Вопросы новичка по индукционному нагреву Опции

[iiv]

Добрый день,

планирую сделать микропечь с кучей сенсоров для плавки сплавов на основе алюминия и меди (где-то до 1000С) в графитовом тигле внешнего диаметра 30мм, внутреннего 25мм и высотой расплавленного металла около 20мм. Катушку хочу сделать из медной ленты в 10-20 слоев с изолятором обмотанной вокруг тигля с непосредственным контактным водяным охлаждением. Не критикуйте, пожалуйста, этот вариант, я не смогу это изменить из-за других параметров системы.

Индуктивность такой печки без материала получается около 4мкГн, резистивное сопротивление - около 4мОм (даже с учетом скин эффекта), паразитная емкость обмоток - около 20нФ.

Мощность 100Ватт нагрева самого металла должна быть достаточной, и, наверное надо примерно на 200Ватт на электрической части рассчитывать.

Под рукой есть полный мост на 40А и до 80В со внешним плисоуправлением частоты до 1МГц. Также там есть контроль тока, то есть я могу по проходящему току судить когда расплавился мой материал внутри тигля.

Исходя из индуктивности и паразитной емкости вроде резонансная частота получается 500КГц, при которой реактивное получается около 12Ом, то есть надо на 50В и 4А работать, но есть подозрение, что с материалом индуктивность будет больше и напряжение надо будет повышать.

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что частоту брать меньше резонансной тоже вроде можно, да и как-то 500КГц немного не хотелось бы ибо мосфеты полного моста при такой частоте достаточно сильно греются...

Если есть еще какая-то конструктивная критика к моему подходу, пожалуйста, критикуйте, буду очень премного благодарен!

EDIT: еще вопрос, скажите, пожалуйста, какой материал будет прочным, то есть выдерживать например примерно 50 бар давления, и не образовывать короткозамкнутый виток, и хорошо проводить тепло, чтобы из него сделать корпус этой всей конструкции и охлаждать снаружи погрузив в проточную воду?

Спасибо!

ИИВ

[_pv]

а в чём смысл плавить в магнитном поле, точка Кюри всё равно ниже температуры плавления, не?

[iiv]

а в чём смысл плавить в магнитном поле, точка Кюри всё равно ниже температуры плавления, не?

не плавить, а кристаллизовать...

[_pv]

не плавить, а кристаллизовать...

ну я и имел ввиду не плавить, а наоборот, всё равно правильно поняли.
просто не знаю как у AlNiCo, как-то возникал похожий вопрос про всякие редкоземельные магниты, там когда оно кристаллизуется до точки Кюри ещё ой как далеко и соответственно магнитное поле там ни на что повлиять не может.

1.4Т можно из неодимовых магнитов получить, или празеодимовых, а если их до азотных температур охладить, то и больше.
но это я так понимаю для ЯМР, и жидкий азот не очень подходит.
а у неодимовых рабочая температура слишком мала?

ну и ещё коэрцитивная сила у таких магнитов не очень.

что для выжимания максимальных полей может оказаться критичым, хотя если речь про цилиндр намагниченный по Халлбаху, ему пожалуй всё равно, он размагничивающих полей себе не создаёт.

[iiv]

ну я и имел ввиду не плавить, а наоборот, всё равно правильно поняли.
просто не знаю как у AlNiCo, как-то возникал похожий вопрос про всякие редкоземельные магниты, там когда оно кристаллизуется до точки Кюри ещё ой как далеко и соответственно магнитное поле там ни на что повлиять не может.

AlNiCo если просто кристаллизовать, то там больше 0.3-0.5Т не сделать, если кристаллизовать в магнитном поле, то до 1.4Т. То есть у них точка Кюри равна точке кристаллизации. А по силе поля один в один с самыми топовыми неодимовыми магнитами, но зато температурный диапазон до 550С (устойчиво) и до 750С (с натяжкой).

1.4Т можно из неодимовых магнитов получить, или празеодимовых, а если их до азотных температур охладить, то и больше.

у меня неодимовый n52 на поверхности на раз 1.4Т при комнатной температуре показывает, только он до 60С работает. Но у неодимовых заводских неравномерность ужасная, мой алгоритм с катушками не справляется, поэтому я самарий-кобальт до этого использовал.

ну и ещё коэрцитивная сила у таких магнитов не очень.
хотя если речь про цилиндр намагниченный по Халлбаху, ему пожалуй всё равно, он размагничивающих полей себе не создаёт.

я тоже из-за коэрцитивной силы раньше их отметал, а как про хальбаха додумался, то понимаю, что это не должно влиять.

Уже пробно 2Т кривым полем получил, правда силой Лоренца катушку порвало Численно на 3Т намоделировал, думаю, что соберу на днях свою гравицапу и будет у меня 120МГц ЯМР в формате толстого фломастера.

[_pv]

я тоже из-за коэрцитивной силы раньше их отметал, а как про хальбаха додумался, то понимаю, что это не должно влиять.

тут оказывается тоже не всё так однозначно.
хоть поле в центре огромное и направлено вдоль намагниченности, сверху/снизу от отверстия поля направлены в обратную сторону, и отрицательные поля на внешней поверхности там вполне себе присутствуют.
и совсем маленькая коэрцитивная сила может и не справится.

[iiv]

тут оказывается тоже не всё так однозначно.
хоть поле в центре огромное и направлено вдоль намагниченности, сверху/снизу от отверстия поля направлены в обратную сторону, и отрицательные поля на внешней поверхности там вполне себе присутствуют.
и совсем маленькая коэрцитивная сила может и не справится.

я честно говоря не понял этого утверждения, если про слева-справа - да, но у меня там как раз прорезь для подачи жижи и именно из-зв этого серьезно больше 3Т получить нельзя.