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        電磁感應電烙鐵

        2019-02-12 09:08:16韓善強韋玉平
        天工 2019年10期
        關鍵詞:用電安全電磁感應

        韓善強 韋玉平

        [摘 要] 電烙鐵是電工電子制作和電器維修的必備工具,主要用途是焊接元件及導線,按機械結構可分為內熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵;按功能可分為無吸錫電烙鐵和吸錫式電烙鐵;根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵?,F(xiàn)在市面上最常見的電烙鐵都是用電阻絲作為發(fā)熱元件,結構雖然簡單,可是也存在著電線容易燙壞漏電,發(fā)熱元件漏電等安全隱患,尤其是在學生實習過程中,可能出現(xiàn)觸電的安全事故,所以設計這款電磁感應電烙鐵,解決了一般電烙鐵存在的安全隱患。

        [關鍵詞] 電磁感應;發(fā)熱元件;用電安全;高頻振蕩電路

        一、研究背景

        學校在安排電子實習過程中,電烙鐵是必不可少的工具,而在實習期間,學生常常因為粗心大意,將電線燙壞引起短路,又或在使用中不注意檢查電烙鐵的狀況,引起觸電現(xiàn)象。安全小事故常有發(fā)生,鑒于此種情況,設計這款電磁感應電烙鐵,將電烙鐵的電壓降低到安全電壓之下,從而避免了觸電情況發(fā)生。

        二、電磁感應加熱的原理

        1.漩渦現(xiàn)象:在金屬導體外面繞上線圈,再讓線圈通入交變電流,那么線圈中就產生交變磁場。作用于金屬導體上,在金屬導體的圓周方向會產生感應電動勢和感應電流,電流的方向沿導體的圓周方向轉圈,就像一圈圈的漩渦。

        在金屬塊中形成閉合回路的感應電流叫作渦電流,簡稱渦流,由于金屬導電性強,產生的電流很大。

        2.渦流說白了就是電磁感應的一種情況,而有兩種情況可以產生電磁感應現(xiàn)象:

        a.閉合電路中的一部分導體與磁場發(fā)生相對運動。

        b.穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化。

        3.利用渦流現(xiàn)象,可以很好地為人類服務,其中由于渦流電流很大,在導體中可以瞬間產生熱量,在工業(yè)中可以用來制熱。

        4.電磁感應發(fā)熱原理:使用電子控制技術,在線圈上加上高頻電壓,產生交變磁場,從而在線圈中的金屬中產生渦流現(xiàn)象,產生高效率的清潔熱能。

        三、電磁感應電烙鐵結構(如圖所示)

        四、控制器

        主要由四個部分組成,分別是整流降壓電路、濾波電路、高頻輸出電路、高頻信號發(fā)生電路。

        1.整流降壓電路

        作用:將220V交流電壓轉換成15V的直流電壓。

        電路說明:主要由四個晶閘管組成橋式整流電路,通過調節(jié)晶閘管的導通角來實現(xiàn)整流降壓的效果。在輸入電路中,要加上保護保險,以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生。

        2.濾波電路

        作用:主要是將整流降壓電路過來的波動電壓,變成平穩(wěn)的直流電。

        結構:由電容和電感組成П型濾波電路,其中電感線圈的功率跟烙鐵的功率成正比。

        3.高頻信號電路

        作用:產生高頻觸發(fā)信號,給整流降壓電路的晶閘管提供需要的觸發(fā)信號,同時給高頻輸出電路的大功率三極管提供開關觸發(fā)信號。

        結構:信號電路主要使用555集成電路組成的振蕩電路,這種電路性能穩(wěn)定,價格便宜,電路設計成熟,可以拿來使用,只要調整一下信號的頻率就可以。

        4.高頻輸出電路

        作用:向電磁線圈提供穩(wěn)定可靠的高頻電流,使得電磁線圈產生交變磁場,從而在線圈內的烙鐵頭上產生漩渦現(xiàn)象發(fā)熱。

        組成:主要由大功率開關三極管組成,其中還要加上限流電阻,從而達到保護電路的目的。

        5.烙鐵頭

        由于是使用電磁感應原理,線圈作用于鐵才能更好地產生熱效應,所以這里的烙鐵頭需要特制,在銅外圈中間鉗上鐵芯,才能更好地發(fā)熱。

        五、安全問題

        現(xiàn)在最常見的電烙鐵是電阻絲加熱電烙鐵,這就存在著漏電問題,容易產生觸電現(xiàn)象,現(xiàn)在電磁感應電烙鐵是由控制器輸出15V電壓,即便出現(xiàn)漏電,也在安全范圍之內,就算是連接線燙壞了,發(fā)生短路,控制器中的保護裝置也會將電路切斷。

        參考文獻:

        [1]基于高頻渦流模式的高效率電烙鐵的研究與設計[D].延吉:延邊大學,2015.

        [2]王向華,李莉,劉南平.智能型多功能電烙鐵的研制[J].天津師范大學學報(自然科學版),2007(1):66-68.

        [作者單位]

        江蘇省連云港工貿高等職業(yè)技術學校

        (編輯:張佳琪)

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