فروشگاه برق و الکترونیک

پروژه دانشجویی ساخت ماژول کوره القایی ZVS ولتاژ پایین حدود 120 وات یکی از پروژه‌های عالی برای دانشجویان رشته‌های برق، الکترونیک، مهندسی مواد و حتی فیزیک کاربردی است. این پروژه هم جنبه آموزشی قوی دارد (یادگیری مدارهای رزونانسی، سوئیچینگ، القایی و حرارت) و هم نتیجه عملی جذاب (گرم کردن فلز بدون تماس مستقیم).

هدف پروژه

ساخت یک کوره القایی کوچک و ایمن که با ولتاژ پایین (5 تا 12 ولت DC) کار کند، توان حدود 80 تا 120 وات داشته باشد و بتواند نوک پیچ‌گوشتی، میخ کوچک، تکه‌های آلومینیوم یا فولاد را در عرض 20–60 ثانیه به دمای قرمز (400–700 درجه سانتی‌گراد) برساند.

اصل کار (به زبان ساده)

مدار از نوع ZVS (Zero Voltage Switching) است. یعنی دو ماسفت به صورت خودکار و با کمترین تلفات روشن و خاموش می‌شوند. مدار یک نوسان‌ساز رزونانسی LC ایجاد می‌کند که فرکانسش معمولاً بین 30 تا 150 کیلوهرتز است. جریان متناوب قوی در سیم‌پیچ باعث ایجاد میدان مغناطیسی متغیر می‌شود → این میدان در فلز داخل سیم‌پیچ جریان گردابی (Eddy Current) ایجاد می‌کند → فلز گرم می‌شود.

قطعات اصلی مورد نیاز (نسخه دانشجویی ساده و ارزان)

• ماسفت‌ها → 2 عدد IRFZ44N یا IRF3205 یا IRF540 (ولتاژ ≥ 60–100 ولت، جریان ≥ 30 آمپر)
• دیودهای سریع → 2 عدد UF4007 یا FR107 یا MUR1560 (برای تخلیه گیت)
• دیود زنر → 2 عدد 12 ولت یا 15 ولت (½ وات) – برای محدود کردن ولتاژ گیت
• مقاومت‌ها → 2 عدد 470 اهم تا 1 کیلواهم (¼ یا ½ وات) برای گیت
• خازن‌های رزونانس → 4–8 عدد خازن فیلم 0٫33 µF یا 0٫47 µF با ولتاژ حداقل 250–600 ولت (هرچه بیشتر، توان کمی بیشتر اما فرکانس کمتر)
• سیم‌پیچ (Work Coil) → لوله مسی بدون روکش قطر 4–6 میلی‌متر، 5–8 دور، قطر داخلی 20–35 میلی‌متر (طول کل سیم حدود 70–120 سانتی‌متر)
• چوک‌های القایی (L1 و L2) → دو عدد سلف 40–100 µH که جریان 10–15 آمپر را تحمل کنند (می‌توانید خودتان با سیم لاکی 1–1٫5 میلی‌متر روی هسته فریت بسازید یا از سلف آماده استفاده کنید)
• منبع تغذیه → آداپتور سوئیچینگ 12 ولت 10 آمپر (یا بیشتر) یا باتری لیتیوم 3S با BMS مناسب
• هیت‌سینک → دو عدد هیت‌سینک کوچک + فن 12 ولت (برای ماسفت‌ها ضروری است)
• برد مدار چاپی یا برد سوراخ‌دار + سیم‌های ضخیم برای جریان بالا

شماتیک مدار پایه (توضیح متنی)

• مثبت منبع → از دو سلف (چوک) جداگانه به درین هر ماسفت می‌رود.
• سورس هر دو ماسفت به منفی منبع وصل است.
• گیت هر ماسفت از طریق مقاومت به درین ماسفت مقابل وصل می‌شود + دیود سریع + زنر به صورت موازی با گیت-سورس.
• خازن‌های رزونانس به صورت موازی بین دو درین ماسفت‌ها قرار می‌گیرند.
• سیم‌پیچ اصلی (Work Coil) هم به صورت موازی با خازن‌ها قرار می‌گیرد.

(در پروژه دانشجویی معمولاً از شماتیک معروف Mazilli ZVS استفاده می‌شود که بسیار ساده است.)

مراحل ساخت گام به گام (برای گزارش پروژه مناسب)

1. طراحی و مونتاژ مدار روی برد قطعات را با دقت وصل کنید. اتصالات جریان بالا (درین‌ها، سیم‌پیچ، سلف‌ها) را با سیم ضخیم یا مسیر پهن روی برد انجام دهید.

2. ساخت سیم‌پیچ لوله مسی را به شکل مارپیچ بپیچید (فاصله دورها 1–2 میلی‌متر). دو سر را خوب تمیز و لحیم کنید.

3. تست اولیه (بدون بار سنگین) ابتدا با ولتاژ پایین (5–7 ولت) و بدون فلز داخل کویل روشن کنید. باید صدای «وزوز» ملایم بشنوید و ماسفت‌ها کمی گرم شوند (نه داغ).

4. تست با بار یک پیچ‌گوشتی یا میخ داخل کویل بگذارید → ولتاژ را به 10–12 ولت برسانید → بعد از 20–40 ثانیه باید قرمز شود.

5. اندازه‌گیری‌ها (بخش مهم گزارش)

• جریان مصرفی (با آمپرمتر)
• فرکانس نوسان (با اسیلوسکوپ روی سیم‌پیچ یا خازن)
• دمای فلز (با ترموکوپل یا دوربین حرارتی اگر دارید)
• دمای ماسفت‌ها در زمان کار

نکات ایمنی خیلی مهم (حتماً در گزارش بنویسید)

• ولتاژ DC است اما ولتاژ روی سیم‌پیچ و خازن‌ها به چند صد ولت پیک می‌رسد → دست نزنید!
• از عینک ایمنی استفاده کنید (جرقه و فلز داغ خطرناک است).
• مدار را روی سطح غیرقابل اشتعال بگذارید.
• فیوز 15 آمپر در ورودی منبع بگذارید.
• ماسفت‌ها را حتماً خنک کنید (بدون هیت‌سینک سریع می‌سوزند).

مزایای این پروژه برای رزومه دانشجویی

• یادگیری عملی مدارهای قدرت و رزونانس
• آشنایی با القا، جریان گردابی و تلفات حرارتی
• مهارت لحیم‌کاری، عیب‌یابی و تست مدار قدرت
• امکان گسترش پروژه (اضافه کردن کنترل دما با سنسور IR + آردوینو، ساخت کویل‌های مختلف Pancake یا Solenoid)

این پروژه با هزینه نسبتاً کم (حدود 500–800 هزار تومان بسته به کیفیت قطعات در سال 1404–1405) قابل اجراست و نتیجه بصری بسیار جذابی دارد. اگر خوب اجرا شود، هم در دانشگاه امتیاز خوبی می‌گیرد و هم برای نمایشگاه‌ها و مسابقات رباتیک/الکترونیک عالی است.

موفق باشید.

برای دیدن فیلم کوره القایی روی همین خط ضربه بزنید.

برای خرید ماژول کوره القایی با قیمت مناسب, روی همین خط کلیک نمائید.