Utilizar el efecto Joule de la corriente para convertir energía eléctrica en energía térmica para calentar objetos.

Utilizar el efecto Joule de la corriente para convertir energía eléctrica en energía térmica para calentar objetos.

Generalmente se divide en calentamiento por resistencia directa y calentamiento por resistencia directa. La tensión de alimentación del primero se aplica directamente al objeto calentado. Cuando expira el flujo de corriente, el propio objeto calentado (como una máquina de planchar y calefacción eléctrica) generará calor. Los objetos que pueden calentarse directamente mediante resistencia deben ser conductores, pero deben tener una resistividad eléctrica más alta. Debido a que el calor se genera a partir del propio objeto calentado y pertenece al calentamiento interno, la eficiencia térmica es muy alta. El calentamiento por resistencia directa requiere elementos calefactores hechos de aleaciones especializadas o materiales no metálicos, que generan energía térmica y la transmiten al objeto calentado mediante radiación, convección y conducción. Debido al hecho de que el objeto calentado y el elemento calefactor están divididos en dos partes, el tipo de objeto calentado generalmente no está restringido y el funcionamiento es conciso.

Los materiales utilizados para calentar elementos con calentamiento por resistencia directa generalmente requieren alta resistividad eléctrica, bajo coeficiente de temperatura de resistencia, deformación mínima a altas temperaturas y menos susceptibilidad a la fragilización. Los materiales metálicos comúnmente utilizados incluyen aleaciones de hierro y aluminio, aleaciones de níquel-cromo y materiales no metálicos como carburo de silicio y disiliciuro de molibdeno. La temperatura de funcionamiento de los elementos calefactores metálicos puede alcanzar 1000-1500 grados según el tipo de material utilizado; La temperatura de funcionamiento de los elementos calefactores no metálicos puede alcanzar los 1500-1700 grados. Este último equipo es conveniente y puede sustituirse por un horno caliente, pero requiere un equipo regulador de presión durante el funcionamiento. Su vida útil es más corta que la de los elementos calefactores de aleación y generalmente se usa en hornos de alta temperatura, áreas locales donde la temperatura excede la temperatura de funcionamiento permitida de los elementos calefactores metálicos y en ciertas ocasiones especiales.

calentamiento por inducción

El efecto térmico causado por la corriente inducida (corriente parásita) generada por un conductor en un campo electromagnético alterno hace que el propio conductor genere calor. De acuerdo con los diferentes requisitos del proceso de calentamiento, la frecuencia del suministro de energía de CA seleccionada para el calentamiento por inducción incluye frecuencia eléctrica (50-60 Hz), frecuencia media (60-10000 Hz) y alta frecuencia (por encima de 10000 Hz). La fuente de alimentación de frecuencia eléctrica es una fuente de alimentación de CA comúnmente utilizada en la industria, y la gran mayoría de las frecuencias eléctricas en el mundo son de 50 hercios. El voltaje aplicado por la fuente de alimentación utilizada para el calentamiento por inducción al equipo de inducción debe ser ajustable. Según la potencia del equipo de calefacción y la capacidad de la red de suministro eléctrico, se puede utilizar una fuente de alimentación de alto voltaje (6-10 kV) para suministrar energía a través de un transformador; Los equipos de calefacción también se pueden conectar directamente a una red eléctrica de bajo voltaje de 380 V.

La fuente de alimentación de frecuencia intermedia solía utilizar grupos electrógenos de frecuencia intermedia durante mucho tiempo. Consta de un generador de frecuencia intermedia y un motor asíncrono de accionamiento. La potencia de salida de este tipo de unidades suele oscilar entre 50 y 1000 kilovatios. Con el desarrollo de la tecnología de la electrónica de potencia, se ha utilizado la fuente de alimentación de frecuencia intermedia de los convertidores de frecuencia de tiristores. Esta fuente de alimentación de frecuencia intermedia utiliza tiristores para convertir primero la energía de CA en energía de CC y luego convertir la energía de CC en energía de CA de la frecuencia deseada. Debido a su pequeño tamaño, peso ligero, ausencia de ruido y funcionamiento confiable, este tipo de equipo de conversión de frecuencia ha ido reemplazando gradualmente a los grupos electrógenos de frecuencia intermedia.

Las fuentes de alimentación de alta frecuencia suelen utilizar primero un transformador para elevar el voltaje trifásico de 380 voltios a un voltaje alto de aproximadamente 20000 voltios. Luego, utilizan tiristores o componentes rectificadores de silicio de alto voltaje para rectificar la energía de CA en energía de CC, y luego usan tubos vibratorios electrónicos para convertir la energía de CC en energía de CA de alto voltaje y alta frecuencia. La potencia de salida de los equipos de suministro de energía de alta frecuencia varía desde decenas de kilovatios hasta cientos de kilovatios.

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