Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14879
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av rikkitikkitavi »

Inmatad effekt i en ZVS ebay manick sjunker när OPV (Objekt På Värmning) går över Curietemperaturen, om det är magnetiskt från början.

För aluminium hade jag inte kladdat med induktion eller ljusbågsugnar pga komplexitets och effektnivå utan titta på en vanlig resistansvärmeugn. Man kan ju med rätt skyddsgas tom göra en resistansugn med grafitstavar

Ljusbågeugnar fungerar inte på alla legeringar, både för att den lokalt höga tempeaturen ger förluster eller upptag av kol eller andra grundämnen. Beror också lite på ugnens uformning och vad man slår bågen mellan. De kräver konstant passning pdå elektroderna hela tiden brinner upp.

PS någon som vill dela en packe Esab kolelektroder. Jag kom över en 3kVA trafo med tillgörande spole som är.lämplig för ljusbågsexpriment :)? En paket är 100 elektroder och kostar 6-700 SEK.

Klabba med att slakta batterier är bara bökigt.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av E Kafeman »

ZVS (Zero Voltage Switching) är en vanlig inverter. Effektuttaget är som störst vid konjugat-matchad last-impedans. Därav att driv-aggregat&spole i en induktions-spis är impedansmässigt anpassat att värma en järn-yta bättre än t.ex. koppar/aluminium, men det är inget teoretiskt som hindrar att man optimerar mot andra metaller istället, vilket man också gör i många sammanhang, typ sopsortering där man skiljer ut aluminium från andra metaller.
Induktionen i detta fallet åstadkommer ett växlande magnetfält som skapar värmen genom den påtvingade magnetiska rörelseenergin.
För att återknyta till statiska magneters effekt på metaller, beroende på vilken egenskap man eftersträvar, så är inte alltid järn den optimala metallen.
Antag att man lindar en luftlindad kortsluten spole som är upphängd på en roterande axel, mellan två magneter.
Om spolen tvingas rotera uppstår en ström i spolen, typ enklare el-generator.
Eftersom spolen är kortsluten skapar strömmen värme i spolen.
För en given mängd rotation uppstår olika ökning av temperaturen beroende på vilket material spolen är lindad av. Vid tillräckligt tillförd effekt kan spolen smälta.
För några vanliga metaller blir värmen högst för aluminium, sedan tätt efter följer koppar och med en faktor 10 sämre effekt kommer järn.
Om järn kunnat mäta sej med koppar så hade man kunnat linda elmotorer med den betydligt billigare järntråden.
Aluminiumets höga virvelströms-egenskaper utnyttjas bl.a. för magnetiska kontaktlösa skiv-bromsar. Ser ut som vanlig skivbroms men istället för bromsklossar används magneter och skivan är av aluminium.
Bromsskiva av järn har sämre magnetiska egenskaper som skivbroms.


Bromskraften som åstadkoms omvandlas till värme.

En variant är att utnyttja virvelströmseffekten för att driva en aluminiumskiva som el-motor.


Slutligen så här reagerar en aluminiumburk i en induktions-värmare av Ebay-typ:

Den smälter pga dess magnetiska egenskaper.
janno
Inlägg: 403
Blev medlem: 11 oktober 2009, 07:34:45
Ort: Västerås

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av janno »

Och för att fortsätta lite "off topic" jag såg den här för ett tag sedan


Hur aluminium påverkas av magnetfält (2:20 in i videon, om det fungerar att länka):
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23611
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av Henry »

i en induktions-värmare av Ebay-typ

Inget i videon eller texten säger visserligen att så är fallet och de man kan köpa på nätet är inte så kraftfulla att de kommer i närheten av mer än att värma upp aluminum lite grand om de ens kan göra mer. Går det att smälta aluminium i en induktionsvärmare som är rätt byggd? Givetvis.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av E Kafeman »

Som jag skrev så är det en induktionsvärmare av Ebay-typ som används i videon, dvs en elektronisk transformator där transformatorns primärlindning får ström via två transistorer som arbetar enligt ZVS.
Inget märkvärdigt med det, många typer av elektroniska konstruktioner, switchar vid nollgenomgång (ZVS) typ somliga lamp-dimmers.

Effekten som behövs för att smälta en aluminiumburk är väldigt liten då det är så liten mängd metall som dessutom är lättsmält.

För den som inte har eget begrep om rimliga effektnivåer och kanske funderar på hur jag kunnat lista ut vilken utrustning som användes i videon kan kanske en förklaring vara på sin plats.

Hemligheten är att jag läste undertexten. Där stod att mer information fanns på deras hemsida, och det gjorde det.
På deras hemsida finns en unders-sida med rubriken "ZVS - Induktionsheizung". Det är tyska men jag är listig och har inga problem att förstå innebörden.
Där finns även ett elektriskt schema för deras inverter som gör det möjligt att bedöma vilken effekt man max kan mata ut.
Man kan mata ut max 400W är min bedömning då man max kan nyttja 30% av nätaggregatet som enligt deras hemsida lämnar 68A, dvs ca 20A vilket även är kontinuerliga maxströmmen för de transistorer man använder (momentant 30A).
Då inspänningen är max 20V blir max-effekten (20*20) 400W i ytterst grova svängar om man lyckas mata ut max effekt, vilket inte är troligt om man inte är optimalt matchade är och utan förluster.
Att det inte är förlustfritt stöds även av att man behöver använda två fläktar för att bli av med värme.
Ca 300W resulterande uteffekt kan vara rimligt antagande.

Den effekten stämmer rätt väl med effekten på det aggregat på Bangood som länkades tidigare tråden för 300kr.

Inget i videon eller texten säger visserligen att så är fallet och de man kan köpa på nätet är inte så kraftfulla att de kommer i närheten av mer än att värma upp aluminum lite grand om de ens kan göra mer. Går det att smälta aluminium i en induktionsvärmare som är rätt byggd? Givetvis.


Hade inte en aning om att det inte gick köpa SÅ kraftfulla prylar men annonser ligger kvar ?

Du har säkert gjort lite grundberäkningar eller på annat sätt kan varför det är orimligt att ens mer än värma burken lite grand med så klent aggregat.
Ett enkelt antagande:
En stor läskburk aluminium, ca 20g ska hettas upp 650 grader från rumstemperatur. Energin som behövs är då ca 12kJ.
Om man kan tillföra 300W förlustfritt behövs då 40 sekunder för att fullständigt smälta hela burken.

Du vet säkert bättre och jag kan ha slarvat i beräkningen, så vi får väl tro på att ditt påstående är uppbackat av kunskap om något jag missar.

Skulle du kunna tänkas delge någon konkret information som stödjer något av det du påstår, som jag kan rätta mej efter?
Användarvisningsbild
Krille Krokodil
Inlägg: 4062
Blev medlem: 9 december 2005, 22:33:11
Ort: Helsingborg

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av Krille Krokodil »

Det var bättre förr, en gammal hederlig $10 spisplatta och lite keramisk isoleringsull:

"The primary advantage of my design is that it’s extremely easy to build. After collecting all the components, I was able to build it in about 90 minutes."

Build an electric foundry for melting scrap aluminum
http://www.iwilltry.org/b/electric-foun ... -aluminum/
rikkitikkitavi
Inlägg: 14879
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av rikkitikkitavi »

fungerar bara med fria värmespiralselement, men de har kort livslängd vid de temperaturerna.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26384
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av danei »

Induktionsspisarna och de vanliga induktionshällarna bygger inte på att inducera virvelströmmar i marerialet man värmer. De utnyttjar den magnetiska hysteresen i järnet. De magnetiserar det fram och tillbaka och hysteresen medför en förlust som blir värme. Därför funkar de bara på järn. Att värma med virvelströmmar kräver nog lite mer.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 23611
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av Henry »

E Kafeman: Missade den där menyn i toppen, ursäkta mig så fruktansvärt mycket för det det var inte alls min mening. Att jag sedan stöder vad? En rätt byggd induktionsvärmare kan smälta aluminium det står jag absolut fast vid.
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av E Kafeman »

Induktionsspisarna och de vanliga induktionshällarna bygger inte på att inducera virvelströmmar i marerialet man värmer. De utnyttjar den magnetiska hysteresen i järnet.
Håller inte med.
Klipp från Wikipedia:
Hur induktionshäll fungerar
En spole alstrar ett med hög frekvens (några tiotals kHz) varierande magnetiskt fält som genom Faradays induktionslag skapar en inducerad spänning i kastrullens botten. Eftersom kastrullen leder ström, driver denna spänning en s.k. virvelström.

Det är den induktion av spänning som omnämns i texten som mer eller mindre är definition av hur virvelströmmar uppkommer.
Magnetisk hysteres i järn (eg. restmagnetisering i ferro-material) kan vara en del av värmekalkylen men är marginell vid aktuella frekvenser (++kHz). Det är inte ens helt okomplicerat vid låga frekvenser typ 50Hz.
Magnetisk hysteres-förlust ökar linjärt med frekvensen, virvelström-förluster med kvadraten på frekvensen, varför den senare blir dominant vid högre frekvenser för alla konduktiva material.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26384
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av danei »

Jag får backa där. Jag hittar ingen källa som stöder att det var så. Jag vet inte var jag läst det. Men det är ju något lustigt att ledande kärl som inte är magnetiska inte funkar i så fall.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14879
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av rikkitikkitavi »

Det fungerar inte med rostfritt, eftersom rostfritt har mycket högre resistivitet, ergo induceras lägre strömmar i materialet. Överförd effekt är lägre helt enkelt.

Det krävs mao en högre spänning i drivkretsen.

Nu amvänds induktionsugnar för vissa typer av höglegerade material med hög smältpunkt. Eller exotiska legeringar. Typiskt sådana som kontamineras av kol, eller kräver noga kontrollerad atmosfär .
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26384
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av danei »

Rostfritt leder för dåligt och aluminium för bra?
E Kafeman
Inlägg: 3259
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Smältugn för aluminium av gammal induktionsspis, möjligt

Inlägg av E Kafeman »

Men det är ju något lustigt att ledande kärl som inte är magnetiska inte funkar i så fall.
Alla metaller fungerar att värma på detta sätt men för effektiv funktion krävs att drivsteg och mottagare-metall matchar varandra ur impedans och spännings-synpunkt.
Prova att lägga en 10*10 cm al-folie slätt direkt på hällen på en induktions-spisl och vrid sedan på hällen.
Drivsteget provar då ett kort ögonblick att aktivera spolen men ser att lasten av materialet på plattan (impedansen) är för låg och stänger av.
Under det korta ögonblicket den provar kommer al-folien ändå att värmas något och man kan evt. se hur folien reagerar.
Beroende på hur skyddskretsarna ser ut kan lite olika saker hända. Här ett exempel:

Visserligen så smälter aluminiumet i denna videon då strömmarna blir stora relativt materialets tjocklek och impedansen högre då al-ledaren blir tunn, men det är inte särskilt effektiv sett till total effekt.
Om aluminiumet varit tjockare, typ kastrull, hade materialets impedans varit mycket lägre och därmed upphettningen ännu lägre. Allt för låg för att underliggande spolen ska kunna inducera nämnvärda effekter.
Om man däremot kunnat t.ex. öka drivstegets frekvens med en faktor 10 för detta drivsteg hade det blivit mycket effektivare funktion vad gäller inducera virvelströmmar i aluminium.
Ytterligare en faktor 10 ökning av frekvensen så att vi hamnar i MHz-området hade aluminiumet inducerats med strömmar bättre än för järn, pga skinn-effekten.
Då hade det fungerat bättre att koka vatten i en aluminium-kastrull.
Allt under förutsättning att drivstegets spoles impedans är så låg att värmen i huvudsak avsätts i sekundära spolen (kastrullen).

Som kuriosa, material som kan fungera att värma effektivt på vanlig induktions-häll men som ändå är icke magnetiskt eller ens en metall, prova med en grafit-degel. Återigen lite olika beroende på typ av induktions-häll, men med lite tur kan det fungera bra.
Skriv svar