Utilizzando l'effetto Joule della corrente per convertire l'energia elettrica in energia termica per riscaldare gli oggetti

Utilizzando l'effetto Joule della corrente per convertire l'energia elettrica in energia termica per riscaldare gli oggetti

È generalmente suddiviso in riscaldamento a resistenza diretta e riscaldamento a resistenza diretta. La tensione di alimentazione del primo è applicata direttamente all'oggetto riscaldato. Quando il flusso di corrente termina, l'oggetto riscaldato stesso (come un riscaldamento elettrico o una macchina da stiro) genererà calore. Gli oggetti che possono essere riscaldati direttamente dalla resistenza devono essere conduttori, ma devono avere una resistività elettrica maggiore. Poiché il calore viene generato dall'oggetto riscaldato stesso e appartiene al riscaldamento interno, l'efficienza termica è molto elevata. Il riscaldamento a resistenza diretta richiede elementi riscaldanti realizzati in leghe specializzate o materiali non metallici, che generano energia termica e la trasmettono all'oggetto riscaldato attraverso irraggiamento, convezione e conduzione. Poiché l'oggetto riscaldato e l'elemento riscaldante sono divisi in due parti, il tipo di oggetto riscaldato generalmente non è limitato e l'operazione è concisa.

I materiali utilizzati per gli elementi riscaldanti con riscaldamento a resistenza diretta richiedono generalmente un'elevata resistività elettrica, un basso coefficiente di temperatura di resistenza, una deformazione minima alle alte temperature e una minore suscettibilità all'infragilimento. I materiali metallici comunemente usati includono leghe di ferro e alluminio, leghe di nichel-cromo e materiali non metallici come carburo di silicio e disiliciuro di molibdeno. La temperatura di esercizio degli elementi riscaldanti metallici può raggiungere i 1000-1500 gradi a seconda del tipo di materiale utilizzato; La temperatura operativa degli elementi riscaldanti non metallici può raggiungere i 1500-1700 gradi. Quest'ultima attrezzatura è conveniente e può essere sostituita da un forno caldo, ma richiede un dispositivo di regolazione della pressione durante il funzionamento. La sua durata è inferiore a quella degli elementi riscaldanti in lega e viene generalmente utilizzato in forni ad alta temperatura, aree locali in cui la temperatura supera la temperatura operativa consentita degli elementi riscaldanti in metallo e in alcune occasioni speciali.

riscaldamento a induzione

L'effetto termico provocato dalla corrente indotta (correnti parassite) generata da un conduttore in un campo elettromagnetico alternato fa sì che il conduttore stesso generi calore. In base ai diversi requisiti del processo di riscaldamento, la frequenza dell'alimentazione CA selezionata per il riscaldamento a induzione comprende la frequenza di alimentazione (50-60 Hz), la frequenza media (60-10000 Hz) e l'alta frequenza (sopra 10.000 Hz). L'alimentatore a frequenza di rete è un alimentatore CA comunemente utilizzato nell'industria e la stragrande maggioranza delle frequenze di potenza nel mondo sono 50 hertz. La tensione applicata dall'alimentatore utilizzato per il riscaldamento a induzione alle apparecchiature a induzione deve essere regolabile. A seconda della potenza dell'apparecchio di riscaldamento e della capacità della rete di alimentazione, è possibile utilizzare un alimentatore ad alta tensione (6-10 kV) per fornire energia attraverso un trasformatore; Gli apparecchi di riscaldamento possono anche essere collegati direttamente ad una rete elettrica a bassa tensione 380V.

L'alimentatore a frequenza intermedia utilizzava per lungo tempo gruppi elettrogeni a frequenza intermedia. È costituito da un generatore di frequenza intermedia e da un motore asincrono di azionamento. La potenza di uscita di questo tipo di unità varia generalmente da 50 a 1000 kilowatt. Con lo sviluppo della tecnologia dell'elettronica di potenza, è stata utilizzata l'alimentazione a frequenza intermedia dei convertitori di frequenza a tiristori. Questo alimentatore a frequenza intermedia utilizza tiristori per convertire prima l'alimentazione CA in alimentazione CC, quindi convertire l'alimentazione CC in alimentazione CA della frequenza desiderata. Grazie alle sue dimensioni ridotte, alla leggerezza, all'assenza di rumore e al funzionamento affidabile, questo tipo di apparecchiatura di conversione di frequenza ha gradualmente sostituito i gruppi elettrogeni a frequenza intermedia.

Gli alimentatori ad alta frequenza di solito utilizzano prima un trasformatore per aumentare la tensione trifase di 380 volt fino ad un'alta tensione di circa 20000 volt. Quindi, utilizzano tiristori o componenti raddrizzatori al silicio ad alta tensione per rettificare la potenza CA in potenza CC, quindi utilizzano tubi vibranti elettronici per convertire la potenza CC in potenza CA ad alta frequenza e alta tensione. La potenza di uscita delle apparecchiature di alimentazione ad alta frequenza varia da decine di kilowatt a centinaia di kilowatt.

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