PROGRAMUL DE STUDIU SISTEME ELECTRICE FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT ZI Lucrare de licență COORDONATOR ȘTIINȚIFIC PROF. DR. ING. -EC. ALEXANDRU MARIUS SILAGHI… [615527]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMA ȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU SISTEME ELECTRICE
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT ZI
Lucrare de licență
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
PROF. DR. ING. -EC. ALEXANDRU MARIUS SILAGHI
ABSOLVENT: [anonimizat]
2019

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMA ȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU SISTEME ELECTRICE
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT ZI
REALIZAREA UNUI
ÎNCĂLZITOR PRIN INDUC ȚIE
DE MICĂ PUTERE
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
PROF. DR. ING. -EC. ALEXANDRU MARIUS SILAGHI
ABSOLVENT: [anonimizat]
2019

Cuprins
Pagina
Introducere…………………………………………………………………………………………………. 4
Capitolul I. No țiuni privind înc ălzirea prin induc ție electromagnetic ă………….. 5
I.1. Generalită ți despre electromagnetism………………………………………… 5
I.2. Circuite de comandă………………………………………………………………… 11
I.3. Tehnici de comuta ție……………………… ……………………………………….. 12
I.4. Circuite de rezonan ță (LC paralel)……………………………………………. 14
Capitolul II. Realizarea practică a încălzitorului……………………………………. ……. 18
II.1. Schema bloc…………………………………………………………………………… 18
II.2. Partea de alimentare………………………………………………………………. 18
II.3. Circuit comandă…………………………………………………………………….. 22
II.4. Circuit semipunte…………………………………………………………………… 24
II.5. Inductorul de adaptare și grupul LC……………………………………….. 26
II.6. Sistemul de răcire…………………………………………………………………… 31
Capitolul III Rezultate experimenta le………………………………………………………….. 32
Capitolul IV Concluzii………………………………………………………………………………… 34
Bibliografie………………………………………….. ……………………………………………………… 35

4Introducere
Am ales această lucrare fiindcă mi -a plăcut tema respectivă. Fiind pasionat de
electronică și aparate electrice, am început s ă construiesc unul mai simplu, numit încălzitor
prin induc ție tip ZVS (Zero Voltage Switching). Aceasta este un model simplu, alc ătuit din
puține componente, la care leg ăturile se pot realiza chiar și în aer, dar f ără posibilitate de
reglare. După acela am început să experimentez și să realizez unul de putere mai mare, care
areși posibilit ăți de reglare.
Pe parcursul lucrării o să p rezint construc ția unui înc ălzitor prin induc ție de mic ă
putere, realizat din piese răspândite.
Câteva aspecte de știut despre aceast ă metodă de încălzire:
Încălzirea prin induc ție se aplic ă asupra corpurilor conductoare, bazată pe fenomenul
de inducție electromagnetică, la care energia este produsă de către o bobină, numit inductor,
care este parcurs de un curent alternativ. Piesa de încălzit care este introdus în inductor.
Aceasta este străbătută de fluxul magnetic variabil produs de inductor, fiind locu l de apariție a
unor curen ți turbionari care o înc ălzesc datorită efectului termic.
Încălzirea inductivă se caracterizată prin viteze mari de încălzire, datorită puterii
specifice mari și de posibilitatea de a doza precis energia transmis ă piesei de încălz it. [1][2]
Se pot ob ține viteze de înc ălzire de 1000K/s cu puteri de 10kW/cm².
În funcție de frecvenț ă putem avea:
Încălzire în profunzime, când căldura se degajă în toată masa piesei. Se utilizează de
obicei la deformări plastice la cald.
Încălzire superf icială, când căldura se concentrează la suprafa ța piesei. Se utilizeaz ă la
călirea pieselor.
Forma inductorului întotdeauna depinde de procesul tehnologic utilizat.[3]

5Capitolul I. No țiuni privind înc ălzirea prin induc ție electromagnetic ă
I.1. Generalit ăți despre electromagnetism
O aplicație a undelor electromagnetice este înc ălzirea prin fenomenul de induc ție
electromagnetică. Aceasta se bazează pe principiul câmpului electromagnetic variabil în timp
de a se pătrunde în materialele conductoare care se află în acest câmp. Curen ții electrici
turbionari provenite de la tensiunile electromotoare induse, conduc la încălzirea piesei prin
efectul Joule -Lenz. [3]
Circuitul echivalent al piesei de încălzit, prezentat în figura 2.1., este una simplă,
practic un r ezistor.
Fig.2.1. Circuit echivalent piesă
Rezistența materialului (piesei) pornește de la relația
=
unde este rezistivitatea determinată de natura materialului, l este lungimea conductorului iar
S este suprafa ța secțiunii conductorului.
Înurmătorul tabel avem valorile de rezistivitate și conductivitate a unor materiale des
utilizate.

6Material σ
Ag 1.59∗10 6.3∗10
Cu 1.68∗10 5.96∗10
Au 2.44∗10 4.52∗10
Al 2.82∗10 3.5∗10
Fe 1∗10 1∗10
Tab.2.2. Rezistivitatea și conductivitatea unor materiale la temperatura de 20℃
Puterea depinde de rezisten ța materialului și de curent, pentru care avem relația puterii:
=
Câmpul electromagnetic indus care este varia ția fluxului magnetic care trec e prin corp într -un
anumit timp:
=−
Încălzirea, puterea convertită în căldură de către corp este:
=/
Conductorul nostru având formă de solenoid, putem folosi următoarea rela ție pentru a calcula
câmpul magnetic:
=
Unde N este nu mărul de spire și l lungimea bobinei.

7Fig.2.3. Fluxul și curenții în pies ă
Permeabilitatea magnetică este o caracteristică a metalelor care ne arată capabilitatea de a …
inducția magnetic ă. Câmpul magnetic H și inducția electromagnetic ă B depind de
caracteristica materialului, mai exact permeabilitatea magnetică a materialului, µ.
=
Permeabilitatea materialului este
=
unde=410 H/m este o constantă universală și depinde de material.
Materialele pot fi clasificate în următorul mod
Clasificare Material
Feromagnetic Oțel carbon ˃˃1
Paramagnetic Al, Ti, Mo, ≥1
Diamagnetic Cu, Au, silver, Al oxid ≤1
Tab.2.3. Proprietă ți ale materialelor

8În cazul circuitelor de curent alternativ de frecven ță mare apare un fenomen numit efect
pelicular. Aceasta constă prin distribu ția curenților pe suprafața conductorului, sc ăzându -se
spre interiorul conductorului.
Densitatea curentului alternativ I în conductor descre ște exponențial faț ă de valoarea sa Is
conform adâncimii d fa ță de supr afață.
=/
Unde δ este ad âncimea de pătrundere, adâncime deasupra căruia densitatea de curent
descrește la 1/e din densitatea de pe suprafaț ă Is.
=2
Unde ρ rezistivitatea conductorului și µ permeabilitatea absolut ă.
Adâncimea de pătrundere depinde de frecven ța utilizat ă f, conductivitatea materialului σ s/m
și permeabilitatea materialului H/m.
=1
Exemplu de adâncimi de pătrundere calculate pentru cupru și oțel la diferite frecvențe, dat ă în
milimetri, găsim în tabelul ur mător
Frecvență kHz Oțel (=1) Cupru ( ~1)
0.1 43.32 6.68
1 13.7 2.11
10 4.33 0.67
100 1.37 0.21
200 0.97 0.15
Fig.2.4. Adâncimi de pătrundere la diferite frecven țe
Transferul de căldură în material, cunoscut și sub numele legea lui Fourier, care ne arată că
timpul necesar transferului de căldură prin material este propor țional cu gradientul negativ al
temperaturii în area în care căldura se propagă.
=−∆

9Unde q fluxul de căldură local [ ], k conductivitate termică [W/m] și∆gradi entul de
temperatură [ ].
Material Cond term (W/m)
Oțel 16
Oțel carbon 36
Aluminiu 205
Cupru 385
Argint 406
Fig.2.5. Conductivitatea termică a unor materiale
Puterea transferată corpului
Corpul, piesa care este introdusă în inductor se încălze ște datorat ă efectului Joule produs de
către curen ții induși. În cazul respectiv nu putem folosi relația
=/
Unde S reprezintă sec țiunea prin care trece curentul I și l lungimea conductorului.
În caz simplificat, curentul este considerat ca fiind concentrat într -o zonă a cărei grosime este
adâncimea de pătrundere d0, cu o densitate de curent constantă egal cu densitatea de curent pe
suprafața piesei. Se cunoaște c ă curentul I este egal cu produsul densită ții de curent de pe
suprafață i0 ori a dâncimea de pătrundere d0.
Curenții induși trec printr -un conductor care poate fi echivalat cu un cilindru. Lungimea
conductorului este egal cu circumferin ța secțiunii unui cilindru pi ori d, unde d fiind
diametrul.
Secțiunea conductorului este egal cu hd 0, produsul adâncimii de pătrundere ori înăl țimea
cilindrului h.

10Fig.2.6. Piesa de încălzit și inductorul
De aici ob ținem rezistența electric ă aproximativă:
=ℎ
Energia disipată în piesa de încălzit este:
=
I2 reprezintă valoarea cu rentului care este echivalent cu secundarul unui transformator cu o
singură spiră în secundar în scurtcircuit, care are în primar n înfă șurări prin care trece un
curent I1.[3][4][5][6][7]
Prin introducerea în rela ție valoarea rms a câmpului magnetic =/ℎși schimbând
valoare lui d0 cu valoarea lui proprie, ob ținem relația:
=2ℎ10
Puterea specifică în W/m2:
/=210

11I.2. Circuite de comandă
Pentru ca circuitul de for ță să poate func ționa, avem nevoie d e un circuit de comandă.
În cazul nostru avem nevoie de un generator de semnal cu frecven ță variabilă cu un factor de
umplere de 50% și de un driver pentru tranzistorii de putere. [8]
Un generator de puls poate fi realizat din componente discrete sau cu a jutorul unui integrat
specializat (cum ar fi LM555). Generatorul de impuls ne debitează o serie de impulsuri cu o
frecvențăși un factor de umplere setat.
Pentru a putea comanda tranzistorii de putere, în cazul nostru MOSFETurile, avem nevoie de
un driver pentru acestea. Aceasta poate fi realizat din componente discrete, sau cel mai simplu
cu ajutorul unui circuit integrat dedicat pentru această func ție (cum ar fi IR2110). Un astfel de
integrat cuprinde toate componentele necesare închiderii și deschiderii porții tranzistorilor.[7]
Un driver pentru circuitul de semi punte trebuie să con țină un generator de timp mort,
schimbătoare de nivel, dar în afara acestora mai poate avea și alte funcții încorporate.
Fig.2.7. Schema bloc a unui driver de circuit semi punte
Fig.2.8. PWM și timp mort
Dispozitivul de comandă a por ților are anumite pierderi de putere.

12O pierdere este pierderea din interiorul circuitului.
O altă pierdere este pierderea în timpul comuta ției, notat ă cu Pgdo. Această valoare poate fi
estimat ă cu ajutorul rela ției:
=2
Unde Vdd este tensiunea aplicată circuitului integrat, Qg capacitatea grilei a tranzistorului de
putereși fsw frecvența.
Aceste formule și date se pot afla din notițe de aplicație și documentația tehnic ăa
tranzistorului.
În cazul nostru, generatorul de semnal și driverul sunt încorporate în același circuit
integrat, descris în următorul capitol.
I.3. Tehnici de comuta ție
Pentru a realizarea încălzirii, avem nevoie să aducem în punctul de rezonan ță grupu l
LC. Pentru aceasta pe lângă circuitul de comandă avem nevoie să apelăm la electronica de
putere, fiindcă tranzistoarele circuitului de comandă nu ne pot debita curentul necesar.
Aici putem să alegem între mai multe topologii de convertoare, dintre care cele mai
des utilizate în sisteme de conversie sunt convertorul tip punte (H -bridge), semi punte (half –
bridge), boost (ridicător de tensiune) sau buck (coborâtor de tensiune), dar în cazul nostru
vom discuta despre convertorul tip semi punte.

13Fig.2.9 Sc hema convertorului în semi punte
Denumirea vine din faptul că doar un bra ț al punții este realizat cu dispozitive
semiconductoare, celălalt bra ț fiind un divizor capacitiv, realizat cu condensatori de capacit ăți
egale. Din acest motiv, tensiunile la bornel e condensatorilor va fi jumătatea tensiunii de
alimentare.
Avantajul acestui tip de convertor constă în faptul că se utilizează doar două
dispozitive semiconductoare, care duce la simplificarea circuitului de comandă, la reducerea
numărului de componente și a costurilor.
În imagine avem prezentat o schemă a unui circuit de for ță, unde Q1 și Q2 sunt
tranzistorii, C1 și C2 condensatorii și R2 reprezint ă sarcina sau dispozitivul alimentat.
Funcționarea const ă prin punerea în conduc ție a tranzistorilor într -unanumit mod. Avem
două cazuri:
În primul caz conduce tranzistorul Q1. Atunci sensul curentului este de la sursă
(VCC), Q1, L, C2, GND; (linia ro șie).
În al doilea caz conduce tranzistorul Q2. Atunci avem sensul curentului de la
sursa VCC, C1, L, Q2, GND; (linia albastră).

14Fig.2.10. Sensul curen ților în funcție de tranzistorul care conduce
În acest fel, prin schimbarea sensului curentului, se schimbă și sensul curentului prin R,
consumatorul, care în cazul nostru este grupul condensator -bobină.
Între cele două comutări trebuie introdus o întârziere, numit timp mort (dead -time),
pentru o func ționare corect ă. Avem nevoie de această întârziere pentru că fiecare tranzistor
are nevoie de un anumit timp pentru a intra în conduc ție, (valoare general ă 10ns) și un anumit
timp pentru a se opri din conduc ție, (valoare general ă 20ns). Ace ști timpi sunt specificate în
documenta ția dispozitivului.
I.4. Circuite de rezonan ță (LC paralel)
Pentru a determina frecven ța de rezonanț ă a circuitului nostru LC paralel, mai înt âi
avem nevoie să cunoa ștem capacitatea bancului de condensatori și inductanța bobinei de
lucru.

15Pentru a ob ține o valoare a capacit ății necesare, folosim mai multe condensatoare, practic
construim un grup de condensatoare.
Condensatorii se pot lega în serie, paralel sau mixt. Pentru cazul respectiv, s -a ales o legare
mixtă a condensatoarelor, pentru care avem următoarele rela ții.
Relația pentru capacitatea condensatoarelor în serie, cu capacit ăți egale este:
=+= ,
din care rezultă că
= .
Capacitatea echivalentă a condensatoarelor legate în paralel este egală cu suma capacită ților
parțiale, obținând relația urm ătoare:
=++⋯ .
Calcului inductan ței bobinei de lucru
Pentru a calcula inductan ța unei bobine, putem folosi relațiile sau un program dedicat pentru
aceste tipuri de calcule, unde doar trebuie să introducem datele pe o interfa ță.
Inductanța unei bobine poate fi calculat cu urm ătoarea rela ție:
=100+45
Fig.2.11. Nota țiile de dimensiuni ale bobinei

16Avem nota țiile: w –număr de spire, p –pasul înfă șurării, d –diametru conductor, l –
lungimea bobinei, D –diametru carcasă, în cm. Diametrul carcasei în cazul nostru reprezintă
dimensiunea piesei pe c are realizăm înfă șurările.
Un astfel de program, pentru calculul inductan ței unei bobine este Coil64, un program cu o
interfață ușor de utilizat care poate fi desc ărcat gratuit.
Fig.2.12. Interfa ța programului Coil64
Calculul circuitului LC paralel
Pentru calculul frecven ței de rezonanț ă avem rela ția:
=1
2√
Unde fr este frecven ța obținut ă în MHz, L inductivitatea bobinei în µH și C capacitatea
condensatoarelor în pF.
Pentru a calcula frecven ța de rezonanț ă, putem să apelăm la programul Coil64 .

17Fig.2.13. Calculul frecven ței de rezonanț ă cu ajutorul programului Coil64

18Capitolul II. Realizarea practică a încălzitorului
II.1. Schema bloc
Fig.II.1. Schema bloc a încălzitorului
În schema bloc avem prezentate modulele din care se compune încălzitorul.
În următoarele subcapitole este descris fiecare modul, din ce sunt compuse și cum arat ă.
II.2. Partea de alimentare
Alimentarea circuitelor se realizează de la re țeaua 230V AC pri n intermediul unor
transformatoare coborâtoare de tensiune.
Avem două valori de tensiune, una de 120Vdc pentru half -bridge și una de 12Vdc
pentru circuitul de comandă și dispozitivele de r ăcire.
Tensiunea necesară pe partea de for ță se obține prin redresarea tensiunii din secundar a
transformatorului cu un redresor în punte și apoi filtrat cu condensatoare.
Pentru a calcula valoarea tensiunii redresate, folosim rela ția:

19=√2∗−1.4
unde Vdc reprezintă valoarea tensiunii redresate, Vac val oarea tensiunii alternative și valoarea
1.4V reprezintă căderea de tensiune pe diode (în general cade 0.7V pe o diodă).
Folosind rela ția obținem o valoarea a tensiunii redresat ă de 136V.
Valoarea măsurată a tensiunii de mers în gol este de 120Vdc.
Aliment area circuitului de comandă este realizat cu un alt transformator, de putere mai
mică. Tensiunea este ob ținută prin redresare, unde ob ținem valoarea de 17Vdc care apoi este
stabilizat la valoarea de 12V cu ajutorul unui regulator de tensiune tip LM7812.
Redresorul și stabilizatorul de tensiune sunt montate pe un radiator de aluminiu pentru r ăcire.
În următoarea imagine putem vedea schema modulului de alimentare.
Fig.2.2. Schema modulului de alimentare
Avem două intrări și dou ă ieșiri. AC1 prezint ă intra rea de la transformatorul 1, iar DC1
prezintă ie șirea de tensiune pentru circuitul de semi punte. La AC2 este conectat ieșirea de la
transformatorul 2 și DC2 este ieșirea tensiunii stabilizate pentru circuitul de comand ăși
dispozitivele de răcire.

20Diodele LED montate pe modulul de alimentare au rol dublu.
În primul rând ne arată prezen ța tensiunilor, iar în al doilea rând au rolul de a desc ărca
condensatoarele după oprirea alimentării.
Fig.2.3. Modelul cablajului realizat în programul SprintLayout
Cablajul a fost proiectat cu ajutorul unui program de realizat cablaje numit
SprintLayout. Acest program este ideal pentru a realiza cablaje simple. Cablajul a fost fabricat
cu ajutorul medodei de transfer a tonerului.

21Fig.2.4. Modul de amimentare
Pecablaj s -au introdus pentru fiecare parte câte o siguran ță fuzibilă.
Valoarea fuzibilului s -a ales după necesită țile de curent în circuitul respectiv

22II.3. Circuitul de comandă
Încălzitorul are în circuitul de comandă un circuit integrat specializa t, IR2153, fabricat
de către International Rectifier.
Fig. 2.5. –Schema bloc a integratului
După cum se vede în schemă, integratul cuprinde atât circuitul oscilant cât și circuitul
de comandă al MOSFET -urilor sau IGBT -urilor.
Frecvența se regleaz ă cu aj utorul unui grup RC. Între Rt și Ct se introduce un rezistor,
iar între Ct și COM un condensator ceramic.
Circuitul mai are o func ție de oprire, prin punerea la p ământ a terminalul Ct.
Factorul de umplere (duty -cycle) este setat de către producător la 50%.
Frecvența se calculeaz ă cu următoarea rela ție, dat ă de producător:
=.∗()∗
În cazul respectiv s -a utilizat un condensator ceramic de 470 pF și un rezistor de 18 kΩ în
serie cu un poten țiometru de 50kΩ pentru a putea regla frecvența. Astfe l frecvența se poate
regla de la 22kHz până la 54kHz.

23Fig.2.6. Schema circuitului de comandă
Fig.2.7. Semnalul la ie șirile integratului

24Aici mai este important de a men ționat utilizarea unei surse de alimentare stabile.
Fluctuațiile tensiunii de alimentare a circuitului integrat duce la schimbarea valorii frecven ței
de ieșire, fiindc ă oscilatorul este comandat în tensiune.
II.4. Circuitul semipunte
Circuitul semipunte (half bridge) este compus din două tranzistoare cu efect de câmp
cu canal indus de tip N (N -MOS).
S-a ales modelul CSD19536KCS de la Texas Instruments, fiindcă rezistă la un curent drenă –
sursă de 150A lângă o tensiune drenă -sursă (Uds) de 100V, cu o rezisten ță de conduc ție
(RdsON) de 2.3m Ω, la temperatura de 25 grade Celsius.
Fig.2 .8. Schema semipunte
Condensatorii C3, C4 reprezintă partea pasivă a circuitului de semipunte. S -au folosit
condensatoare de tip folie pentru motoare electrice de 1µF/450V. Rezistorii R5, R6 au rolul
de a simetriza valoare tensiunii de pe cele două conde nsatoare și de a le desc ărca după oprirea
alimentării.

25Condensatorii C1, C2 în serie cu rezistorii R1, R2 au rolul de a împiedica apari ția
fenomenului de autoaprindere a MOSFET -urilor (self -turn-on). Fenomenul de autoaprindere
apare în cazul în care se lu crează la tensiuni mai ridicate, care poate duce la func ționarea
incorectă a circuitului sau la defectarea semiconductorilor.
Circuitul de comandă și mosfeturile din semipunte au luat loc pe același circuit imprimat.
Fig.2.9. Circuitul de comandă șisemipunte

26II.5. Inductorul de adaptare și grupul LC
Piesa de încălzit se introduce într -un inductor, fără a face contact cu el sau a -l
scurtcircuita între spire. Pentru a putea alimenta tancul LC (inductorul conectat paralel cu
bancul de condensatori ), avem nevoie de un inductor de adaptare.
Fig.2.10. Schema inductor adaptare și (tuning indicator)
Inductorul poate avea diverse forme, începând de la modele simple în forme de spire
sau forme speciale, în func ție de necesit ățile procesul tehnologic.
În cazul nostru s -a ales un model simplu, monostrat.
Materialul inductorului este cupru în formă de țeavă, utilizat la instala ții de
climatizare, pentru conectarea unită ților interioare și exterioare. Motivul alegerii acestuia este
că se poate forma u șor d upă nevoi, are rigiditate necesară pentru a nu se deforma și se poate
circula apă prin el pentru răcire.
Inductorul a fost realizat pe diametrul de 45 mm, cu lungimea de 70 mm, distan ța între spire
fiind de 8 mm, având în total 6 spire. Țeava are diametrul exterior de 6.45mm și o grosime de
perete de 0.8mm.
Inductanța a fost m ăsurat cu un RLC -metru (ESCORT ELC -133A) cu și fără obiect de
metal în el, cât și calculat cu ajutorul unui program, numit Coil64.

27Fig.2.11. Valori ob ținute cu ajutorul programului C oil64
Cu ajutorul programului s -a obținut o valoare a inductanței de 1.22 µH.
Fig.2.12. Măsurarea inductan ței cu pies ă metalică în inductor

28Fig.2.13. Măsurarea inductan ței fără piesă metalică în inductor
Metoda de măsurare Valoarea ob ținută
RLC cu pie să metalica 1.8µH
RLC fără piesă 1.6µH
Coil64 1.22µH
Calcul cu rela ția din teorie 0.8µH
Fig.2.14. Valori ob ținute
În schema din figura 2.10. putem observa prezen ța unui LED conectat antiparalel cu o diod ă,
care printr -un rezistor este conectat paralel cu inductorul. Acest circuit are rolul de a ne ajuta
la reglarea punctului de rezonan ță în funcție de piesa de înc ălzit.
Frecvența de rezonanț ă a fost aflat tot cu ajutorul programului, ob ținând valoarea de 31kHz.

29Fig.2.15. Calculul frecven ței de rezon anță cu ajutorul programului
Inductorul de adaptare, notat cu MATCHING în fig.2.10 este realizat din 14 spire de
conductor multifilar cu sec țiunea de 1.5mm2, pe un miez de ferit ă tip EE55.
Fig.2.16. Inductorul de adaptare

30Cu ajutorul întrefierului putem influența înc ălzirea piesei. Cu un întrefier de 1.3 mm avem un
curent în secundarul transformatorului de aproximativ 5A. Fără întrefier avem un curent de
aproximativ 0.1A, caz în care nu se ob ține înc ălzirea piesei.
Fig.2.17. Circuitul LC paralel
Cond ensatoarele pentru pornit motoare și inductorul au fost lipite pe un cablaj
imprimat. S -a ales lipirea directă a pieselor, fiindcă încă la primele experimente, cu conectori
tip papuci am observat o încălzire accentuată asupra terminalelor de la condensator i. Fiind
vorba de curen ți mari, în domeniul de sute de amperi, aceast ă încălzire s -a produs și la firele
de legătură între inductor și bancul de condensatori.

31II.6. Sistemul de răcire
Pentru o utilizare mai îndelungată este nevoie de un sistem de răcir e a inductorului.
Inductorul se încălze ște nu numai datorit ă curenților care trec prin el, ci și de c ăldura radiată
de către pisa încălzită.
De aceea s -a adăugat un sistem de răcire cu lichid, pentru răcirea inductorului. Sistemul de
răcire este compus di ntr-un rezervor de lichid, pompă de circulare și un radiator folosit la
sisteme de răcire pentru calculatoare. Răcirea se realizează prin circularea unui lichid în
inductor.
Fig.2.18. Sistemul de răcire
Cu ajutorul acestui sistem, putem folosi un timp ma i îndelungat dispozitivul, fa ță de
cazul în care nu avem un sistem de răcire. Necesitatea sistemului de răcire s -a constatat încă
în fazele de experimentare, când într -un moment s -a desprins inductorul de pe cablajul
bancului de condensatoare.

32Capitolul III. Rezultate experimentale
Cași rezultate, am reușit s ă încălzesc diferite piese metalice.
Cași mărime, cea mai mare a fost o cheie fixă de 22mm din material CrV (crome -vanadiu,
utilizat la confec ționarea unor scule).
Fig.3.1. Cheie înro șită
S-auefectuat ni ște m ăsurători, unde a fost încălzit un șurub M8.
Temperatura a fost înregistrată cu o sondă de temperatură Fluke. Temperatura a fost
înregistrată la diferite intervale de timp. Cu această metodă s -au obținut urm ătoarele
temperaturi aproximativ e. Precizia a fost influen țată prin contactul imperfect dintr piesă și
sondă, care a mai fost înrăută țit din cauza apariției unui strat de oxid pe suprafața piesei.
Un alt factor de influen ță este faptul că încălzitorul trebuia oprit în timpul măsurării f iindcă
astfel am fi încălzit și sonda care ar fi dus la erori mai mari.

33Timp [s] Temperatura [°C]
0 23
10 45
20 55
30 85
40 120
50 230
60 310
Fig.3.2. Tabel temperaturi măsurate
Cu acest sistem am reu șit să obțin niște temperaturi ridicate la șurubul M8, temperatura finală
fiind estimat la aproximativ 700 , după un tabel de culoare a materialelor încălzite.
Fig.3.3. Măsurarea temperaturii

34Capitolul IV. Concluzii
Acest proiect a pornit de la o versiune mult mai simplă de încălzitor prin ind ucție, modelul
ZVS (Zero Voltage Switching).
Pe parcursul realizării practice am făcut multe experimente, ajungând la modelul final
prezentat în lucrare.

35Bibliografie
[1]Emil Micu. Electrotehnica de la A la Z. Editura Științificăși Enciclopedic ă, Bucure ști,
1985
[2]Institutul Romăn de Standardizare. Materiale Electroizolante și Materiale Magnetice.
Colecție STAS, Editura Technic ă, Bucure ști 1980
[3]Maurice Orfeuil. Electric process heating. Battelle Pr, 1987
[4]Teodor Leuca, Ștefan Nagy, Carmen Molnar. Încălzire inductivă. Tehnici de
proiectare asistată de calculator. Editura TREIRA, 2000
[5]L. Bandici: Electrotermie, Editura Universității din Oradea, 2004.
[6]Teodor Leuca. Câmpul electromagnetic și termic cuplat. Editura MEDIAMIRA, Cluj-
Napoca, 1996
[7]T. Leuca, L. Bandici, C. Molnar: Aspecte privind încălzirea în câmp de microunde a
materialelor dielectrice, Editura Mediammira, Cluj -Napoca, 2006;
www.scribd.com/microunde.php
[8]U.L. Rohde, A.K. Poddar, G. B öck, A.M. Silaghi, Proiectarea oscilatoarelor moderne
cu microunde pentru aplicatii wireless : teorie si optimizare, Editura Matrix Rom,
ISBN 978 -606-25-0405 -2 Bucuresti, 2018
[9]Popa Mircea. Electrotehnica. Editura Didactică și Pedago gică, Bucure ști, 1964
[10] Gh. Hortopan. Aparate electrice. Editura Didactică și Pedagogic ă, Bucure ști,
1980
[11] Ion Dima, Ion Munteanu, “Materiale și Dispozitive Semiconductoare“, Editura
Didactică și Pedagogic ă, Bucure ști 1980
[12] Fundamentals of MOSFET and IGBT Gate Driver Circuits Application Report
SLUA618A –March 2017 –Revised October 2018 accesat la 10.06.2019
http://www.ti.com/lit/ml/slua618a/slua618a.pdf
[13] Gh. Stănciulescu. Cartea radioamatorului. Editura sport -turism, 1975

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A
LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR
Titlul lucrării ________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Autorul lucrării _____________________________________________
Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a
studiilor organizat de către Facultatea _________________________________________ din cadrul
Universității din Oradea, sesiunea_______________________ a anului universitar ______________.
Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, CNP) _____________________
_____________________ ______________________________________________
___________________________________________________________________,
declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor
neautorizat și că nici o parte a lucrării n u conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.
Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără
respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.
Oradea,
Data Semnătura