전류의 줄(Joule) 효과를 이용해 전기 에너지를 열에너지로 변환하여 물체를 가열하는 방법

전류의 줄(Joule) 효과를 이용해 전기 에너지를 열에너지로 변환하여 물체를 가열하는 방법

일반적으로 직접 저항 가열과 직접 저항 가열로 구분됩니다. 전자의 전원전압이 피가열물에 직접 인가됩니다. 전류 흐름이 만료되면 가열된 물체 자체(예: 전기 가열 및 다림질 기계)에서 열이 발생합니다. 저항에 의해 직접 가열될 수 있는 물체는 도체여야 하지만 전기 저항률이 더 높아야 합니다. 열은 피가열물 자체에서 발생하는 내부 가열에 속하므로 열효율이 매우 높습니다. 직접 저항 가열에는 열에너지를 발생시키고 복사, 대류, 전도를 통해 피가열체에 전달하는 특수 합금 또는 비금속 재료로 만들어진 발열체가 필요합니다. 피가열물과 발열체가 두 부분으로 나누어져 있기 때문에 일반적으로 피가열물의 종류에 제한이 없으며 작동이 간결합니다.

직접 저항 가열 방식의 발열체에 사용되는 재료는 일반적으로 높은 전기 저항률, 낮은 저항 온도 계수, 고온에서의 최소 변형, 취성에 대한 낮은 민감성을 요구합니다. 일반적으로 사용되는 금속 재료에는 철 알루미늄 합금, 니켈 크롬 합금, 탄화 규소 및 이규화 몰리브덴과 같은 비금속 재료가 포함됩니다. 금속 발열체의 작동 온도는 사용된 재료 유형에 따라 1000-1500도에 도달할 수 있습니다. 비금속 발열체의 작동 온도는 1500-1700도에 도달할 수 있습니다. 후자의 장비는 편리하고 고온로로 대체할 수 있지만 작동 중 압력 조절 장비가 필요합니다. 수명은 합금 발열체보다 짧으며 일반적으로 고온로, 금속 발열체의 허용 작동 온도를 초과하는 지역 및 특정 특수 상황에서 사용됩니다.

유도 가열

교류 전자기장에서 도체에 의해 생성된 유도 전류(와전류)로 인한 열 효과는 도체 자체에서 열을 발생시킵니다. 다양한 가열 공정 요구 사항에 따라 유도 가열을 위해 선택된 AC 전원 공급 장치의 주파수에는 전원 주파수(50-60Hz), 중간 주파수(60-10000Hz) 및 고주파수(10000Hz 이상)가 포함됩니다. 전력주파 전원공급장치는 산업계에서 흔히 사용되는 AC 전원공급장치로, 전 세계 전력주파수의 대부분은 50Hz이다. 유도 가열에 사용되는 전원 공급 장치에서 유도 장치에 적용되는 전압은 조정 가능해야 합니다. 난방 장비의 전력과 전원 공급망의 용량에 따라 고전압 전원 공급 장치(6-10 kV)를 사용하여 변압기를 통해 전원을 공급할 수 있습니다. 난방 장비는 380V 저전압 전력망에 직접 연결할 수도 있습니다.

오랫동안 중간주파 발생기 세트를 사용하는 데 사용되는 중간주파 전원 공급 장치입니다. 이는 중간 주파수 발생기와 구동 비동기 모터로 구성됩니다. 이 유형의 장치의 출력 전력은 일반적으로 50~1000kW 범위입니다. 전력 전자 기술의 발전으로 사이리스터 주파수 변환기의 중간 주파수 전원 공급 장치가 사용되었습니다. 이 중간 주파수 전원 공급 장치는 사이리스터를 사용하여 먼저 AC 전원을 DC 전원으로 변환한 다음 DC 전원을 원하는 주파수의 AC 전원으로 변환합니다. 작은 크기, 가벼운 무게, 무소음, 안정적인 작동으로 인해 이러한 유형의 주파수 변환 장비는 점차적으로 중간 주파수 발생기 세트를 대체해 왔습니다.

고주파 전원 공급 장치는 일반적으로 먼저 변압기를 사용하여 380V의 3상 전압을 약 20000V의 고전압으로 올립니다. 그런 다음 사이리스터 또는 고전압 실리콘 정류기 부품을 사용하여 AC 전원을 DC 전원으로 정류한 다음 전자 진동관을 사용하여 DC 전원을 고주파, 고전압 AC 전원으로 변환합니다. 고주파 전원 공급 장치의 출력 전력은 수십 킬로와트에서 수백 킬로와트에 이릅니다.

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