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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38807| Título: | Dispositivo de aquecimento à indução ressonante auto-oscilante com comutação em tensão zero |
| Título(s) alternativo(s): | Self-oscillating resonant induction heating device with zero voltage switching |
| Autor(es): | Hinsching, Ruy Samuel Chu, Sofia Ka Yan |
| Orientador(es): | Amoroso, Anderson Levati |
| Palavras-chave: | Aquecimento Indução eletromagnética Conversores de corrente elétrica Inversores elétricos Circuitos de comutação Heating Electromagnetic induction Electric current converters Electric inverters Switching circuits |
| Data do documento: | 20-Fev-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | HINSCHING, Ruy Samuel; CHU, Sofia Ka Yan. Dispositivo de aquecimento à indução ressonante auto-oscilante com comutação em tensão zero. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | O aquecimento indutivo é uma das tecnologias-chave para a civilização contemporânea, pois ele permite aquecer um material sem haver contato direto com a peça e dispensa a presença de oxigênio durante o processo. Pois o aquecimento ocorre por indução eletromagnética, e não por combustão, assim o processo pode ser realizado até mesmo em atmosferas inertes ou vacuométricas. Logo, o objetivo deste projeto é desenvolver um dispositivo de aquecimento por indução portátil, com potência regulável através do controle de tensão via modulação de largura de pulso. Para o desenvolvimento do projeto, foi realizado um levantamento teórico abrangente sobre os temas pertinentes, além de uma série de testes experimentais para avaliar e determinar a topologia de circuito mais adequada, conforme as especificações e os recursos disponíveis. O protótipo final é composto por um retificador passivo, um conversor de corrente contínua para corrente contínua, e um circuito tanque ressonante indutivo-capacitivo paralelo com comutação em tensão zero auto-oscilante, projetado para operar com uma potência de entrada de aproximadamente 4 kW. Além dos circuitos, o dispositivo inclui um sistema de arrefecimento líquido para a bobina de aquecimento indutivo, que suporta um cadinho refratário destinado à fundição de metais. O conjunto é acomodado em uma estrutura metálica de aço carbono, revestida com chapas de aço inoxidável, formando um gabinete que protege os componentes eletrônicos e o sistema de controle. Este sistema de controle oferece informações em tempo real sobre a operação do equipamento, incluindo monitoramento de temperatura para garantir a segurança dos componentes e o ajuste da potência de operação. Este equipamento de aquecimento por indução tem potencial de aplicação em diversos processos metalúrgicos, como fundição, forjamento, normalização, têmpera e revenimento de metais. O projeto visa fabricar um dispositivo portátil, capaz de aquecer pequenas quantidades de metal, oferecendo uma solução prática para metalúrgicas, ourivesarias, cutelarias, laboratórios de testes metalúrgicos e entusiastas da metalurgia em geral. |
| Abstract: | Inductive heating is one of the key technologies for contemporary civilization, as it allows heating a material without direct contact with the workpiece and eliminates the need for oxygen during the process. This occurs because is heating through electromagnetic induction, not combustion, só the process can be carried out even in inert or vacuum atmospheres. Therefore, the goal of this project is to develop a portable induction heating device with adjustable power through voltage control via pulse-width modulation. For the development of the project, a comprehensive theoretical survey on the relevant topics was conducted, in addition to a series of experimental tests to evaluate and determine the most suitable circuit topology according to the specifications and available resources. The final prototype consists of a passive rectifier, a direct current to direct current converter, and a parallel resonant inductive-capacitive tank circuit with zero-voltage switching and self-oscillating, designed to operate with an input power of approximately 4 kW. In addition to the circuits, the device includes a liquid cooling system for the induction heating coil, which supports a refractory crucible intended for metal casting. The entire assembly is housed in a carbon steel metal structure, covered with stainless steel sheets, forming an enclosure that protects the electronic components and the control system. This control system provides real-time information about the equipment’s operation, including temperature monitoring to ensure the safety of the components and the adjustment of operating power. This induction heating equipment has potential applications in various metallurgical processes, such as casting, forging, normalization, hardening, and tempering of metals. The project aims to manufacture a portable device capable of heating small quantities of metal, offering a practical solution for metalworking shops, jewelry shops, cutlery workshops, metallurgical testing laboratories, and metallurgy enthusiasts in general. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38807 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Eletrônica |
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