Kaip kintamosios srovės maitinimo tinklo dažnis veikia indukcinį PTFE šildytuvo metalinės šerdies šildymą?

PTFE panardinamasis šildytuvas iš esmės yra varžinis įtaisas, tačiau vidinė metalinė šerdis, ilgas nerūdijančio plieno apvalkalas arba atraminis vamzdis, yra silpname kintamajame magnetiniame lauke, kurį sukuria srovė, einanti per įmontuotą kaitinimo elementą. Esant normaliam tinklo veikimui esant 50 arba 60 hercų dažniui, šis magnetinis laukas lėtai kinta ir yra mažo stiprumo, tačiau jis vis dėlto gali sukelti nedidelę cirkuliuojančią elektros srovę laidžios šerdies viduje. Tai nėra vertingos šiluminės energijos šaltinis, o nedidelis normalaus šildytuvo veikimo elektromagnetinis šalutinis produktas, dažnai apibūdinamas kaip silpna, nepageidaujama šmėklų srovė.

Tinklo dažnio indukcinio šildymo PTFE šildytuvo šerdies atveju į šį efektą paprastai neatsižvelgiama dėl šiluminės konstrukcijos, tačiau jis gali būti įdomus kai kuriose prietaisų aplinkose.

Poveikio pobūdis: elektromagnetinis
Kintamasis magnetinis laukas šildytuvo mazge
Kai kintamoji srovė teka per varžinį kaitinimo elementą PTFE panardinamojo šildytuvo viduje, aplink jį sukuriamas magnetinis laukas. Esant 50 arba 60 Hz maitinimo dažniui, šis laukas yra atvirkštinis.

Šis kintantis laukas pasiekia aplinkinę nerūdijančio plieno šerdį ir gali sukelti nedideles sūkurines sroves pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį.

Tačiau šio efekto galią riboja:

Žemo dažnio veikimas (50/60 Hz)

Mažas magnetinio lauko stiprumas

Ritė ir šerdis geometriškai atskirtos

Didelė indukuotos srovės maršruto elektrinė varža.

Tai sukelia labai prastą antrinės srovės srautą metalinėje konstrukcijoje.

Sukelto šildymo dydis šerdyje
Nereikšmingas šiluminis indėlis
Metalinėje šerdyje sukeltas indukcinis šildymo efektas yra gana mažas. Praktiškai tai reiškia, kad galios nuostoliai paprastai yra tik kelios dešimtosios vatų ir neturi didelės įtakos šildytuvo šiluminiam balansui.

Vaiduoklių sukelta srovė yra milijoną kartų per silpna, kad efektyviai sušildytų sistemą.

Šilumos inžinerijos požiūriu šildytuvas gali būti laikomas iš esmės grynai varžiniu įtaisu, kurio indukcinis įnašas tinklo dažnyje yra nulinis (arba artimas nuliui).

Palyginimas su aukšto dažnio indukcijos sistemomis
Esant aukštesniems dažniams, elgesys drastiškai pasikeičia. Tačiau pramoninės indukcinės šildymo sistemos gali būti suprojektuotos taip, kad specialiai sukurtų labai galingas sūkurines sroves, greitai įkaitintų nedidelį plotą. Šios sistemos veikia nuo kilohercų iki megahercų.

Palyginimui, įprasti PTFE panardinami šildytuvai, maitinami iš elektros tinklo, nesukuria sąlygų, panašių į tai, todėl nėra reikšmingo indukcinio šildymo proceso.

Elektromagnetinis poveikis instrumentams
Mintys apie signalo trukdžius
Šiluminis efektas nėra svarbus, tačiau kintamasis magnetinis laukas gali turėti nedidelį poveikį aplinkiniams jautriems įrenginiams.

Įvairiais nustatymais 50/60 Hz laukas gali sukelti:

Gretimi signalo kabeliai - Žemo lygio triukšmo įtampa

Dėl nedidelių neekranuotų prietaisų elektromagnetinių trukdžių

Ripple{0}}panašūs į didelio stiprumo{1}}matavimo sistemų variantus

Toks poveikis paprastai priklauso ne nuo šildytuvo veikimo, o nuo matavimo jautrumo.

Kabelių valdymas ir kabelių mažinimas
Bet kokie trikdžiai, susiję su tinklo dažnio indukcinio šildymo PTFE šildytuvo šerdies efektu, yra tiesiog pašalinami atliekant įprastą inžinerinę praktiką:

Vytos{0}}poros laidai termoporos arba RTD signalams

Šarvuoti instrumentų laidai

Fizinė izoliacija tarp maitinimo ir signalo laidų

Vieno taško atskaita, kabelio ekrano įžeminimas

Tiesą sakant, šie veiksmai pašalina reikšmingą elektromagnetinį signalą daugelyje pramoninių įrenginių.

Fizinis poveikio interpretavimas
Sūkurinės srovės yra antrinis poveikis.
Indukuotos srovės nerūdijančio plieno šerdyje yra sūkurinės srovės uždarose kilpose. Šios srovės, reaguodamos į kintantį magnetinį lauką, teka trumpą laiką, tačiau jas stipriai slopina medžiagos varža.

Pagrindinės funkcijos:

Labai maža amplitudė.

Greitas šilumos praradimas

Nėra kumuliacinio šildymo poveikio

Stipri lauko geometrijos priklausomybė

Tai ne dizaino apribojimas, o fizinis smalsumas.

Priklausomybė nuo dažnio
Indukuotos srovės dydis yra proporcingas:

Magnetinio lauko stiprumas.

Dažnis (lauko pasikeitimo greitis)

Esant 50/60 Hz abu yra žemi ir atsiranda labai mažai indukcijos. Tačiau ta pati forma esant aukštesniems dažniams sukeltų didesnes sūkurines sroves ir išmatuojamą kaitinimą.

Praktinis inžinerinis įvertinimas
Sumažintas šiluminis modelis
Inžineriniai skaičiavimai pagrįsti PTFE panardinamųjų šildytuvų modeliais:

Grynai varžinės apkrovos

Nereikšmingi indukciniai movos elementai

Termiškai valdomos sistemos be vidinio elektromagnetinio šildymo įnašo.

Šis supaprastinimas ir toliau taikomas įprastomis pramoninio darbo sąlygomis.

Neturi įtakos šildytuvo veikimui
Nėra pastebimo poveikio:

Tūrinio skysčio įkaitimo greitis

Šildytuvo efektyvumas

Temperatūros vienodumas

PTFE apvalkalo gyvenimo trukmė

Indukcinė dalis yra gerokai mažesnė už terminio projektavimo kriterijus.

Išvada
Indukcinis PTFE šildytuvo metalinės šerdies kaitinimas tinklo dažniu yra labai nedidelis elektromagnetinis šalutinis įprasto veikimo produktas. Tinklo dažnio indukcinio šildymo atveju, PTFE šildytuvo šerdyje, dėl reiškinių atsiranda tik labai mažos sūkurinės srovės, kurios gamina minimalią šilumos energiją ir praktiškai neturi įtakos šildytuvo veikimui.

Labai jautriuose prietaisuose svarbu tik tai, kur galite pamatyti šiek tiek elektromagnetinių trukdžių, tačiau juos galima lengvai pašalinti naudojant įprastas ekranavimo ir laidų technologijas. Visiems šiluminės inžinerijos tikslams šildytuvas gali būti traktuojamas kaip grynai atsparus įtaisas.

Dominuojantis PTFE panardinamojo šildytuvo elektromagnetinis ženklas vis dar yra minkštas 50/60 Hz kintamasis laukas - labiau silpnas elektrinis dūzgimas pramoninių sistemų fone nei bet koks reikšmingas šildymo ar energijos konvertavimo šaltinis.