抵抗加熱
電流のジュール効果は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換して物体を加熱するために使用されます。 [1]通常、直接抵抗加熱と間接抵抗加熱に分けられます。 前者の電源電圧は、加熱対象物に直接印加されます。 電流が流れると、物体自体が加熱されます。 アイロン機が加熱されます。
熱が出ます。 直接抵抗加熱できる物体は導体でなければなりませんが、抵抗率が高くなければなりません。 熱は加熱された物体自体によって発生するため、内部加熱に属し、熱効率が非常に高くなります。 間接抵抗加熱では、発熱体を作るために特殊な合金材料または非金属材料が必要です。 発熱体は熱を発生し、それが放射、対流、伝導によって加熱される物体に伝達されます。 加熱対象物と発熱体は２つに分かれているため、一般的に加熱対象物の種類に制限はなく、操作も簡単です。
間接抵抗加熱の発熱体に使用される材料は、一般に、高い抵抗率、低い温度抵抗係数、高温での小さな変形、および脆化が容易でないことを必要とします。 一般的に使用されるのは、鉄-アルミニウム合金、ニッケル-クロム合金などの金属材料と、炭化ケイ素や二ケイ化モリブデンなどの非金属材料です。 金属発熱体の最高使用温度は、材料の種類に応じて1000〜1500℃に達する可能性があります。 非金属加熱部品の最高作動温度は1500〜1700℃に達する可能性があります。 後者は設置が簡単で、加熱炉に置き換えることができますが、動作時には電圧調整装置が必要であり、合金発熱体よりも寿命が短くなります。 一般的に高温炉、金属発熱体の許容最高作動温度を超える場所など、特別な場合に使用されます。
誘導加熱
導体自体は、交流電磁界内で導体によって生成される誘導電流（渦電流）によって形成される熱効果によって加熱されます。 さまざまな加熱プロセス要件に応じて、誘導加熱で使用されるAC電源の周波数には、電力周波数（50〜60 Hz）、中間周波数（60〜10000 Hz）、および高周波（10000 Hzより高い）が含まれます。 電源周波数電源は通常、業界で使用されているAC電源です。 世界のほとんどの国の電源周波数は50Hzです。 誘導加熱用の産業用周波数電源によって誘導装置に印加される電圧は、調整可能でなければなりません。 暖房設備の電力と電源ネットワークの容量に応じて、高電圧電源（6〜10 kV）を使用して変圧器を介して電力を供給することができます。 暖房設備は、380ボルトの低電圧電力網に直接接続することもできます。
中間周波数電源は、長い間中間周波数発生器セットを使用してきました。 中間周波数発生器と駆動非同期モーターで構成されています。 このユニットの出力電力は、通常50〜1000キロワットの範囲です。 パワーエレクトロニクス技術の発展に伴い、サイリスタインバータ中間周波数電源が使用されるようになりました。 この中間周波数電源は、サイリスタを使用して、最初に電力周波数の交流を直流に変換し、次に直流を必要な周波数の交流に変換します。 この種の可変周波数機器の小型、軽量、ノイズのない信頼性の高い動作により、中間周波数発生器セットに徐々に取って代わっています。
高周波電源は通常、変圧器を使用して三相380ボルトの電圧を約20,000ボルトの高電圧に上げ、次にサイリスタまたは高電圧シリコン整流器を使用して電力周波数をACからDCに整流し、次に電子発振器直流は高周波、高電圧の交流に変換されます。 高周波電源装置の出力電力は、数十キロワットから数百キロワットの範囲です。
誘導によって加熱される物体は導体でなければなりません。 高周波の交流電流が導体を通過すると、導体は表皮効果を生み出します。つまり、導体の表面の電流密度は大きく、導体の中心の電流密度は小さくなります。
誘導加熱は、物体全体を均一に加熱し、表面を加熱することができます。 金属を精錬することができます。 高周波では、加熱コイル（インダクターとも呼ばれます）の形状を変えることができ、任意の局所加熱を実行することもできます。
アーク加熱
アークによって生成された高温を使用して、オブジェクトを加熱します。 アークは、2つの電極間のガス放電の現象です。 アークの電圧は高くありませんが、電流は大きいです。 その強い電流は、電極上で蒸発する多数のイオンによって維持されるため、アークは周囲の磁場の影響を受けやすくなります。 電極間にアークが形成されると、アークカラムの温度は3000〜6000Kに達する可能性があり、これは金属の高温製錬に適しています。
アーク加熱には、直接アーク加熱と間接アーク加熱の2種類があります。 直接アーク加熱のアーク電流は、加熱される対象物を直接通過し、加熱される対象物は、アークの電極または媒体でなければならない。 間接アーク加熱のアーク電流は、加熱対象物を通過せず、主にアークから放射される熱によって加熱されます。 アーク加熱の特徴は次のとおりです。高いアーク温度、集中エネルギー、および製鋼電気アーク炉の溶融池の表面電力は、平方メートルあたり560〜1200キロワットに達する可能性があります。 ただし、アークノイズが大きく、ボルトアンペア特性は負性抵抗特性（降下特性）です。 アーク加熱中のアークの安定性を維持するために、回路電圧の瞬時値は、アーク電流が瞬時にゼロを横切るときのアーク電圧値よりも大きく、短絡電流を制限するために、特定の値の抵抗器が必要です。電源回路に直列に接続されています。
電子ビーム加熱
物体の表面は、電界の作用下で高速で移動する電子によって衝撃を受けて、物体を加熱します。 電子ビーム加熱の主成分は、電子銃としても知られる電子ビーム発生器です。 電子銃は、主に陰極、集束電極、陽極、電磁レンズ、偏向コイルで構成されています。 アノードは接地され、カソードは負の高位置に接続されます。 集束ビームは通常、陰極と同じ電位にあり、加速電界が陰極と陽極の間に形成されます。 陰極から放出された電子は、加速電界の作用下で高速に加速され、電磁レンズによって集束され、次に偏向コイルによって制御され、その結果、電子ビームは、加熱される物体に向けられる。特定の方向。
電子ビーム加熱の利点は次のとおりです。①電子ビームの電流値Ieを制御します。これにより、加熱パワーを簡単かつ迅速に変更できます。 ②電磁レンズを使用して、加熱部分を自由に交換したり、電子ビーム衝撃部分の面積を自由に調整したりできます。 ③パワー密度を上げて、衝撃点の材料を瞬時に蒸発させることができます。
赤外線加熱
赤外線を使用してオブジェクトを放射します。 物体が赤外線を吸収した後、放射エネルギーを熱に変換して加熱します。
赤外線は電磁波です。 太陽スペクトルでは、可視光の赤い端の外側では、それは目に見えない放射エネルギーです。 電磁スペクトルでは、赤外線の波長範囲は0.75〜1000ミクロンであり、周波数範囲は3×10〜4×10Hzです。 産業用アプリケーションでは、赤外線スペクトルは多くの場合、いくつかのバンドに分割されます。0.75〜3.0ミクロンは近赤外線領域です。 3.0〜6.0ミクロンは中赤外線領域です。 6.0〜15.0ミクロンは遠赤外線領域です。 15.0〜1000ミクロンは、極端な遠赤外線領域です。 物体が異なれば、赤外光を吸収する能力も異なります。 同じ物体でも、異なる波長の赤外光を吸収する能力は異なります。 したがって、赤外線加熱の適用において、放射エネルギーが得られるために、加熱される物体の吸収波長範囲内に集中するように、加熱される物体のタイプに応じて適切な赤外線放射源を選択しなければならない。良い加熱効果。
電気赤外線加熱は、実際には特殊な形式の抵抗加熱であり、タングステン、鉄ニッケル、ニッケル-クロム合金などの材料をラジエーターとして使用して放射源を作成します。 通電後、抵抗により発生する熱により熱放射を発生します。 一般的に使用されている電気赤外線加熱放射源は、ランプタイプ（反射タイプ）、チューブタイプ（石英チューブタイプ）、プレートタイプ（フラットタイプ）です。 ランプタイプは、一般的な電球と同じように、ラジエーターにタングステン線を使用し、不活性ガスを充填したガラスシェルで密閉した赤外線電球です。 ラジエーターは、通電後（一般的な電球よりも温度が低い）に発熱し、波長約1.2ミクロンの赤外線を大量に放出します。 ガラスシェルの内壁を反射層でコーティングすると、赤外線を一方向に集中させることができるため、ランプ式の赤外線放射源は反射型赤外線放射器とも呼ばれます。 管型赤外線放射源の管は、真ん中にタングステン線が入った石英ガラスでできているため、石英管型赤外線放射器とも呼ばれます。 ランプタイプとチューブタイプが発する赤外光の波長は0.7〜3ミクロンの範囲であり、使用温度は比較的低い。 それは一般的に、光および繊維産業における加熱、ベーキング、乾燥、および医療における赤外線理学療法に使用されます。 プレート型赤外線放射源の放射面は、平らな抵抗板で構成された平らな面です。 抵抗板の前面は反射係数の大きい材料でコーティングされており、裏面は反射係数の低い材料でコーティングされているため、熱エネルギーの大部分は前面から放射されます。 プレートタイプの作動温度は1000℃以上に達する可能性があり、鋼材や大口径のパイプや容器の溶接部の焼きなましに使用できます。
赤外線は透過力が強いため、物体に吸収されやすく、一度吸収されるとすぐに熱エネルギーに変換されます。 赤外線加熱前後のエネルギー損失が少なく、温度管理が容易で、加熱品質が高い。 したがって、赤外線加熱のアプリケーションは急速に発展しています。
中程度の加熱
高周波電界を使用して絶縁材料を加熱します。 主な加熱対象は誘電体です。 誘電体が交流電界に置かれると、それは繰り返し分極され（電界の作用下で、反対の極性の等しい量の電荷が誘電体の表面または内部に現れる）、それによって電気エネルギーを熱への電界。
中程度の加熱に使用される電界の周波数は非常に高いです。 中波、短波、超短波の帯域では、周波数は数百キロヘルツから300 MHzで、高周波誘電加熱と呼ばれます。 300 MHzより高く、マイクロ波帯域に達する場合は、マイクロ波誘電加熱と呼ばれます。 通常、高周波誘電加熱は、2つのプレート間の電界で実行されます。 一方、マイクロ波誘電加熱は、導波管、共振空洞、またはマイクロ波アンテナの放射場の下で実行されます。
誘電体を高周波電界で加熱すると、その単位体積に引き込まれる電力はP =0.566fEεrtgδ×10（W / cm）になります。
熱で表現すると、次のようになります。
H =1.33fEεrtgδ×10（cal / sec・cm）
ここで、fは高周波電界の周波数、εrは誘電体の比誘電率、δは誘電損失角、Eは電界強度です。 式から、誘電体が高周波電界から引き込む電力は、電界強度E、電界の周波数f、誘電体の損失角δの2乗に比例することがわかります。 。 Eとfは印加電界によって決定され、εrは誘電体自体の性質に依存します。 したがって、中程度の加熱の対象は、主に中程度の損失が大きい材料です。
誘電体（被加熱物）の内部で熱が発生するため、他の外部加熱と比較して中程度の加熱であり、加熱速度が速く、熱効率が高く、加熱が均一です。
メディア加熱は、産業、乾燥穀物、紙、木材、およびその他の繊維材料のサーマルゲルを加熱できます。 また、成形前にプラスチックを予熱し、ゴム加硫と木材、プラスチックなどを接着することもできます。適切な電界周波数とデバイスを選択すると、合板自体に影響を与えることなく、合板を加熱するときに接着剤のみを加熱できます。 均質材料の場合、全体として加熱を行うことができます。