Calefacción por inducción de alta frecuencia. Cálculo del calentamiento por inducción

En hornos de inducción y dispositivos, el calor en el dispositivo calentado es emitido por corrientes que surgen en un campo electromagnético alterno dentro de la unidad. Se les llama inducción. Como resultado de su acción, la temperatura aumenta. El calentamiento por inducción de metales se basa en dos leyes físicas principales:

• Faraday-Maxwell;
• Joule-Lentz.

En los cuerpos metálicos, cuando se colocan en un campo alterno, comienzan a aparecer campos eléctricos de vórtice.

Dispositivo de calentamiento por inducción

Todo sucede como sigue. Bajo la acción de un flujo magnético variable, se cambia la fuerza electromotriz (EMF) de inducción. La EMF actúa de tal manera que las corrientes de vórtice fluyen dentro de los cuerpos , que producen calor en plena conformidad con la ley de Joule-Lenz. Además, el EMF genera una corriente alterna en el metal. Esto genera energía térmica, lo que conduce a un aumento de la temperatura del metal.

Este tipo de calentamiento es el más simple, ya que es sin contacto. Permite alcanzar temperaturas muy altas, en las que se pueden procesar los metales más refractarios.

Para proporcionar calentamiento por inducción, es necesario crear cierto voltaje y frecuencia en campos electromagnéticos. Usted puede hacerlo en un dispositivo especial – inductor. Su potencia es suministrada desde la red industrial en 50 Hz. Puede utilizar para este propósito fuentes de alimentación individuales – convertidores y generadores.

El dispositivo más simple de un inductor de frecuencia pequeña es una espiral (conductor aislado), que se puede colocar dentro de un tubo de metal o herida en él. Corrientes de paso calientan la tubería, la cual, a su vez, transfiere calor al ambiente.

El uso de calentamiento por inducción a bajas frecuencias es bastante raro. Procesamiento más común de metales a media y alta frecuencia. Tales dispositivos se distinguen por el hecho de que una onda magnética golpea la superficie, donde su amortiguación se produce. El cuerpo convierte la energía de esta ola en calor. Para lograr el máximo efecto, ambos componentes deben estar en forma cercana.

Donde

El uso de la calefacción por inducción en el mundo moderno es generalizado. Área de uso:

• Fundición de metales, su soldadura sin contacto;
• Obtención de nuevas aleaciones metálicas;
• Construcción de máquinas;
• Negocio de la joyería;
• La fabricación de piezas pequeñas que pueden ser dañadas por otros métodos;
• Endurecimiento de superficies (las partes pueden ser la configuración más compleja);
• Tratamiento térmico (mecanizado de piezas para máquinas, superficies endurecidas);
• Medicina (desinfección de instrumentos e instrumentos).

Calentamiento por inducción: características positivas

Este método tiene muchas ventajas:

• Con él, puede calentar y derretir rápidamente cualquier material que transporte la corriente.
• Permite producir calefacción en cualquier ambiente: en vacío, atmósfera, un líquido que no conduce corriente.
• Debido al hecho de que sólo el material conductor es calentado, las paredes, ondas débilmente absorbentes, permanecen frías.
• En los campos especializados de la metalurgia, la obtención de aleaciones ultra-puras. Este es un proceso entretenido, porque los metales se mezclan en un estado suspendido, en una cáscara de gas protector.

• En comparación con otros tipos, la inducción no contamina el medio ambiente. Si la contaminación está presente en el caso de los quemadores de gas, así como en el calentamiento del arco, entonces la inducción elimina esto, debido a la radiación electromagnética "pura".
• Pequeñas dimensiones del dispositivo inductor.
• La posibilidad de hacer un inductor de cualquier forma, esto no conducirá a la calefacción local, sino que contribuirá a una distribución uniforme del calor.
• Es insustituible si es necesario calentar sólo una cierta área de la superficie.
• No es difícil configurar este equipo para el modo deseado y ajustarlo.

Desventajas

El sistema tiene tales desventajas:

• Independientemente para establecer y ajustar el tipo de calefacción (inducción) y su equipo es bastante difícil. Es mejor consultar a especialistas.
• La necesidad de comparar con precisión el inductor y la pieza de trabajo, de lo contrario el calentamiento por inducción será insuficiente, su potencia puede alcanzar valores pequeños.

Calefacción por inducción

Para organizar la calefacción individual es posible considerar una opción como el calentamiento por inducción. Como la unidad va a un transformador, que consta de bobinas de dos tipos: primaria y secundaria (que, a su vez, es cortocircuitado).

Cómo funciona

El principio de funcionamiento de un inductor ordinario: los flujos de vórtice pasan dentro y dirigen el campo eléctrico al segundo cuerpo.

Para permitir que el agua pase a través de una caldera de este tipo, se le suministran dos boquillas: para una fría, que entra y a la salida de agua caliente, una segunda tubería de derivación. Debido a la presión, el agua circula constantemente, lo que excluye la posibilidad de calentar el elemento inductor. Se excluye la presencia de escala, ya que se producen vibraciones constantes en el inductor.

Tal elemento en el mantenimiento será barato. La principal ventaja es que el dispositivo funciona en silencio. Puede instalarlo en cualquier habitación.

Fabricación de equipo usted mismo

Instalación de calentamiento por inducción de gran complejidad no será. Incluso aquellos que no tienen experiencia, después de un estudio cuidadoso hará frente a la tarea. Antes de empezar, necesita almacenar los siguientes elementos necesarios:

• Inversor Puede ser utilizado de una máquina de soldadura, es barato y será necesario alta frecuencia. Puedes hacerlo tú mismo. Pero esta es una ocupación que consume mucho tiempo.
• El cuerpo del calentador (para este propósito un pedazo de tubo de plástico, calentamiento por inducción de la tubería en este caso será el más eficaz).
• Material (un cable con un diámetro de no más de siete milímetros encajará).
• Dispositivos para conectar el inductor a la red de calefacción.
• Rejilla para sujetar el cable dentro del inductor.
• La bobina de inducción puede ser hecha de alambre de cobre (debe ser esmaltada).
• Bomba (para que el agua sea introducida en el inductor).

Reglas para el equipo de fabricación usted mismo

Para que la unidad de calefacción por inducción funcione correctamente, la corriente de dicho producto debe corresponder a la potencia (debe ser de al menos 15 amperios, si es necesario, puede ser más).

• El cable debe ser cortado en pedazos no más de cinco centímetros. Esto es necesario para un calentamiento eficiente en un campo de alta frecuencia.
• El cuerpo debe ser al menos tan grande como el alambre preparado, y tener paredes gruesas.
• Para fijar a la red de calefacción, un adaptador especial se fija a un lado de la estructura.
• En la parte inferior de la tubería, es necesario poner un cable para evitar que el cable se caiga.
• Este último es necesario en una cantidad tal que llena todo el espacio interior.
• La construcción está cerrada, se coloca un adaptador.
• Entonces se construye una bobina a partir de este tubo. Para ello, envuélvalo con el alambre ya cosechado. El número de vueltas debe ser observado: un mínimo de 80, un máximo de 90.
• Después de conectarse al sistema de calefacción, el dispositivo se llena con agua. La bobina está conectada al inversor cosechado.
• La bomba de suministro de agua está instalada.
• El regulador de temperatura está montado.

Así, el cálculo del calentamiento por inducción dependerá de los siguientes parámetros: longitud, diámetro, temperatura y tiempo de procesamiento. Preste atención a la inductancia de los neumáticos que conducen al inductor, que puede ser mucho mayor que los índices del propio inductor.

Acerca de las superficies de cocción

Otra aplicación en el hogar, a excepción del sistema de calefacción, este tipo de calefacción se encuentra en los paneles de la cocina. Tal superficie parece un transformador convencional. Su bobina se oculta bajo la superficie del panel, que puede ser de vidrio o de cerámica. Una corriente pasa a través de ella. Esta es la primera parte de la bobina. Pero el segundo es los platos en los que se llevará a cabo la cocina. En la parte inferior de los platos se crean corrientes de vórtice. Calientan primero los platos y después los productos.

El calor se libera sólo cuando la superficie del panel se pone utensilios. Si está ausente, no se produce ninguna acción. La zona de calentamiento por inducción corresponderá al diámetro de los platos colocados sobre el mismo.

Se necesitan placas especiales para tales placas. La mayoría de los metales ferromagnéticos pueden interactuar con un campo de inducción: aluminio, acero inoxidable y esmaltado, hierro fundido. No es adecuado para tales superficies solamente: cobre, cerámica, cristalería y artículos de metales no ferrosos.

Naturalmente, la cocina de inducción se encenderá sólo cuando se instale un plato adecuado.
Las placas modernas están equipadas con una unidad de control electrónico, que le permite reconocer platos vacíos e inutilizables. Las principales ventajas de cocinar paneles de inducción son: seguridad, facilidad de limpieza, rapidez, eficiencia, economía. Nunca se debe quemar la superficie del panel.

Por lo tanto, nos enteramos de dónde se utiliza este tipo de calefacción (inducción).