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誘導加熱解析事例

磁場/磁界 有限要素法 周波数応答

高周波誘導加熱解析

交流により発生する動磁場に金属が存在すると、金属の表面には
渦電流が生じます。

ここでは、図1のようにコイルを金属部材に配置し、コイルに交流を
印加します。
交流電流が作る磁場/磁界の変化から金属部材の表皮部分には
渦電流が流れ、金属部材の抵抗により発熱します。
その発熱量を PHOTO-EDDYjωで高周波誘導加熱解析により
求めました。

また引き続き、その発熱量からPHOTO-THERMO で熱伝導解析を
行い、温度の時間変化を求めました。

金属部材の外観図は図1の通りです。
高周波誘導加熱解析 外観図

図1 金属部材外観図
解析モデルは図2の通りです。

ここでは独自な外場併用法を利用し、コイルモデルと部材と空気の
モデルを別々に作成し連成解析を行いました。

部材と空気のモデルは、生じる磁場の対称性を考慮し、1/2モデルと
しました。

また、真鍮と銅は非磁性体なので、比透磁率はどちらも[1.0]に設定しま
した。
高周波誘導加熱解析モデル

図2 解析モデル
解析結果は図3~図5の通りです。 高周波誘導加熱解析

図3 磁束密度分布コンター図
高周波誘導加熱解析 渦電流密度分布

図4 渦電流密度分布コンター
高周波誘導加熱解析 渦電流密度分布

図5 発熱密度分布コンター図
温度分布変化コンター図は図6~8の通りです。 高周波誘導加熱解析

図6 コイルに電流印加後5秒後
高周波誘導加熱解析

図7 コイルに電流印加後10秒後
高周波誘導加熱解析

図8 コイルに電流印加後30秒後

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