Eingangsstrom 8,7 A DC ergibt so um 700 Watt. Matching Transformer mit ca 1: 5 Übersetzung, Vrms an der Induktionsspule 15,4 V und einen Blindstrom vom 100 A :awesome: . Da haben sich wohl etliche Bastler im WWW Ihren Induction Heater schöngerechnet. Da hat sozusagen der Blindstrom einen Faktor von 2.2 und Metall - Schmelzen kann man da allemal damit. Ich habe noch einen ganzen Karton von Induktoren die ich mal gebaut habe, auch mit durchgängigen 8 mm Spulen, da ist ja auch noch etwas mehr Strom zu erwarten, und ein richtiger Schwingkreis- Kondensator in Blechkanister - Größe steht ja auch noch parat :trollface: . Viele herzliche Grüße von axonf.
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