nombre spires forge à induction

[Shukaname]

Bonjour, j'ai acheté une forge a induction en kit sur Aliexpress et ca marche super bien, cependant la bobine est relativement petite et donc pas adapter pour mes plus gros creuset.
J'ai donc acheter un tube de cuivre (de plomberie = pas ouf mais on fait avec) et j'aimerais refaire une bobine de diamètre intérieur 16cm. Le problème c'est que, bien que j'ai saisie le principe fondamentaux du système, les calcul me passe bien au dessus de la tête. Donc si une âme généreuse souhaite me donner le nombre de spire idéal, je suis preneur
Détail du kit:
-Tension: 48V DC
-Puissance: 5kW annoncer 3.6 KW confirmer
-2 condensateur MKPH-R 4µF +-5% 1200V DC 60A
-10 MOsfet de puissance IRFP260N avec résistance 5W470RJ
-2 inducteur de valeur inconnue

J'ai peux être loupé des choses donc dans le doute voila le lien du produit: https://fr.aliexpress.com/item/40009...fef61ecekhtgYt

Voila du coup j'aimerais savoir quel est le nombre de spire le plus intéressant pour une bobine de 15cmde haut, aussi je ne sais pas si le diamètre extérieur et intérieur compte (par rapport a la conductivité par exemple), donc n'hésiter pas à préciser

Merci d'avance, Shukaname
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[JeanYves56]

Bonsoir ,

https://www.ambrell.com/fr/technolog...-par-induction

[Shukaname]

Bonsoir, merci de m'avoir fait découvrir cette société mais il est nul par indiqué sur le site comment déterminer un nombre de spire idéal, ou je suis bigleux c'est pas impossible.
Merci tout de même.

[JeanYves56]

Vous n'avez pas google ?? ....

https://www.google.com/url?sa=t&rct=...h6iG3dr-QZc95R

[A voir en vidéo sur Futura]

[Shukaname]

Alors... je me douteque c'est du sarcasme donc je vais bien le prendre mais oui j'ai deja lu ce PDF, cependant je ne comprend environ rien, ce qui est peu pratique vous en conviendrais.

[JeanYves56]

Un autre fil de discussion la dessus :
https://forums.futura-sciences.com/e...induction.html

Perso je n'ai jamais dimensionné ce genre de chose .

[Shukaname]

Re! Bon vue que je n'arrive pas à trouver j'ai eu une idée, cepandant il me faudrait une notion que je n'ai pas...
Voici mon idée: Ca marche très bien avec la bobine original de 10 spire. Donc si je créer un solénoïde 2 fois plus longue mais avec 2 fois plus de spire, j'obtiendrais un flux magnétique de même puissance non?
Cependant je ne suis pas sur de quelque chose, ce qui détermine la consomation maximal c'est quoi? La résistance du solénoïde (avec U=RI)?, La puissance du champs magnétique utiliser? ou encore un élément de la carte mère ?
Car dans le cas ou c'est la résistance de la bobine, bah c'est facile, je recréer une bobine avec la même résistance et paf du fait que j'ai doubler le nombre de spire, je garde la même puissance du champs magnétique malgré que la longueur soit plus grande! (je parle de la puissance en une point P hein car en général la puissance du champs a doubler mais est répartie sur un plus grand volume).

[Antoane]

Bonjour,

Il serait a priori préférable de conserver une fréquence de résonance assez proche de celle d'origine, et donc de ne pas "trop" modifier la valeur de l'inductance de l'inducteur. Tu peux utiliser un applet du genre : https://www.eeweb.com/tools/coil-inductance/ pour estimer l'inductance originale, puis choisir les paramètres géométriques te plaisant et aboutissant à une inductance similaire.
Tu travailles dans l'air, donc Relative Permeability = 1.

Mieux vaut ne pas trop changer la fréquence d'oscillation car même si elle n'a théoriquement pas d'impact, il peut se passer des choses bizarres avec les deux "inducteurs de valeur inconnue" présents sur la carte. Je ne saurai pas en dire beaucoup plus, le choix de cette inductance et ses conséquences sur un comportement anarchique ou l'apparition de subharmoniques est un peu décrit dans : https://forums.futura-sciences.com/p...ess-power.html... On doit pouvoir trouver des exposés plus détaillés.
La puissance de la forge est limitée par divers facteur venant du montage lui-même (saturation des inductances montées sur la carte, limite de l'alimentation, puissance dissipée dans les transistors, etc.) et de l'efficacité du transfert de puissance entre l'inducteur et la cible (liée à la taille, les caractéristiques magnétiques, la résistivité, etc. de celui-ci). Ce n'est pas trivial

La résistance de la bobine n'a quasiment pas d'impact sur le fonctionnement du circuit, elle se contente d'ajouter des pertes.

[JeanYves56]

Bonjour ,

Ne pas perdre de vue que la fréquence est trés liée à la profondeur de pénétration ,
donc de chauffe du métal , ce qui est primordial pour forger

[Shukaname]

OK! donc le but serais de garder une inductance la plus proche possible de celle d'origine! La résistance changera juste la quantité d'énergie perdu en chaleur "inultile" puisque dans l'inducteur et non pas le métaux a chauffer c'est ca? Donc il faut essayer d'avoir la résistance la plus faible.

Merci pour le lien mais petite question, pour le diamètre de mon fil je met l'équivalent de ma section de cuivre du fait que ce soit un tube? Je veux dire j'ai un tube de 6.5mm extérieur et 6mm de diamètre intérieur donc une surface de ~5mm2 soir un diamètre de fil équivalent de 2.5mm

Mais du coup si je garde une inductance proche mais que j'agrandi la bobine, ca veut dire que la même puissance sera répartie sur un plus grand volume du fait que B=µNI/l car augmenter le nombre de spire modifierais l'inductance ce qui m'oblige à seulement agir sur l.
Bah tout ça me parait logique donc merci beaucoup à toi antoane <3

[Shukaname]

Jean Yves si on garde la même inductance alors on a la même fréquence d'après antoane, donc pas de problème en théorie, et meme si la profondeur de pénétration est relativement faible, je ne peux de toute façon pas la changer sans risque du fait de mon manque de compétence.

[JeanYves56]

Pour info :
https://inductionheating.nl/profonde...-peau/?lang=fr

Sur les générateurs pro , il y a le choix de la fréquence .

[Shukaname]

Sur les générateur pro peut etre, mais moi j'ai pris un simple kit trouver sur AliExpress donc je fait avec ce que j'ai Sinon j'était deja au courant de l'effet de peau mais merci quand meme

[Antoane]

Bonjour,

Pour info :
https://inductionheating.nl/profonde...-peau/?lang=fr

Sur les générateurs pro , il y a le choix de la fréquence .

Il me semble que c'est en particulier utile lorsqu'il s'agit de faire des traitements thermiques de surface.
Ici, avoir la main sur la fréquence permettrait effectivement d'optimiser le fonctionnement, mais ne chauffer que la surface externe de l'échantillon ne devrait pas être trop gênant puisque la chaleur se propagera par conduction dans tout le creuset et qu'on peut se permettre de laisser chauffer "un peu plus longtemps" que nécessaire.

[Shukaname]

Je repose ma question car tu ne l'as peut etre pas vue, mais pour trouver l'inductance de mon solénoïde, du fait que j'ai des tube de cuivre, je doit prendre quoi comme diamètre de cable? Le diamètre extérieur du tube ou l'équivalent de la section?

[JeanYves56]

re ,

Je crois que vous allez trouver la solution en faisant des essais avec des bobines de dimensions differentes ! ...

https://www.ambrell.com/hubfs/Ambrel...11-0169-13.pdf

[Shukaname]

Ouaip, bah ça fait des cout superflut mais il faut ce qui faut, je vais tester avec une bobine ayant un section permettant de retrouver la même inductance, et si ca marche pas je reviendrait vers vous.

[JeanYves56]

Bjr ,

Quel superflus ?

Vous croyez que le gars a calculé la bobine sur cette video ! ?
https://www.youtube.com/watch?v=fwj8-0B1tUw

[Shukaname]

Pour faire des teste je vais devoir acheter des tube de cuivre, et a 50€ le tube de cuivre en 10x12 pour 10m bah ca fait mal...
Non je ne pense pas qu'il ai calculé sa bobine, mais je ne pense pas non plus que ce soit super rentable comme montage

[JeanYves56]

Je ne pense pas que vos ayez besoin de 10 m et ce n'est surement pas du 10/12 ! ....

Si vous faites de lames de couteau et autre du genre ....vous devez bricoler ,
et quand on bricole on utilise souvent de la recup ...

[Antoane]

Bonjour,

Je repose ma question car tu ne l'as peut etre pas vue, mais pour trouver l'inductance de mon solénoïde, du fait que j'ai des tube de cuivre, je doit prendre quoi comme diamètre de cable? Le diamètre extérieur du tube ou l'équivalent de la section?

En "haute fréquence", lorsque l'épaisseur de peau est << au diamètre du fil, le courant ne circule que sur la surface du fil. Le cuivre situé au centre du conducteur ne conduit pas de courant, on peut le retirer. Ainsi, en "haute" fréquence, une bobine constituée d'un tube est équivalente à la même bobine constituée d'un fil plein.
Pour chaque géométrie de bobines, on devrait trouver (au moins) deux formules, l'une pour l'inductance en DC, l'autre pour l'inductance en haute-fréquence (c'est la signification physique du facteur Y dans les formules du dernier tableau de la page : https://en.wikipedia.org/wiki/Induct...in_wire_shapes). Dans ton cas, il faudrait donc utiliser une formule "HF" en utilisant le diamètre externe du tube comme diamètre de fil.
Cependant, en pratique, utiliser un rayon ou l'autre ne devrait pas avoir un effet trop grand sur l'inductance.

[Shukaname]

Pour ce qui est de chauffer des lame de couteau etc... J'ai deja la bobine de base fourni avec le kit, celle ci marche bien mais je peux y placer un creuset que de 150ml or pour mes projet futur j'aurais besoins d'une plus grande quantité de métal.
Pour ce qui est de la longueur j'ai besoins d'un diamètre intérieur de 150mm et d'une hauteur de 150mm. J'ai choisis 12 mm de diamètre extérieur de tube pour avoir de la place pour mettre un isolant. J'ai donc 10*pi*(150+12)+2(sqrt(2)*75+50 )=5210mm=5.2m
Voila donc il me faut minimum 5.2m de tube donc si tu trouve en récup je suis preuneur x)

Oui du coup j'ai pris le diamètre extérieur et je testerai

[JeanYves56]

Bsr ,

D'après ce que j'ai pu lire sur le sujet, je pense que ce Ø de tube est bien trop gros ! ...

Sinon , j'ai trouvé ce lien , pour déterminer l'inductance d'une bobine:

http://jnaudin.free.fr/rvproject/htm...ctanceTest.htm

[Antoane]

Bonjour,

Une méthode de mesure facile, rapide, et précise consiste à mesurer la fréquence de résonance d'un circuit LC dont la capacité du condensateur est connue.
Pour cela, tu connectes en parallèle le condensateur C connu, la bobine inconnue, l'entrée de l'oscilloscope, et la sortie du GBF (sortie 50 Ohm). A partir de là, tu cherches la fréquence (de résonance parallèle) à laquelle la tension affichée à l'oscilloscope est maximale. Alors :

[JeanYves56]

Bonjour ,

C'est ce qui est donné dans le site au dessus !.

ou alors on la calcule comme indiqué #8 , ce qui doit etre suffisant dans le cas présent

[Antoane]

Bonjour,

C'est ce qui est donné dans le site au dessus !.

Le lien n'utilise pas la résonance, mais l'impédance relative de la bobine vs. celle du générateur.
En passant par la résonance, on n'est pas dépendant de la résistance interne du générateur et il est plus facile d'identifier la fréquence d'intérêt. En revanche, toute l'incertitude du condensateur se retrouve dans la bobine.

[JeanYves56]

Bsr ,

On est plus proche de ce que l'on recherche , mais l'écart entre les 2 méthodes serait important ??
Je n'ai pas l'impression que ce doit etre extremement précis .

[Antoane]

Bonjour,

En passant par la mesure de la résonance, l'incertitude est quasi-exclusivement liée à la tolérance du condensateur (soit 5 % sans trop chercher, voir 1 ou 2 % en faisant des efforts pour trouver un condensateur précis) car on peut choisir C pour avoir un fort coefficient de qualité et que la précision de la base de temps est de pire de quelques dizaines de ppm. Lorsqu'on arrive à chercher les quelques pourcents d'incertitude (ou que C est faible (< 10 nF)), il faut cependant compenser l'impact des câbles (capacité parasite répartie) et de la résistance qui décale légèrement la résonance de la fréquence de base.

Avec la méthode proposée dans le lien, la détection de la fréquence à demi-tension est bien moins nette puisqu'il n'y a pas cet effet de recherche du maximum à la résonance, mais uniquement le passage d'un seuil (dont la définition repose sur la précision de l’oscilloscope). L'incertitude sur les 50 Ohm de sortie du GBF (typiquement 2%, parfois 5 ou 10 %) se retrouve directement sur la valeur de l'inductance.


Ceci dit, ici, on n'est pas à 10 % d'erreur près

[JeanYves56]

Bonjour ,

Je reviens un peu la dessus , pour relativiser l'incidence de la valeur la bobine .
Si on part d'une bobine de 10 spires en Ø 160 , fil de cuivre Ø 6
- sa valeur calculée , avec l'appli donnée plus haut , donne 33.8 microHenry , avec 12 spires sa valeur passe à 48.7 microHenry

Incidences sur la fréquence de résonance , calculée avec un condensateur de 10 microFarad :
- avec 10 spires la frequence est à 8.7 KHz
- avec 12 spires la frequence est à 7 KHz

Dans les deux cas la profondeur de chauffe est autour de 7 mm dans de l'acier au carbone, ce qui est le but principal

[Shukaname]

Bonjour, je reviens déterrer ce sujet (après un mois désoler) car j'ai enfin pue faire une bobine test pour voir, la bobine fait 160mm de diamètre pour 9.5 spires et est composer d'un tube de diamètre 12-10.
Le test est relativement concluant, j'ai mis a chauffer une tige fileté de diamètre 10mm pendant 5 secondes et ca a chauffé je dirais à environ 70°C. Cependant petit hic, ma carte mère a fait un bruit d'erreur, je ne saurais pas dire pourquoi...
Lorsque j'allume la carte mère sans bobine, elle fait le même bruit, lorsque je met la bobine d'origine, pas de bruit, et lorsque je met ma propre bobine ca recommence. Je vois donc 3 possibilité mais peut etre pouvez vous m'en apprendre plus.
1: Problème de connexion avec la grosse bobine ce qui engendre la même chose que lorsque je n'en met pas.
2: La résistance de ma grande bobine est plus faible, peut être que cela joue ?
enfin 3: Grace au site donner par antoane j'ai calculé une inductance théorique de ma bobine a 24.2 microHenry, la ou la bobine original à une inductance théorique de 12.1. On a donc une différence x2, c'est peut etre aussi cela.

Je ne sais pas comment déterminer laquelle/lesquelles de ces possibilités est vrai, donc si vous avez une idée Je précise que je n'ai pas beaucoup de matos (pas d'oscilloscope par exemple)
Merci d'avance.