Bruk av Joule-effekten til strøm for å konvertere elektrisk energi til termisk energi for oppvarming av gjenstander

Bruk av Joule-effekten til strøm for å konvertere elektrisk energi til termisk energi for oppvarming av gjenstander

Det er generelt delt inn i direkte motstandsoppvarming og direkte motstandsoppvarming. Strømforsyningsspenningen til førstnevnte påføres direkte til den oppvarmede gjenstanden. Når strømstrømmen utløper, vil selve den oppvarmede gjenstanden (som en elektrisk varme- og strykemaskin) generere varme. Gjenstander som kan varmes opp direkte av motstand må være ledere, men de må ha høyere elektrisk resistivitet. På grunn av det faktum at varme genereres fra selve den oppvarmede gjenstanden og tilhører intern oppvarming, er den termiske effektiviteten svært høy. Direkte motstandsoppvarming krever varmeelementer laget av spesialiserte legeringer eller ikke-metalliske materialer, som genererer varmeenergi og overfører den til den oppvarmede gjenstanden gjennom stråling, konveksjon og ledning. På grunn av det faktum at den oppvarmede gjenstanden og varmeelementet er delt i to deler, er typen oppvarmet gjenstand generelt ikke begrenset og operasjonen er kortfattet.

Materialene som brukes til varmeelementer med direkte motstandsoppvarming krever generelt høy elektrisk resistivitet, lav motstandstemperaturkoeffisient, minimal deformasjon ved høye temperaturer og mindre følsomhet for sprøhet. Vanlig brukte metallmaterialer inkluderer jernaluminiumlegeringer, nikkelkromlegeringer og ikke-metalliske materialer som silisiumkarbid og molybdendisilicid. Driftstemperaturen til metallvarmeelementer kan nå 1000-1500 grader avhengig av typen materiale som brukes. Driftstemperaturen til ikke-metalliske varmeelementer kan nå 1500-1700 grader. Sistnevnte utstyr er praktisk og kan erstattes av en varm ovn, men det krever trykkreguleringsutstyr under drift. Levetiden er kortere enn for legerte varmeelementer, og den brukes vanligvis i høytemperaturovner, lokale områder der temperaturen overstiger den tillatte driftstemperaturen til metallvarmeelementer, og visse spesielle anledninger.

induksjonsoppvarming

Den termiske effekten forårsaket av den induserte strømmen (virvelstrømmen) generert av en leder i et vekslende elektromagnetisk felt gjør at lederen selv genererer varme. I henhold til ulike krav til oppvarmingsprosess, inkluderer frekvensen til AC-strømforsyningen valgt for induksjonsoppvarming strømfrekvens (50-60 Hz), middels frekvens (60-10000 Hz) og høy frekvens (over 10 000 Hz). Strømfrekvensstrømforsyning er en vekselstrømforsyning som vanligvis brukes i industrien, og det store flertallet av strømfrekvensene i verden er 50 hertz. Spenningen som påføres av strømforsyningen som brukes til induksjonsoppvarming til induksjonsutstyret, må være justerbar. I henhold til kraften til varmeutstyret og kapasiteten til strømforsyningsnettverket, kan en høyspent strømforsyning (6-10 kV) brukes til å levere strøm gjennom en transformator; Varmeutstyr kan også kobles direkte til et 380V lavspent strømnett.

Mellomfrekvensstrømforsyningen brukes til å bruke mellomfrekvensgeneratorsett i lang tid. Den består av en mellomfrekvensgenerator og en drevet asynkronmotor. Utgangseffekten til denne typen enhet varierer vanligvis fra 50 til 1000 kilowatt. Med utviklingen av kraftelektronikkteknologi har mellomfrekvensstrømforsyningen til tyristorfrekvensomformere blitt brukt. Denne mellomfrekvensstrømforsyningen bruker tyristorer til først å konvertere vekselstrøm til likestrøm, og deretter konvertere likestrøm til vekselstrøm med ønsket frekvens. På grunn av sin lille størrelse, lette vekt, ingen støy og pålitelig drift, har denne typen frekvenskonverteringsutstyr gradvis erstattet mellomfrekvensgeneratorsett.

Høyfrekvente strømforsyninger bruker vanligvis først en transformator for å heve trefasespenningen på 380 volt til en høyspenning på rundt 20 000 volt. Deretter bruker de tyristorer eller høyspente silisium-likeretterkomponenter for å rette opp vekselstrøm til likestrøm, og bruker deretter elektroniske vibrasjonsrør for å konvertere likestrøm til høyfrekvent, høyspent vekselstrøm. Utgangseffekten til høyfrekvent strømforsyningsutstyr varierer fra titalls kilowatt til hundrevis av kilowatt.

www.superbheater.com