Создание дуговой печи мощностью 5000 Вт с дистанционным управлением для плавки стали и керамики

Воспользуйтесь распродажей FlexiSpot в Чёрную пятницу — скидки до 80%! Самые низкие цены в году и шанс получить свой заказ бесплатно! Используйте мой код «YTE7P50», чтобы получить дополнительную скидку 50 долларов на стоячий стол E7 Plus, и «WP30OFF» — скидку 30 долларов на беговую дорожку.

Стоящий стол FlexiSpot E7 Plus:
США: https://bit.ly/4hIo07a
Канада: https://bit.ly/47ImQUR

Беговая дорожка с автоматическим наклоном:
https://bit.ly/4nEmRPl

В этом видео я расскажу о процессе сборки электродуговой печи мощностью 5 кВт, которая может нагреваться до нужной температуры для плавки стали и керамики, а также для выполнения других высокотемпературных химических процессов, таких как изготовление рубинов или получение карбида кальция из оксида кальция и углерода. Вся система управляется дистанционно для обеспечения безопасности и более точной настройки, не требуя постоянного внимания оператора.

Источник питания – трансформатор 5-киловаттного преобразователя 220 В/110 В с новой вторичной обмоткой, состоящей из 36 витков по 10 жил обмоточного провода 12-го калибра, соединенных параллельно. Напряжение холостого хода составляет 27 В переменного тока, но при большой нагрузке оно падает примерно до 21 В переменного тока. Пиковый ток составил около 325 А, поэтому среднеквадратичное значение составляет приблизительно 230 А. Питание подается от розетки 220 В через автоматический выключатель на 50 А (то есть возможна мощность более 10 кВт). Даже без кондуктивного или инфракрасного нагрева сильный ток нагревает соединения настолько, что расплавляет напечатанные на 3D-принтере кронштейны, на которых закреплены электроды, поэтому для их обдува используется мощный 12-вольтовый вентилятор.

Электроды представляют собой углеродные стержни диаметром 1/2 дюйма (1,2 мм). Оба электрода движутся вместе по оси Z с помощью редукторного двигателя с частотой вращения 200 об/мин, приводящего в движение ходовой винт T8 (такой же, как в обычном 3D-принтере) для прямого нагрева (где расплав является частью электрической цепи). Для непроводящих материалов используется косвенный нагрев, при котором электроды поворачиваются под небольшим углом, при этом один электрод перемещается по оси X с помощью редукторного двигателя с частотой вращения 30 об/мин, приводящего в движение ходовой винт T8.

Контроллер представляет собой проводной пульт дистанционного управления, который использует двухполюсные двухполюсные переключатели с мгновенным переключением для управления серводвигателями вперёд/назад. Однако я обнаружил, что при скорости вращения 200 об/мин ходового винта T8 ось Z вращается слишком быстро для точного управления, поэтому можно было легко случайно слишком глубоко погрузить электроды в материал и вызвать короткое замыкание, которое давало очень мало тепла, или слишком далеко выдвинуть электроды и полностью потерять контакт. Для лучшего вертикального контроля разумнее было бы использовать двигатель с меньшей частотой вращения или ШИМ-контроллер для ограничения скорости двигателя, поскольку точная настройка положения электрода критически важна для зажигания дуги и поддержания хорошей дуги.

Если бы это использовалось исключительно для плавки металла, лучше было бы использовать графитовый тигель в качестве одного из электродов, тогда потребовалось бы использовать только один угольный стержень, который нужно было бы перемещать только по оси Z. Ещё одним улучшением (которое я добавлю в будущем) стала бы высоковольтная вспомогательная дуга, похожая на высокочастотный стартер в сварочном аппарате TIG, чтобы зажигать дугу без контакта с расплавляемым материалом.

В целом, это действительно полезное устройство, поскольку оно позволяет плавить любой металл без необходимости подачи топлива, но для эффективной работы требуется хорошая изоляция вокруг тигля. Думаю, подключение к источнику питания для дуговой сварки постоянным током может повысить эффективность, поскольку тепло распределяется неравномерно при постоянном токе между мишенью и электродом, поэтому полярность можно настроить для достижения действительно хороших результатов.

Музыка Использовано:
Кевин Маклеод — Время вестибюля